Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
ou
Comment diminuer ses charges et être respectueux
de l’environnement
Par Michel MUGNIER
membre de l’Association B.E.R
(Bourgogne Energies Renouvelables)
Plan de la présentation
1) Préambule page 2
2) Le Bilan Thermique page 3
3) L’Electricité page 4
4) L’Eau page 8
5) Le Chauffage page 13
6) L’Air page 18
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Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
Préambule
Le concept de maison autonome en matière d’énergie deviendra peut être demain une réalité. La
Réglementation Thermique 2005 (RT2005) en vigueur a renforcé les exigences en matière
d’isolation et d’implantation des maisons mais en restant assez loin de cet objectif (moins de 110
kWh/m2/an).
Car ceci suppose au départ :
- une orientation et une architecture adaptée de la maison
- la mise en œuvre de techniques d’isolation et de ventilation très performantes
- la récupération maximale de l’énergie solaire (sous forme thermique et électrique) et
géothermique
- et l’élaboration de techniques de stockage d’énergie performantes (hydrogène ?) ou dans un
premier temps d’utiliser le réseau électrique (EDF) comme réservoir d’énergie.
Dans l’habitat ancien on ne peut quasiment plus agir sur les deux premiers points ,
l’indépendance énergétique n’est pas possible .
S’offrent donc 2 possibilités :
- on casse et on reconstruit : c’est ce qui se fait dans le collectif .Doit être envisagé pour des
maisons individuelles de très mauvaise qualité.
- on adapte de manière optimale : Par des investissements bien ciblés ,on peut dans le contexte
actuel arriver à des coûts de fonctionnement nuls avec un retour sur investissement de l’ordre
d’une douzaine d’années . Et surtout grâce à l’utilisation des énergies renouvelables on peut
limiter notre impact sur l’environnement et être en grande partie indépendant des énergies fossiles
et de l’évolution de leur coût.
Le combat n’est pas perdu d’avance !
Rêvons un peu : ma maison me coûte 2400 € par an (1600 de chauffage , 500 d’électricité et 300
d’eau) . J’emprunte 16000 € ,l’Etat et la région m’aident à hauteur de 10000 € , j’installe une
centrale PV de 3 kW plein sud : mes charges annuelles (prêt compris) baissent de 500 €
Rêvons encore un peu plus : je mets 12000 € en plus (soit toutes mes économies) dans une
chaudière à granulés en remplacement de celle à fioul, mes charges baissent encore de 600 € par
an.
Ces exemples sont réalistes , mais il faut bien reconnaître qu’aujourd’hui les aides de l’Etat et des
Collectivités profitent surtout aux Installateurs et que les baisses de prix liées à l’effet d’échelle
ne sont pas au rendez-vous. La complexité des démarches , la méconnaissance de ces nouvelles
techniques , la faiblesse des filières françaises de production de matériel ,des filières de formation
à l’installation et le manque de concurrence sont des freins importants pour le développement des
énergies renouvelables.
Sur fond de crise pétrolière et de forte dégradation de notre environnement il est de notre devoir
de citoyen :
- d’agir au plan individuel pour s’affranchir au maximum des énergies fossiles en adoptant les
énergies renouvelables
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- de militer pour que les pouvoirs publics développent une véritable stratégie de soutien et
d’accompagnement en ce domaine
La présente étude très concrète doit vous aider à conduire cette démarche , elle est basée sur mon
expérience personnelle.
Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
Le Bilan Thermique
Avant de produire nous mêmes de l’énergie commençons par en économiser , ceci à qualité
de vie identique bien sûr.
La première étape de la démarche consiste donc a effectuer un bilan thermique de sa maison
pour privilégier les investissements d’isolation. Comme il n’est pas possible de le faire par
calcul à partir de l’isolation des différentes facteurs de déperdition de la maison (plafonds
,murs ,sols , ouvertures et aération) une approche globale doit être conduite.
Répondre à la question suivante : Quelle quantité d’énergie en kWh ai je utilisé en moyenne
chaque année pour me chauffer ?
Sachant que :
- si vous avez un chauffage électrique vous déduisez de votre consommation globale 2500 à
3000 kWh pour les besoins domestiques et 1500 kWh pour l’eau chaude (2 personnes ou 2000
kWh pour un couple et 2 enfants) , il vous reste l’énergie consommée par vos émetteurs
(convecteurs ,planchers chauffants ,panneaux rayonnants …)
- si vous avez un chauffage central au fioul ou au gaz , à partir de votre consommation sur la
base de 1 litre de fioul = 1m3 de gaz = 10kWh et d’un rendement de 0.85 pour le fioul et 0.95
pour le gaz effectuer le calcul (1000 l de fioul -> 8500 kWh ,1000 m3 de gaz -> 9500 kWh)
- si vous vous chauffez au bois avec un insert (Rendement= 0.4) , avec une chaudière récente
(Rendement = 0.6) comptez qu’un stère de bois qui représente une énergie potentielle de 2000
KWh vous restitue respectivement 800 et 1200 KWh
Ensuite vous devez calculer la surface habitable chauffée de votre maison .
Vous en déduisez alors le coefficient d’énergie consommée par m2 habitable (kWh/m2).
Si vous chauffez raisonnablement (20°C partie jour , 17°C partie nuit) , suivant la valeur
trouvée :
- moins de 50 : Parfait , vous êtes vraiment en avance …
- moins de 100 : C’est bien il n’y a certainement pas grand chose à faire pour améliorer la
situation sauf si vous êtes perfectionniste
- moins de 200 : Vous êtes dans la moyenne française , il vous faut agir pour descendre en
dessous de 100
- plus de 200 : Vous avez de sérieux problèmes , améliorer l’isolation de votre maison est
une tâche ultra-prioritaire
Pour descendre en dessous de 100 un bilan thermique de votre maison doit être réalisé par un
spécialiste (ne pas confondre avec un Diagnostic Performance Energétique DPE qui coûte
moins de 100 € et n’apporte rien) ,n’hésitez pas à dépenser ces 400 à 500 €. Une liste de
travaux par priorité vous sera proposée et l’estimation des gains correspondants.
Bon à savoir :
- L’acquisition de matériaux d’isolation thermique agrées (Parois opaques , parois vitrées ,
volets isolants et calorifugeage) ouvre droit à un crédit d’impôt de 25 ou 40 % du prix des
matériaux.
- L’isolation extérieure des murs est une bonne solution qui va se développer .
- L’isolation des combles ou de la toiture est facile à réaliser .
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- Pour rendre une dalle « isolante » et si vous avez un sous sol il suffit de le tempérer à 16-
17°C. Pour cela isoler ses murs et installer y un mode de chauffage économique (insert
bois , poêle à granulés ) .
- Les doubles vitrages actuels sont 2 à 3 fois plus performants que ceux de plus de 20 ans à
épaisseur égale , compter 250 € du m2 de vitre (4-12-4 avec argon) en rénovation .
Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
L’Electricité
La consommation électrique d’un pavillon habité par un couple tourne autour de 2500-3000
kWh , auxquels il faut rajouter éventuellement 1500 kWh d’eau chaude .
Les principaux postes de consommation d’électricité sont :
- les appareils électroménagers : 40 à 60% de la consommation suivant le taux
d’équipement .Privilégier ceux de classe A , A+ ou A++ très économes . Un congélateur
de classe A++ consomme 280 kWh par an , un ancien plus de 600 !
