A l’heure où le coût de l’énergie s’envole, il est bon de faire un tour d’horizon des systèmes de chauffage
Le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire représentent 77 % de la consommation d’un ménage. En 10 ans, le prix de l’Energie (fioul, gaz, électricité) a considérablement augmenté alors que plus des 2/3 des Français utilisent ces énergies. Ces énergies sont également responsables d’une forte émission de gaz à effet de serre accélérant le réchauffement climatique. La loi de la Transition Energétique pour la Croissance Verte impose l’abandon des combustibles fossiles.
Après le traitement de l’enveloppe, le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire sont donc des postes clés pour réduire ses factures, son empreinte écologique et améliorer son confort.
En rénovation, les options pour remplacer le système de chauffage sont moindre par rapport à une construction neuve et elles sont indissociables du
système existant. Nous allons donc voir, les différentes solutions possibles pour remplacer un générateur central.
Tout d’abord, nous verrons les chaudières bois, ensuite les pompes à chaleur et pour finir le système solaire combiné.
Les chaudières bois constituent une alternative écologique pour alimenter un réseau de chauffage et préparer l’eau chaude sanitaire. Il existe plusieurs types de chaudières bois : les chaudières à granulés, à buches ou encore à plaquettes (bois déchiqueté). Chacune d’elles ne répondent pas aux mêmes besoins.
La chaudière à bûches :
Le principe de cette chaudière est de bruler une certaine quantité de bois puis de stocker l’énergie dans un ballon d’hydro-accumulation. Un ballon d’hydro-accumulation est un ballon qui permet d’accumuler l’eau chaude et de la distribuer vers le réseau chauffage ou eau chaude sanitaire lorsque que le foyer en a besoin. Ce ballon permet également d’avoir une certaine autonomie car les radiateurs peuvent fonctionner alors que la chaudière est éteinte.
L’intérêt de la chaudière à buches est le prix du combustible qui est bon marché et la possibilité de faire son bois gratuitement si vous êtes en milieu rural. Par ailleurs, en période de chauffe, la chaudière nécessite un ou deux rechargements selon le dimensionnement du ballon et lorsque vous n’êtes pas chez vous, il faudra recourir à un appoint ou demander de l’aide à des proches.
La chaudière à buche est donc une bonne alternative si vous avez suffisamment d’espace pour accueillir la chaudière et le ballon tampon et si vous êtes dans la capacité de faire votre bois pour un prix de l’énergie inférieur au marché.
La chaudière à granulés :
Contrairement à la chaudière à bûches, la chaudière à granulés est automatique ou semi-automatique. En effet, le combustible peut être stocké à proximité de la chaudière et acheminé par un système de vis sans fin ou d’aspiration. Ou alors, il est stocké dans un réservoir attenant à la chaudière qu’il faudra recharger manuellement. Le stockage du combustible se fait dans un local sec afin de garder un certain taux d’humidité et assurer bon rendement. L’installation d’un ballon tampon n’est pas obligatoire mais il permet de limiter les cycles courts du bruleur en garantissant un meilleur rendement et en limitant l’usure des composants. Ce système de chauffage central nécessite d’un volume important afin d’accueillir la chaudière, son silo (et son ballon). Son entretien en période de chauffe revient juste à vider le cendrier, mais un entretient annuel complet est nécessaire pour la garantie et un ramonage du conduit pour l’assurance.
Ce système reste à privilégier en remplacement d’une chaudière fioul et gaz si l’espace le permet. Son coté automatique rend la chaudière confortable avec peu de manutention et de nettoyage. Par ailleurs, le granulé est le combustible bois le plus couteux et ne cesse d’augmenter aujourd’hui. La chaudière nécessite également d’une alimentation électrique et d’une prise RJ45 pour la programmation à distance.
Il est possible également d’installer une chaudière mixte (granulés/buches). Ce type d’installation est intéressante si le foyer a la possibilité d’avoir du bois buche gratuitement et donc d’utiliser les granulés en cas d’absences prolongées ou par manque de temps. Il faut savoir que ce type de chaudière est plus cher et nécessite plus d’entretien.
La chaudière à plaquettes :
Comme pour la chaudière à granulés, la chaudière à plaquettes (ou bois déchiquetés) est automatique. En effet, le combustible est stocké dans un silo et la chaudière est alimentée par une vis sans fin. C’est un système qui a longtemps été réservé aux bâtiments collectifs mais qui est désormais accessible aux particuliers (puissance disponible à partir d’environ 20kW).
Les plaquettes sont du bois broyés puis séchés. Ce combustible nécessite peu de transformation et a un coût très bon marché. Par ailleurs, les plaquettes ont un pouvoir calorifique inférieur au granulé. En effet, le taux d’humidité des plaquettes est supérieur aux granulés, il faut donc consommer plus de plaquettes pour le même rendement et donc prévoir un volume de stockage plus important.