- l’eau chaude : si elle est produite toute l’année par un cumulus électrique orientez vous
vers un CESI (Chauffe Eau Solaire Individuel) . Vous économiserez jusqu’à 2/3
d’électricité (le complément peut être fourni par un chauffage central traditionnel)
- l’éclairage : remplacer toutes vos ampoules à incandescence ou halogène par des
ampoules basse consommation (4 fois moins gourmandes)
- les appareils en veille (ordinateur ,télévision ,magnétoscope ,décodeurs,…) : sachez qu’ils
peuvent représenter au total jusqu’à 60W soit plus de 500 kWh dans l’année ! Pour y
remédier ,installer une prise multiple avec interrupteur sur leur alimentation.
Installation d’une centrale photovoltaïque :
Aujourd’hui il est possible de produire sans contraintes techniques particulières de l’électricité
à partir du soleil grâce à des cellules photovoltaïques ,l’équipement complet s’appelle une
centrale photovoltaïque. Celle ci se compose:
- de panneaux qui regroupent des cellules photovoltaïques (50 à 60) ,ils sont assemblés en
branche . Une branche correspond à une exposition homogène des panneaux qui la
composent .
- d’un onduleur (40 cm x 30 x10 pour 2 kW) qui transforme le courant continu venant des
panneaux en courant alternatif 230V . L’onduleur permet le raccordement de une ou
plusieurs branches .
- d’un coffret équipé d’un disjoncteur entre le réseau EDF et la sortie de l’onduleur
- de 2 câbles de 4 mm2 par branche pour le transport du courant continu entre les panneaux
et l’onduleur et d’un câble de masse qui relie les armatures métalliques des panneaux à la
terre de la maison
Une centrale PV est donc très simple et ne nécessite pas d’entretien . La durée de vie est
longue pour les panneaux ( rendement assuré de 85-90% de celui d’origine après 20 ans) et
plus faible pour l’onduleur (entre 10 et 20 ans à cause de la dégradation des condensateurs) .
Donc pas de contrat d’entretien , par contre il faut prévoir l’assurance des panneaux dans
votre contrat (grêle) ainsi que vôtre responsabilité civile vis à vis d’EDF (vous avez le statut
de producteur d’électricité) .
Caractéristiques d’une centrale photovoltaïque :
- sa puissance est exprimée en Watts crête : par exemple 2 kW crête . Ca signifie que vos
panneaux fourniront une puissance nominale (et non maximale) en courant continu de
2000W , soit de l’ordre de 250V continu sous 8 Ampères . Attention ce niveau de tension
est très dangereux pour l’homme et des panneaux PV débitent même en l’absence de soleil ,
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de la lumière diffuse suffit ! Il faut savoir que la puissance fournie baisse avec l’élévation de
température des panneaux à base de cellules silicium cristallin (jusqu’à 15%) . Pour limiter
cet effet il faut donc que l’arrière des panneaux soit ventilé naturellement. Donc une
centrale PV de 2 kW fournira au mieux (et pas en plein été) 8 Ampères en CA soit 1800 W .
La puissance des panneaux pour une surface donnée est liée à la qualité et la nature des
cellules (les cellules sont triées par performance et montées de manière homogène en
panneaux) . En poly-cristallin un bon panneau de 200 W à une surface de 1.6 m2 , une
centrale de 2 kW occupera donc 16 m2 de toiture.
- le rendement de l’onduleur : l’énergie fournie par les panneaux n’est convertie en
alternatif qu’à raison de 90 à 95% suivant la performance de l’onduleur .La différence
part en chaleur dans l’onduleur (il doit être dans un endroit frais l’été) et dans les
câbles de raccordement .Si les panneaux sont éloignés de plus de 25 m de l’onduleur
utiliser du 6 mm2 .La perte en ligne doit être inférieure à 1-1.5%
- la nature des cellules photovoltaïques : il existe 2 grandes familles de cellules , les
mono-cristallines et les poly-cristallines. Les premières sont plus chères mais ont un
meilleur rendement (15 à18% de l’énergie solaire est transformée en courant et 12 à
15% pour les autres) .Les deux choix sont possibles mais si vous n’avez pas de
contraintes de place choisissez le poly-cristallin moins cher. On ne traitera pas ici le
cas spécial des modules en silicium amorphe qui ne se prêtent pas vraiment à une
installation dans l’habitat individuel car nécessitent de très grandes surfaces vu leur
faible rendement ( 2000 kWh)
A noter qu’il existe un outil d’évaluation de production pour le photovoltaïque raccordé
réseau (http://www.tecsol.fr/spv/pv_reseau.htm)
Vente ou autoconsommation de son électricité :
Depuis Juillet 2006 l’Etat a fixé par décret un tarif de rachat par l’opérateur de distribution
électrique de 55c d’€ par kWh si intégration des panneaux à la toiture ou pose en façade ou
brise soleil . Une simple surimposition en toiture conduit au tarif de rachat de 30c d’€. En
achetant le kWh 8-10c d’€ à l’opérateur , il est évident que l’on a tout intérêt à vendre la
totalité de sa production. Le contrat de rachat est garanti 20 ans avec des prix actualisés
chaque année ( coût horaire du travail et indice des Prix à la Production de l’Industrie) . Pour
2008 il est passé à 57c d’€ .
Ces conditions ne sont valables que pour une centrale PV de puissance inférieure ou égale à 3
kW crête.
Implantation de la centrale PV :
Les panneaux doivent donc être intégrés en toiture si possible avec une exposition plein Sud
et une inclinaison du toit égale à la latitude du lieu (influence faible) . Plus on s’écarte du sud ,
plus la production annuelle baisse ( -17% plein Ouest) . Il existe plusieurs techniques
d’intégration suivant la manière de réaliser l’étanchéité :
- La tôle plastique : les lattes sont doublées et dessus on fixe des tôles plastiques qui se
chevauchent puis des rails aluminium sur lesquels on fixe les panneaux .
- des bacs qui reçoivent les panneaux
- par les panneaux eux mêmes : à déconseiller .Les joints ont une durée de vie limitée.
Dans tous les cas de figure l’important est d’assurer une très bonne étanchéité entre la toiture
existante et la zone des panneaux .
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Faire attention pour l’implantation des panneaux aux ombres portées éventuelles : un panneau
qui n’est plus éclairé ne produit plus et est court-circuité par un système de diodes , 2
panneaux ombrés et vous ne produisez pratiquement plus rien.
Un arbre qui fait de l’ombre à certaines heures ou encore des panneaux très sales peuvent
vous faire perdre de 5à 10% de production.
L’onduleur doit si possible se trouver à proximité des compteurs EDF .
Raccordement de la centrale PV :
En général on dispose d’un compteur EDF dans un coffret de raccordement extérieur et d’un
disjoncteur à l’intérieur. Si vous disposez en plus d’un dispositif de changement de tarif il n’y
a aucun câble à passer pour réaliser le raccordement de votre centrale PV .
En effet EDF :
- utilise votre câble d’arrivée 230V pour transférer le réseau à votre domicile (réseau =
boîtier de 30cmx20x10)
- réinstalle votre compteur de consommation à l’intérieur à coté du disjoncteur
- vous installe 2 nouveaux compteurs et un disjoncteur pour votre centrale (un compte la
production l’autre la non-consommation)
- utilise votre câble de changement de tarif pour raccorder le dispositif de télé-relevé des
compteurs (changement de la porte du coffret extérieur par une nouvelle équipée
d’une cellule InfraRouge)
Dans le cas contraire vous devrez prévoir le passage d’un câble de 2x1.5 mm2 entre le coffret
extérieur et votre tableau intérieur.
L’emprise des équipements EDF est d’environ 1m de haut sur 30 cm de large.
La mise en service consiste à passer un câble entre le disjoncteur de la centrale PV et le
disjoncteur de branchement.
Commande d’une centrale PV :
Pour disposer du crédit d’impôt (50% sur le matériel plafonné à 8000 € de crédit d’impôt soit
16000 € éligible pour un couple ) et des aides des Collectivités (1 € du W crête par le CR
Bourgogne ) vous devez obligatoirement passer par un installateur agrée .
Consultez donc plusieurs entreprises et comparez à caractéristiques voisines .Voici des
indications de prix en poly-cristallin , installation comprise :
- pour 1 kW crête : autour de 10 € le Watt crête
- pour 2 kW crête : entre 8 et 9 €
- pour 3 kW crête : autour de 8 €
Pour une installation moyenne sans difficultés particulières comptez 15 à 20% de main
d’œuvre. En mono-cristallin surcoût de 5 à 10%.
Le retour sur investissement se situe entre 8 et 10 ans suivant l’exposition des panneaux .
Les entreprises vous proposerons de faire les démarches (très nombreuses mais pas
compliquées) à votre place .Cela a un coût et n’est pas un gage d’efficacité .Faites les donc
vous même. Entre la signature du devis et la mise en service de la centrale il faut compter 4
mois si tout va bien..
Négociez ferme ,l’installateur marge souvent à hauteur de 30% et plus sur le matériel qui
peut être livré directement en Kit par le fournisseur à votre domicile !! La réduction d’impôt
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ne doit pas être un prétexte pour des prix aussi hauts …Beaucoup en sont à leur début et
confondent marché et Eldorado !!!
A mon avis l’Etat à commis une erreur en donnant de fait le monopole de l’installation PV
pour particuliers à certaines entreprises .Le nombre d’installations augmente (trop lentement )
mais les prix ne baissent pas , voire augmentent !
Les fabricants vendent des centrales en Kit aux installateurs, la technicité principale pour la
mise en œuvre est celle de « couvreur » (j’oubliais le sertissage des connecteurs au bout des
câbles qui nécessite une pince particulière quand l’installateur la possède…) . Pour permettre
une grande diffusion du PV il eût été préférable d’autoriser un montage soit même et
d’obliger à faire réceptionner l’installation par le Consuel avant raccordement EDF (ce qui se
fait pour une installation électrique de maison) . 30 à 40% de baisse des prix assurée.
Les démarches :
Tout d’abord vous devez savoir que vous avez 2 interlocuteurs différents chez EDF : l’AOA
(Agence Obligation Achat) et l’ARD (Agence Régionale Distribution) .L’AOA établit votre
contrat et chaque année vous lui envoyez une facture correspondant à votre production
(nombre de kWh produits x prix du kWh cette année) et vous renvoie un chèque.L’ARD
effectue votre raccordement (compter si aucune difficulté particulière environ 500 € pour les
frais puis 50 € par an pour la location des matériels)
Côté Etat : la DIDEME ( Direction Générale de l’Energie et des Matières Premières) auprès
de laquelle vous devez déclarer votre installation , la DRIRE (Direction Régionale de
l’Industrie de la Recherche et de l’Environnement) qui valide l’obligation d’achat
Côté Collectivités : la Commune qui vous délivre la Déclaration Préalable (ex Déclaration de
Travaux (attention 2 mois de délais si site classé ,sinon 1 mois) , le Conseil Régional pour la
demande de subvention .
Pour avoir un logigramme précis et les imprimés nécessaires aller sur le site de l’Association
HESPUL (http://www.hespul.org/-Publications-photovoltaiques-.html)
La mise en service :
L’installateur ayant terminé les travaux vous prenez rendez-vous avec l’ARD pour le
raccordement et la mise en service .Cette dernière opération se fait par l’installateur en
raccordant le câble venant du disjoncteur de la centrale sur le disjoncteur production EDF .
A cette occasion EDF vous explique les règles de sécurité à respecter (être capable d’isoler
l’installation à leur demande = couper le disjoncteur du coffret) et vérifie la sécurité de
l’onduleur : en absence de réseau EDF l’onduleur ne doit pas débiter.
Et ça marche tout seul !!!
L’exploitation :
Il vous suffit de relever la valeur du compteur EDF à chaque date anniversaire de la mise en
service pour établir votre facture.
Les plus curieux pourront de temps en temps consulter dans l’onduleur des valeurs telles
que :puissance CA instantanée en W , débit en A des capteurs , production journalière ,
mensuelles en kWh ,…
Les perfectionnistes préfèreront tout savoir et tout enregistrer au cas ou il y aurait un
problème . L’astuce consiste à utiliser la sortie téléinformatique du compteur EDF de
production qui permet de disposer en temps réel de l’index compteur , de l’intensité et de la
puissance apparente produite .Grâce à une interface « maison » on peut raccorder la sortie
compteur sur le port série d’un ordinateur ou un adaptateur USB-série .Un logiciel spécifique
permet de voir et d’enregistrer toutes ces données (valable aussi pour son compteur de
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consommation) .Pour éviter à EDF de revenir ,demander à la mise en service de valider la
sortie téléinformatique de tous vos compteurs .
Pour en savoir plus rendez vous sur le site internet :
http://pagesperso-orange.fr/michel.mugnier/
Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
L’Eau
L’eau potable est une ressource qui deviendra de plus en plus rare donc chère .La dégradation
de notre environnement oblige souvent à des traitements onéreux (nitrates ,pesticides ,..) .Il
devient urgent de l’économiser.
La consommation d’un couple avec 2 enfants s’élève environ à 110 m3 par an ,elle se répartit
en 3 postes principaux :
- les WC : 1/3 . Utiliser de l’eau potable pour nettoyer ses WC constitue une vraie
aberration ! La récupération d’eau de pluie est une alternative très valable.
- l’ECS (Eau Chaude Sanitaire) : 1/3 .A part prendre des douches au lieu de bains il est
difficile de réduire le volume consommé . Par contre on peut agir sur le mode de
chauffage de l’eau en adoptant un CESI (Chauffe Eau Solaire Individuel).
- l’utilisation courante et le lavage : 1/3 .Pour des raisons sanitaires je ne suis pas
favorable à l’utilisation de l’eau de pluie pour le lave linge ou lave vaisselle (il faut un
traitement efficace ,régulier et coûteux) Par contre si l’on dispose d’un CESI il est
judicieux d’acheter un lave linge (ou vaisselle) équipé de 2 entrées d’eau (eau chaude
et eau froide) et bien sûr économe en eau . A noter que les modèles de ce type sur le
marché sont bien rares (notamment pour les lave linges). A défaut de disposer d’un tel
appareil on peut toujours le raccorder sur un mélangeur thermostatique et régler au
coup par coup la température d’entrée de l’eau (gain assuré de 50 à 80% d’électricité)
La récupération de l’eau de pluie
Volume d’eau à stocker
Si vous souhaitez alimenter vos WC , laver votre voiture ,arroser vos plantes et parterres il
vous faut stocker 10 m3 d’eau de pluie . Si en plus vous avez un jardin potager 15 à 20 m3
feront l’affaire. En effet il faut pouvoir passer la période la plus basse en pluviométrie :
l’été ou l’on est tributaire des seuls orages et ou l’on consomme le plus d’eau !
Comment stocker
Hors de question d’utiliser des bacs ou citernes tous faits et très chers pour de tels
volumes .La meilleure solution consiste à :
- creuser une fosse de 1.5m de profondeur sur 10 m2 le long de votre maison
- couler une dalle en béton armé de 12 à 15 cm an fond
- élever des murs en agglomérés de 15
- disposer au fond un feutre
- fixer un liner type bassin d’ornement d’un seul tenant (bien laisser du mou pour que le
liner ne soit pas tendu après mise en eau)
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- faire arriver le maximum de descentes d’eau de pluie et autres terrasses dans la citerne
- prévoir un trop plein qui repart dans le pluvial
- recouvrir la citerne d’une dalle armée en n’oubliant pas de ménager une trappe de
visite et un passage de 10 cm de diamètre pour la crépine
Les équipements
Vous devez vous équiper d’un sur-presseur : c’est une pompe disposant d’un réservoir
tampon qui se met automatiquement en route quand la pression dans le ballon est trop
basse (1 bar) et s’arrête lorsqu’elle atteint une valeur haute ( 4 bars) .Ces deux seuils sont
réglables mécaniquement.
Un sur-presseur se caractérise par sa nature (inox plus résistant ou plastique ) et sa
contenance ( 12 litres , 25l ,50l) . Plus le volume est grand moins souvent la pompe se
mettra en route. C’est un appareil bruyant qu’il faut donc installer au sous sol ou à
l’extérieur à l’abri du gel .Il puise l’eau dans la citerne par un tuyau de 30 mm de diamètre
et de 2 à 3m de long qui est terminé par une crépine équipée d’un clapet anti-retour (la
pompe ne doit pas se désamorçer)
Dans la citerne la crépine ne doit pas reposer au fond mais être suspendue sous un bloc de
polystyrène de manière à aspirer l’eau 20 cm en dessous de la surface (au fond on a des
boues et en surface des algues) .
En sortie du sur-presseur vous devez installer une vanne , un filtre à particules nettoyable
de 100 microns et une autre vanne puis ensuite les différents départs.
Si vous n’êtes pas plombier et voulez éviter le cuivre , utilisez du PER de 12 mm en
distribution (besoin uniquement des raccords adaptés , d’un couteau et de clés) .
Raccordement des WC
Si la canalisation d’arrivée d’eau du WC est accessible depuis le sous sol : couper le tube
sur une vingtaine de cm et le remplacer par un té ,un clapet anti-retour et une vanne ¼ tour
coté adduction . Sur le té raccorder une vanne ¼ tour et votre PER .Ce montage permet de
fonctionner soit avec l’eau de pluie soit avec l’eau de l’adduction .
Si la canalisation n’est pas accessible amener le PER à coté du WC et faire le montage
comme ci dessus .
Pour fonctionner sur l’eau de pluie fermer la vanne coté adduction et ouvrir celle coté sur-
presseur.
Important : les 2 vannes ne doivent jamais être ouvertes simultanément .Il est bien sûr
interdit d’injecter de l’eau de pluie dans votre installation. Vous pouvez à coup sûr vous
affranchir de ce risque en plus du clapet anti-retour en limitant la pression haute de votre
sur-presseur à une valeur inférieure à celle du réseau .
Le Chauffe Eau Solaire Individuel (CESI)
A cause du tarif de nuit avantageux d’EDF l’essentiel de l’eau est chauffée en France par
résistance électrique dans des cumulus tout ou partie de l’année. L’énergie thermique
apportée par le soleil peut couvrir les besoins en ECS (Eau Chaude Sanitaire) à hauteur de
60% dans le Nord de la France et à 99% dans le Sud ! Et pourtant notre taux d’équipement
en CESI est un des plus bas d’Europe (10 fois moins qu’en Allemagne), à cela plusieurs
raisons :
- le prix trop élevé des installations (de 6 à 8000 € pour une famille)
- l’impossibilité de réaliser soi-même l’installation à cause du système d’aides de l’Etat
- la faiblesse et le manque de diversité de l’offre des fabricants français
- le prix bas de l’électricité en heures creuses
- un retour sur investissement trop long ( de 12 à 20 ans)
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Installer un CESI aujourd’hui est donc avant tout un geste de citoyen respectueux de
l’environnement .
Les différentes famille de CESI :
Il existe 3 grandes familles de CESI .
- à thermosiphon
- à eau pressurisée et glycolée
- auto-vidangeable (drain-back)
Le premier système est réservé aux pays Méditérranéens où il n’y a aucun risque de gel .
Il se présente sous forme d’un capteur surmonté d’un ballon ECS installé en toiture.
Il fonctionne sans électricité (par thermosiphon) et est d’un coup faible . Malheureusement
il ne peut être installé en France même dans le Sud à cause du gel potentiel du ballon
d’eau (il existe des protections mais assez peu fiables).
Le système à eau pressurisée est le plus répandu car souvent le seul connu des installateurs
en France.
Le CESI à eau glycolée et pressurisée :
Il se compose de capteurs (1,2 ou3) , d’un ballon ECS équipé en partie basse d’un
échangeur de chaleur ( un serpentin en cuivre ) ,d’une pompe ,d’un vase d’expansion ,
d’une soupape de sécurité et d’un système de pilotage appelé régulation .La liaison
capteurs – ballon est faite en tube de cuivre .C’est l’équivalent d’un chauffage central , les
capteurs représentant la chaudière et l’échangeur de chaleur les radiateurs .Le fluide
caloporteur est constitué d’eau glycolée (taux de glycol >= 30%) . La régulation gère le
transfert de chaleur des capteurs vers le ballon grâce à 2 sondes de température : l’une
dans les capteurs , l’autre en bas du ballon . Dès que l’écart de température entre l’eau
chaude en bas du ballon et le fluide dans les capteurs est supérieure à 4-6°C la pompe se
met en route jusqu’à ce que cette différence devienne minime .La pompe s’arrête . Quand
la température de l’ECS a atteint une valeur maximale (65°C par exemple) le
fonctionnement du CESI est interrompu .
Le CESI auto-vidangeable (drain-back system) :
Il est composé des mêmes éléments à l’exception du vase d’expansion , du purgeur sur les
capteurs et de la soupape de sécurité , avec en plus un vase récupérateur situé entre le
ballon et les capteurs .Le circuit contient de l’eau pure (ou de l’eau glycolée) et de l’air.
Au repos toute l’eau est redescendue des capteurs et est stockée dans le ballon
récupérateur et l’échangeur ,donc se situe à l’intérieur de la maison. La logique de
fonctionnement est identique à celle du CESI à eau pressurisée .
Comparaison des 2 types de CESI :
Les 2 grands problèmes que rencontre un CESI sont le gel en hiver et l’excès de chaleur
en été (les capteurs peuvent monter à plus de 150 °C) .
Le gel : pas de souci avec un auto-vidangeable car les capteurs ne contiennent que de l’air
, par contre le dosage en glycol doit être suffisant pour l’autre système (donc obligation de
s’en assurer périodiquement)
L’excès de chaleur : avec un système à eau pressurisée le fluide monte en température ce
qui a 2 conséquences , sa dilation absorbée par le vase d’expansion et la dégradation lente
du glycol ( à partir de 140 °C) ) et éventuellement le déclenchement fréquent de la
soupape de sécurité .L’idéal est de pouvoir évacuer cette chaleur en trop dans une piscine
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par exemple ,ce qui complique l’installation .Pour l’auto-vidangeable les capteurs étant
vides il ne se passe rien .
Côté rendement les 2 systèmes sont très voisins , côté prix l’auto-vidangeable étant plus
simple doit logiquement être moins cher par contre son ingénierie est plus complexe .
Ingénierie des 2 systèmes :
- choix du ballon : 300 ,400 ou 500 litres . Pour un couple avec enfant choisir un 500l , pour un
couple seul 400l (300 à la rigueur) .Il ne faut pas comparer avec votre cumulus actuel pour
lequel contenance = volume d’eau chaude utilisable .Car avec un CESI vous ne disposez en
hiver que de la moitié de la capacité .La moitié inférieure est préchauffée par le solaire et
seule la partie supérieure est chauffée à température normale par une autre source d’énergie (
électricité ou chauffage central) .La nature interne du ballon est importante , l’inox plus cher
est préférable à la tôle émaillée . Donc les critères de choix sont volume , nature et source de
chaleur complémentaire et qualité de l’isolation (constante de refroidissement en Wh/L.j.°C).
Si vous disposez d’un chauffage central prévoir à la fois l’échangeur en partie haute et la
résistance électrique en partie centrale vous aurez plus de souplesse en saison intermédiaire .
Pour limiter les pertes de chaleur ( de 15 à 30 % de l’énergie apportée) il faut envelopper le
ballon dans une ou 2 épaisseurs d’isolant multicouches soit 5 cm (gain de 200 à 300 kWh par
an) .
- choix des capteurs : les performances d’un capteur sont généralement définies par 2
coefficients , K=la déperdition d’énergie en W/m2.°C ( 3 0.85 ). Les meilleurs ont donc K petit et B élevé .Il existe 2 familles de
capteurs : plan et sous vide . La seconde beaucoup plus chère mais plus performante est
réservée à des installations spéciales , climatisation solaire par exemple . Un capteur plan est
constitué d’un caisson isolant recouvert d’une vitre et constitué d’un fond absorbant dans
lequel on trouve l’échangeur ( tube de cuivre avec ailettes le plus souvent ) .Les capteurs
s’assemblent par 2 ou 3 et peuvent être intégrés en toiture ou en surimposition , posés au sol
ou fixés en façade . L’important est leur orientation : le plein sud doit être privilégié et leur
inclinaison : s’approcher de la valeur de la latitude du lieu (35 –40 ° en Bourgogne) . La
surface nécessaire dépend du volume du ballon et du lieu : dans le Nord on adoptera plutôt 5
ou 6 m2 pour un 400 – 500 litres et seulement 4 m2 dans le Sud . Pour l’auto-vidangeable les
capteurs doivent être posées avec une pente de 2% ainsi que les canalisations pour assurer
l’écoulement de l’eau .Il existe sur le site de Tecsol (www.tecsol.fr) un simulateur dans
lequel vous pouvez faire varier tous les paramètres d’un CESI et qui vous donne votre taux
de couverture ECS mois par mois .
- les canalisations et la pompe : le débit du fluide doit être limité à 400 – 600 litres / heure
afin de récupérer le maximum de chaleur des capteurs . Il suffit donc d’adapter la vitesse de
la pompe pour s’en approcher .Dans un auto-vidangeable la pompe doit vaincre la Hauteur
Manométrique (HM en mètres) , c’est à dire la différence de hauteur entre le réservoir
récupérateur et le sommet des capteurs . En général les pompes de circulation utilisées ont
une HM maximale de 6m à la vitesse 3 , de 5 m à la vitesse 2 et de 4 m à la vitesse 1 .C’est
un point incontournable pour avoir un bon fonctionnement . De même entre la pompe et le
réservoir récupérateur il doit y avoir une hauteur minimale de 1.5 m pour éviter les
problèmes de cavitation ( pression insuffisante à l’aspiration qui entraîne une vaporisation de
l’eau et la destruction à plus ou moins longue échéance du corps de pompe ) . Enfin il faut
absolument que la capacité du réservoir récupérateur soit supérieure à la somme du volume
en eau des capteurs , des canalisations aller et retour et de l’échangeur du ballon (quand le
circuit est établi il reste encore de l’eau dans le réservoir récupérateur) . Pour le CESI à eau
11
pressurisée il n’y a pas de contraintes : la pompe doit juste vaincre les pertes de charges qui
sont fonction de la longueur et de la section des tuyaux , des coudes , des capteurs .En
résumé il y a de fortes contraintes à respecter pour implanter un auto-vidangeable , aucune
pour l’autre type et dans tous les cas de figure on doit minimiser la longueur des tuyaux de
cuivre et adapter leur section (10 - 12 – 14 mm) . Enfin il faut les calorifuger un maximum
pour limiter les pertes (mousse de polyuréthane autour de chaque tuyau et isolant
multicouche autour des 2 tuyaux ) .
- la régulation : Elle est semblable pour les 2 types . Il est souhaitable de pouvoir
programmer le seuil de température pour la mise en marche de la pompe pour avoir un
bon fonctionnement de l’installation (avec un seuil fixe trop bas on peut avoir le cas
de figure ou l’apport dans les capteurs est égal aux pertes en ligne , la pompe tourne
pour rien) .On doit pouvoir aussi programmer la température maximale admissible en
bas du ballon à partir de laquelle la pompe ne sera plus activée . Si l’on veut une
température très élevée ( 70-75 °C en bas soit encore plus en haut du ballon) , il faut
impérativement installer en sortie d’eau chaude un mitigeur thermostatique pour
ramener l’ECS à 55°C .
Variante du système autovidangeable
Pour pallier les contraintes d’implantation de l’auto-vidangeable classique il existe une
variante développée par un fabricant Belge (http://www.solarmondo.com/indexFR.php).
La pompe est de type volumétrique (plus de contrainte de hauteur de refoulement et
d’aspiration) et le fluide caloporteur du Tyfocor LS .Il n’y a pas de réservoir
récupérateur (c’est l’échangeur dans le ballon qui en tient lieu) . Les tuyaux souples en
polypropylène de 10 mm ne sont pas encore homologués en France , du cuivre doit être
utilisés. Un CESI de ce type de 500l installé à Perpignan avec 4 m2 de capteurs a permis
pour une famille de 3 personnes une quasi complète autonomie en ECS sur l’année ( une
seule nuit de chauffage pour l’ECS à l’électricité!!!)
Le bon choix et des ordres de prix
Au vu des arguments précédents il devient presque évident qu’il faut opter pour un
système auto-vidangeable à pompe classique ou de type volumétrique . Pour une
configuration 400l + 5m2 de capteurs comptez 5500 à 6000 € installation comprise .
Taux de couverture solaire et retour sur investissement
Voici un tableau donnant pour l’année 2007 la production d’ECS par un CESI de 300l + 6
m2 de capteurs exposé plein sud à côté de Dijon (couple seul):
Mois Nb_jour E_sol E_ccent E_elec E_perte E_pompe E_conso V_ECS Rendt Tx_sol
01 31/31 10222 0 98818 18226 1025 90257 2188 83 09
02 28/28 34881 0 39839 20727 2755 55108 1303 72 46
03 31/31 53925 0 31565 26830 3751 57230 1287 68 63
04 30/30 148815 0 1495 31603 6567 121101 2437 78 99
05 30/31 96286 0 14417 25070 3286 88933 2036 77 86
06 30/30 90350 0 22 26153 2826 65499 1373 71 99
07 31/31 98102 0 0 26335 2847 70779 1221 73 100
08 31/31 126406 0 0 25851 3797 102652 2797 79 100
09 30/30 122609 0 3664 22852 3607 104797 2735 81 97
10 31/31 74707 20991 0 25495 3344 67967 1882 73 78
11 30/30 16166 73315 0 19079 1519 71152 1736 78 18
12 31/31 9074 145041 0 15930 969 135699 2987 89 05
Total2007: 884 239 190 284 36 1034 24 79% 67%
En Kwh En m3
Tx_sol = taux de couverture solaire ( 67% pour l’année 2007)
Ce CESI a coûté 5200 € soit 2400 € aides déduites (1600 € crédit d’impôt + 1200 € CR
Bourgogne) .Il permet d’économiser un peu moins de 1000 kWh par an soit environ 110 €
12
d’électricité . Le retour sur investissement théorique est donc de 22 ans (10-12 ans pour
une famille) ! Mais quel sera le prix de l’électricité dans 20 ans ? Le soleil sera lui
toujours gratuit.
Proposition pour développer fortement le nombre de CESI :
Un Kit type variante belge à 2500 € aidé à 50% par crédit d’impôt , à monter soit même .
Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
Le Chauffage
C’est le poste le plus élevé pour les charges d’une maison en Bourgogne .
Voici pour le premier semestre 2008 un tableau indiquant un prix moyen du kWh en
centimes d’€ fourni par différents modes de chauffage (maison de 100 m2) :
Energies renouvelables Electricité Energies fossiles
Bois Bois Granulés Granulés PAC géother. Chauffage Fioul Gaz Gaz
déchiqueté bûches vrac sacs air/air-eau/eau électrique (1€/l) Ville Propane
2.3 4.5 5.7 7 6.9 - 5.7 11 11.5 7.3 11
Ces prix devraient évoluer vers une légère hausse pour les ENR ,une hausse moyenne pour
l’électricité et une hausse forte pour les énergies fossiles .
Aussi convient il d’être très attentif sur le choix du type d’énergie utilisée car :
- on s’engage pour une période de 15 à 20 ans
- les énergies fossiles dégradent fortement notre environnement et devront être
réservées pour d’autres utilisations (aujourd’hui le chauffage produit plus de CO2 que
les transports !)
- la France dispose d’une ressource énergétique sous employée : sa forêt , qui pourrait
couvrir tout ou partie de ses besoins (le bilan en CO2 est nul : le carbone absorbé pour
la croissance des arbres = celui dégagé lors de la combustion ou du pourrissement ! )
- le report massif sur l’électricité n’est pas réaliste car il faudrait multiplier les centrales
nucléaires dont certaines vont devoir être renouvelées , d’ou une augmentation
inévitable du prix . Et en plus l’uranium n’est pas inépuisable ! Les techniques de
l’atome dites propres n’arriveront pas avant quelques dizaines d’années …
Donc hors des énergies renouvelables (ENR) il n’y a point de salut.
Nous allons donc étudier successivement le chauffage bois (déchiqueté ou bûches) , granulés
de bois (appelés aussi pellets) et les PAC (Pompes A Chaleur) qui sont à la frontière des ENR
.
Le chauffage bois :
Le bois déchiqueté ou sous forme de bûches est un sous produit de l’industrie forestière .On
récupère les chutes et on les broie dans le premier cas , on coupe les sous bois tous les 25-30
ans dans l’autre .
Pour une maison individuelle l’utilisation du bois déchiqueté n’est pas évidente car il faut
disposer d’un énorme silo (20-30 m3) à proximité de la chaudière (le bois est amené par un
système de vis sans fin ) et il n’existe pas aujourd’hui de chaudières adaptées pour de très
petites puissances ( 8 kW par exemple) .Ce mode de chauffage sera donc envisagé pour du
collectif ou de grosses surfaces en individuel , il est de loin le plus rentable et en plus
automatisé .Nous n’étudierons donc en détail que le chauffage bûches.
13
L’énergie du bois :
Pour avoir une meilleure qualité énergétique on doit laisser sécher le bois à l’air libre de 6
mois (déchets) à 3 ans (bûches de chêne) .Lors de la combustion une partie de l’énergie est
utilisée pour vaporiser l’eau contenue dans le bois qui s’échappe par la cheminée .
Voici un tableau qui donne l’énergie produite en kWh par 1 kilo de bois bûche en fonction de
son taux d’humidité :
0% d’humidité Très sec Séché à l’air 3 ans Séché à l’air 1 ans Vert
4.9 3.9 3.6 3 2.2
Un bon compromis consiste en 2 ans de séchage à l’abri de la pluie et dans un lieu aéré.
Quel mode de combustion :
On peut brûler du bois dans un poêle , un insert ou une chaudière .
Il existe 2 modes de combustion :
- par tirage naturel : l’air est introduit en dessous du foyer , fourni de l’oxygène à la
combustion puis évacue par la cheminée les résidus de combustion .Le débit d’air est
régulé par un volet d’admission qui est manuel ou automatique . Les inconvénients du
tirage naturel sont la dépendance à la pression atmosphérique et le rejet direct des
fumées dans le tuyau . Le rendement varie de 30 % pour un mauvais poêle , 40 –60 %
pour un insert à 75 % pour un poêle type norvégien.
- la combustion inverse : on fait appel à une ventilation forcée . L’air est introduit en
haut du bois qui brûle avec des flammes de haut en bas . L’air chaud passe par des
échangeurs de chaleur avant de partir par le tuyau . Ce système offre de multiples
avantages : gestion efficace du régime de chauffe , bon rendement ( > 75%) ,
possibilité d’automatisation de l’apport en bûches (moins de risques d’incendie) mais
aussi un inconvénient : on est dépendant du courant électrique.
La combustion inverse sera surtout utilisée dans des chaudières de chauffage central.
Choix du mode de chauffage :
Tout dépend de l’installation existante et de la configuration de la maison .
Pour une maison à un étage on peut très bien installer un insert de bonne puissance (12 – 15
KW) avec des bouches d’air chaud réparties ou encore un poêle à accumulation au milieu du
rez de chaussée .Il suffit de prévoir un chauffage d’appoint électrique à la salle de bains , les
pièces supérieures sont tempérées .
Pour une maison à un seul niveau la solution est plus compliquée car si l’on chauffe en un
seul endroit il y fait très chaud et dans les pièces les plus éloignées très frais ! Deux solutions :
l’insert avec conduits d’air chaud et bouches disposées dans ces pièces ou l’insert avec un
bouilleur qui peut alimenter un petit chauffage central (4 à 5 radiateurs) .
Pour une maison déjà équipée d’un chauffage central il suffit de changer de chaudière et de
réaliser quelques modifications.
Le chauffage central à bois :
Par rapport à un chauffage gaz ou fioul il est indispensable d’introduire quelques
modifications :
14
- de sécurité : la combustion du bois ne se maîtrise pas aussi facilement que celle des
énergies fossiles . En cas de surchauffe de la chaudière il faut être capable d’évacuer
toute l’énergie jusqu’à l’arrêt de la combustion . Soit la chaudière est équipée d’une
batterie de refroidissement interne (de l’eau froide est introduite dans l’échangeur et
l’eau chaude évacuée à l’égout) , soit il faut installer une vanne thermostatique double
en sortie de la chaudière ( au delà de 90-95%C un bulbe thermostatique actionne la
vanne qui fait entrer de l’eau froide dans le circuit et évacue l’eau chaude
correspondante) .
- de confort : un ballon tampon doit être installé . Il constitue une réserve d’énergie et
évite ainsi de faire du feu toute la journée .Sa capacité devra être au minimum de 500l
, 750l seraient bien .Le ballon tampon est également une sécurité car il absorbe les
périodes de surchauffe que le circuit radiateurs ne peut absorber .
- par rapport aux radiateurs : la plage de fonctionnement en température du circuit
radiateur varie de 35-40°C à 75-85°C . Les radiateurs sont dimensionnés pour un delta
T de 50°C (différence entre arrivée eau chaude dans le radiateur et température
ambiante) . Il peut donc s’avérer nécessaire de sur-dimensionner certains radiateurs
pour avoir une chaleur suffisante .Il est souhaitable d’équiper tous les radiateurs de
vannes thermostatiques afin de réguler pièce par pièce la température .Ceci à pour
conséquence d’utiliser un circulateur à adaptation automatique de débit à la place du
couple classique : soupape différentielle + circulateur à vitesse constante
- Le conduit de cheminée doit être tubé (tuyaux inox de 180 mm passés dans le conduit
si celui ci fait au moins 200x200 mm)
- Le volume des vases d’expansion doit être adapté à la quantité d’eau du circuit
(beaucoup plus élevée à cause du ballon tampon : si 500l -> 3x18l)
- Les tuyaux de fumée doivent être ramonés chaque année et il est souhaitable d’utiliser
pendant la période de chauffe du produit ou des bûches de ramonage pour limiter les
suies et autres goudrons .
Le chauffage bois apporte donc pas mal de contraintes et de travail (manutention du bois ,
enlèvement des cendres, nettoyage,..) .Il faut disposer d’un espace de stockage d’au moins 15
m3 pour stocker les 12 à 15 stères annuels nécessaires .Pour moi la plus pénalisante est
l’autonomie en bois des chaudières qui est trop faible . A quand une chaudière de 12 kW à
combustion inversée et à alimentation automatique ( 24 ou 48 h d’autonomie) ?
Il existe chez les fabricants français peu de chaudières bois de faible puissance ( 12 à 15 kW) ,
le plus grand nombre se situe dans la gamme 20-30 kW ,surdimensionnée pour une maison
individuelle bien isolée .
Exemple : chaudière Harmonie de Climat Self Morvan
P=13 kW , rendt=65% (50% chauffage central,15% convection) ,autonomie 2 à 3 heures .
La on se rend compte du peu de dynamisme du marché français….
Le chauffage à pellets ou granulés de bois
C’est la version moderne du chauffage au bois.
Qu’est qu’un pellet ou granulé de bois ?
Le granulé est fabriqué à partir de sciure ou de déchets de bois très finement broyés , séchés
puis comprimés fortement . L’énergie nécessaire à sa réalisation représente moins de 3% de
son énergie potentielle .Sa fabrication doit respecter des normes , par exemple
Din Plus :
Densité 1,12 kg/dm3
Energie au moins 4.3 kWh par kg
Taux d’humidité ..10,0% maxi
15
Taux de cendres ..0,5%
Longueur ..5 x Ø maxi
Diamètre ..4 – 10 mm
Poussières ..2,3%
Composition ..bois
A poids égal les granulés sont beaucoup plus énergétiques que le bois(4.7 kWh par kilo ) et
font très peu de cendres. Mais leur grand avantage est qu’ils permettent de faire fonctionner
des appareils de manière automatique et programmée à la puissance souhaitée .
Les appareils à granulés de bois :
Un peu comme les appareils à bois on trouve des poêles , des poêles avec bouilleur et des
chaudières .
Un poêle à une autonomie limitée à quelques jours à cause du volume de son réservoir , sa
puissance varie de 5 à 12-15 kW donc bien adaptée pour une maison isolée .On doit le
remplir à partir de sacs de granulés de 15 ou 25 Kg .Une vis sans fin fait tomber les granulés
dans un foyer à un débit programmé suivant la température souhaitée .Le poêle se met en
route tout seul grâce à une résistance électrique .Il doit être raccordé sur un conduit
d’évacuation gainé . La tonne de granulés en sacs de 25 Kg tourne autour de 280 € .
Le poêle avec bouilleur permet de raccorder quelques radiateurs avec beaucoup plus de
facilités qu’ un insert : pas de risque de surchauffe , bonne régulation , programmation
journalière possible (heure de mise en route et régime de fonctionnement ) .C’est une solution
élégante et à moindre coût pour chauffer une petite maison sans dépendances (poêle installé
dans le séjour) .
Enfin la chaudière c’est vraiment le top:il n’a aucune différence avec son équivalent fioul .
Tout est automatisé : l’approvisionnement à partir d’un silo par vis sans fin ou soufflage , les
cycles de fonctionnement , le nettoyage interne et même la télégestion ! Il n’y a qu’à enlever
le peu de cendres produit tous les mois .Il existe des chaudières de petite puissance (8 kW) qui
dans la version à condensation ont un rendement de 100% (les autres tournent autour de
90%) ! En plus elle se substitue directement à une chaudière fioul ou gaz existante par des
modifications mineures de raccordement .
Il y a cependant quelques problèmes : le coût tout d’abord entre 8000 et 12000 € hors
installation , la quasi absence de fabricants français ( Okofen ,Hargassner , Frohling , tous
sont Autrichiens ) , la méconnaissance de ces produits par les installateurs et enfin la filière de
production des granulés qui n’est pas encore stabilisée (forte augmentation en 2007 due à
l’importance de la demande ). Une chaudière à granulés est une petite merveille de
technologie , il faut donc avoir un SAV efficace en cas de difficultés .De plus le recul n’est
pas suffisant pour avoir une idée précise de sa durée de vie ( 10 ans , 15 ou 20 ans ?) et de ses
coûts de maintenance .
Le stockage des granulés :
Dans une maison existante c’est le problème le plus épineux à résoudre .Heureusement il
existe plusieurs solutions :
- le silo en bois construit soi-même ou en toile avec deux vis sans fin qui à la demande
remontent les granulés pour remplir le réservoir de la chaudière . Sur une base de 4
tonnes de granulés consommés annuellement il doit avoir une contenance d’au moins
6 m3 et être situé à côté de la chaudière .
16
- le même silo mais cette fois ci déporté de la chaudière et couplé à un système de
transport par air des granulés . Un tuyau PVC de diamètre 80 mm entre la vis sans fin
du fond du silo et le réservoir est nécessaire .
- le silo sous forme de cuve étanche enterré à l’extérieur de la maison et relié au
réservoir par un système de transport par air .
L’approvisionnement se fait par un camion souffleur . Le silo est relié à l’extérieur par un
tuyau PVC de 100 mm au bout duquel est fixé un raccord type pompe d’incendie .Avec un
tuyau souple le camion se raccorde au silo et envoie les granulés par sa soufflerie .
La facturation s’effectue à la tonne livrée en vrac (autour de 200 € ) .
Autrement la livraison se fait par sac de 15 ou 25 Kg sur palette (280 à 300 € la tonne).
Les PAC (Pompes A Chaleur) :
Il existe différentes familles de PAC : air/air , air / eau et eau /eau . Toutes sont caractérisées
par leur COP (COefficient de Performance) qui représente la quantité d’énergie délivrée en
kWh pour 1 kWh d’énergie électrique consommée . Le COP de toute pompe à chaleur
augmente avec la température de la source froide et diminue avec celle de la source chaude ,il
a une valeur moyenne de l’ordre de 3 . En cas d’insuffisance de chaleur puisée une résistance
électrique peut être utilisée dans le cas d’une PAC air/air ou un moyen complémentaire de
chauffage doit être mis en œuvre .
Les PAC air/eau ou eau/eau ne peuvent être raccordée directement sur une installation de
chauffage central classique car elles nécessitent des émetteurs basse température : plancher
chauffant (difficile à installer en rénovation) , ventilo-convecteurs (volumineux et chers) ou
radiateurs de surface adaptée .C’est cette dernière solution qui sera le plus souvent adoptée .
Les PAC eau /eau ou géothermiques :
Il existe 2 familles suivant le mode de captage de la chaleur :
- capteurs horizontaux : enterré à environ 1 mètre sous le sol, le circuit est constitué de
boucles (par exemple sous le jardin). La surface occupée par les capteurs dépend de la
nature du sol, Il peut occuper environ deux fois la surface à chauffer, soit par exemple
400m² pour une surface à chauffer de 200m². Cet espace peut être planté de gazon ou
de petits arbustes, mais ne peut accepter d'arbres aux longues racines.
- capteurs verticaux : le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale. Il
nécessite un forage en profondeur (environ 80-100m). Plus coûteux, il présente
l'avantage d'occuper moins de surface au sol. Les capteurs verticaux sont également
appelés sondes géothermiques .Le circuit de captage de la pompe à chaleur à eau est
constitué d'une pompe de circulation, d'un point de prélèvement avec crépine et
éventuellement des filtres.
Souvent le fluide utilisé dans les boucles est de l’eau eau glycolée (20% max).
Ce type de PAC est à choisir en préférence pour des raisons de performance , de fiabilité et de
confort . Son installation nécessite au préalable une étude technique très précise en particulier
dans le cas d’un captage vertical , les coûts liés aux forages pouvant déraper très rapidement
(jusqu’à 5 à 10 000 € la sonde de 100m de puissance 5 kW).
Les PAC air/air :
La pompe à chaleur air/air utilise l'air ambiant, toujours disponible en abondance et sans
problèmes de rejet, mais son brassage peut être bruyant et sa température est très variable, et
justement défavorable quand les besoins de chauffage sont les plus grands , d’ou besoin d’un
appoint .
17
Tous les éléments de la PAC sont installés à l’extérieur (détendeur ,évaporateur et
compresseur) ,seul un ou 2 condenseurs sont à l’intérieurs et restituent la chaleur par soufflage
d’air chaud . Généralement il faut 2 PAC air/air pour chauffer une maison .Ces installations
réversibles sont d’un coût modeste . Mais il faut être extrêmement vigilant sur la qualité du
matériel installé (préférer du matériel allemand plus cher mais fiable à son homologue
asiatique ) et la fiabilité de l’installateur (opportunistes qui disparaissent après 2 à 3 ans )
Les ENergies Renouvelables dans l’habitat ancien
L’Air
Le renouvellement d'air dans une habitation est une nécessité pour des raisons de confort ,
d'hygiène ,d’odeurs , de sécurité et éviter les dégradations par excès d'humidité. Avec une maison
très isolée une VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) doit être systématiquement installée . On
estime que l'air d’une maison ancienne se renouvelle en ½ h, que l'air d'une maison moderne non
isolée se renouvelle en 1 h, et que sans ventilation, l'air d'une maison bien isolée se renouvelle en
10 h. En général la moitié de l'air d'une pièce doit être renouvelé par heure .
La VMC (Ventilation Mécanique Contrôlée) peut être:
- à simple flux : l'air extrait de la cuisine ,des WC et de la salle de bain est rejeté à l'extérieur de
l'habitation (les combles ou le sous sol) , l'air frais extérieur pénètre par des ouvertures situées au
dessus des fenêtres dans les chambres ,salon et salle à manger .Un dispositif de contrôle
d’humidité peut forcer la vitesse de la VMC pour évacuer au plus vite la vapeur d’eau lorsque son
taux devient trop élevé dans l’air.
- à double flux: l'air extrait sert à réchauffer l'air frais qui est injecté par des gaines dans les mêmes
pièces que ci dessus .C'est donc un système plus élaboré qui permet des économies d'énergie.
Dans mon cas la ventilation est à simple flux et je n'ai pas voulu réaliser les travaux (trop de
dégradations) pour passer à une VMC double flux. Par contre je me suis posé la question du
fonctionnement permanent de la ventilation en particulier la nuit. Pour optimiser ce temps de
fonctionnement j'ai asservi la commande du moteur à une horloge journalière programmable (de
type enfichable sur une prise de courant ) et programmé un fonctionnement 8h-22h et 3h-3h30.
La nuit il est inutile de ventiler toute la maison , il suffit d'entre-ouvrir la fenêtre de sa chambre
voire pour les plus courageux de dormir fenêtre ouverte (sans chauffage bien sûr!)
Le puits canadien ou provençal :
Le puits canadien consiste à faire passer, avant qu’il ne pénètre dans la maison, une partie de l’air
neuf de renouvellement par un tuyau plastique de 160mm de diamètre , enterré sur 25 à 30 m dans
le sol, à une profondeur de l’ordre de 1 à 2 m. En hiver, le sol à cette profondeur est plus chaud que
la température extérieure : l’air froid est donc préchauffé lors de son passage dans les tuyaux. Avec
ce système, l’air aspiré par la VMC ne sera pas prélevé directement de l’extérieur (via les bouches
d’aération des fenêtres), d’où une économie de chauffage. En été, le sol est à l’inverse plus froid
que la température extérieure : ce "puits" astucieux va donc utiliser la fraîcheur relative du sol pour
tempérer l’air entrant dans le logement.
Calcul de l’énergie perdue par renouvellement de l’air :
Pour une maison de 110 m2 le renouvellement d’air par heure est de 125 m3 soit 1750 m3 par jour
(14 h par jour de marche) et 280000m3 pour une saison de chauffe (160 jours) .Avec un écart
moyen de température de 10°K entre l’air extérieur et l’intérieur et une capacité calorifique de l’air
de 1200J/m3K on arrive à 280000x10x1200/3600000=933 kWh . Ce chiffre est à rapprocher des
8000 kWh de chauffage nécessaires pour toute une année pour une maison bien isolée de 110 m2(
environ 12% ) . En plus la VMC consomme pour son fonctionnement environ 300 kWh par an
18
d’électricité. L’économie ainsi réalisée par modulation du fonctionnement de la ventilation est de
266 kWh +100 kWh =366 kWh par an.
Pour tout renseignement pratique relatif aux installations mises en œuvre à mon domicile rendez
vous sur le site internet :
http://pagesperso-orange.fr/michel.mugnier/
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