Ce système de chauffage peut donc être une bonne alternative pour les grands logements ou les logements collectifs
Le poêle bouilleur :
Pour finir avec le combustible bois, nous allons voir maintenant le poêle bouilleur. Appelé aussi poêle hydro ou poêle chaudière, c’est un poêle relié à un réseau de chauffage. Il permet donc de chauffer la pièce où il est positionné et en même temps de chauffer de l’eau et de le distribuer dans le réseau d’émetteurs.
Comme pour les chaudières, le poêle peut être à buches ou à granulés. Le poêle bouilleur à buches nécessite un rechargement manuel tandis que le poêle bouilleur à granulés est automatisé et donc électrique.
Le poêle bouilleur est un système qui coûte moins cher que les chaudières bois et permet d’avoir une flambée chez soi. Par ailleurs, il est moins autonome qu’une chaudière à granulés par exemple et sa durée de vie est un peu plus courte.
Pour résumer, les chaudières bois sont à la fois performantes et écologiques. Leurs coûts oscillent entre 15 et 25 000 euros suivant le type d’installation et sa configuration. Les chaudières bûches sont une bonne alternative si du bois est accessible gratuitement.Les chaudières à granulés permettent d’obtenir un certain confort à l’utilisation et les chaudières à plaquettes sont une solution automatique qui permet de répondre à de grands besoins de chauffage. Les poêles bouilleurs quant à eux sont moins coûteux mais également moins autonomes.
Nous allons voir maintenant les différents système de pompe à chaleur.
La pompe à chaleur est le système le plus installé ces 10 dernières années. Le principe d’une pompe à chaleur est de capter les calories dans l’air extérieur et de les restituer à l’intérieur, dans le logement.
Les pompes à chaleurs AIR/AIR :
Une pompe à chaleur AIR/AIR ou climatisation réversible se compose de deux unités. Un groupe extérieur qui capte la chaleur de l’air et un groupe intérieur qui la restitue dans le logement. Les deux groupes sont reliés par une liaison frigorifique où circule un fluide frigorigène qui (évaporé à basse température) va changer d’état. En changeant d’état, la vapeur est compressée et va donc opérer à un changement de température et donc permettre de transférer ces calories au vecteur AIR. En inversant le cycle, il est possible de refroidir le logement.
L’efficacité de la pompe à chaleur se traduit par le COP ou le SCOP. Le COP (COefficient de Performance) représente la performance énergétique de la machine pour une température donnée. En effet, un COP de 4 veut dire que la pompe à chaleur produit 4 KW de chaleur pour 1 KW d’électricité consommée. Le SCOP est le coefficient de performance saisonnier, il donne donc la performance de l’appareil pour différentes conditions de fonctionnement. En effet, plusieurs températures extérieures sont utilisées pour le calcul du SCOP ainsi que différentes zones climatiques. Il permet donc une évaluation plus précise de la performance énergétique de l’appareil.
Il faut savoir que la performance d’une pompe à chaleur dépend donc de la température extérieure, plus il va faire froid moins la PAC sera performante. C’est donc un système de chauffage à privilégier dans les zones où le climat est doux.
En terme d’installation, l’unité intérieure peut prendre différentes formes. En effet, l’émetteur peut être une unité murale, une console, un plafonnier ou alors une gaine. Suivant le nombre d’unités on qualifie la PAC de mono ou multi-split. Ces unités diffusent donc de la chaleur par convection et ne chauffent pas par rayonnement. Cette sensation d’air chaud soufflé peut être inconfortable, il faudra donc orienter correctement le flux d’air et régler le débit de la ventilation.
Concernant l’unité extérieure, il faudra la placer correctement pour ne pas nuire au voisinage. En effet, il est recommandé de suivre les indications de l’AFPAC (Association Française pour la Pompe à Chaleur) comme de placer le groupe sur un support antivibratoire. Il faudra également penser à faire une déclaration préalable de travaux en mairie pour l’installation de cette unité car elle modifie l’aspect extérieur de la façade.
Pour finir, il faut être vigilent sur le fluide frigorigène prescrit. En effet, ces fluides sont un puissant gaz à effet de serre avec un fort Pouvoir de Réchauffement Global (PRG). Les fluides présentent donc un réel danger pour l’environnement en cas de fuites. Aujourd’hui, la plupart des PAC sont installées avec le fluide R410 (interdit à partir de 2026) ou le R32 (interdit à partir de 2031). Bien qu’interdits pour les produits neufs, ces fluides seront encore disponibles sur le marché pour permettre le dépannage et l’entretien annuel obligatoire des appareils.
La pompe à chaleur AIR/AIR peut donc être une bonne alternative pour les régions où l’hiver est doux. Elle ne nécessite pas de stockage de combustibles et permet également un rafraichissement l’été. Par ailleurs, son confort est moyen en période de chauffe et consomme de l’électricité en période estivale. Son groupe extérieur apporte des nuisances et son fluide frigorigène est dangereux pour l’environnement.
Les pompe à chaleur AIR/EAU :
La pompe à chaleur AIR/EAU se base sur le même principe thermodynamique qu’une pompe à chaleur AIR/AIR. Elle prélève de l’énergie dans l’air extérieur pour ensuite chauffer le logement. Par ailleurs, contrairement à la pompe à chaleur AIR/AIR, la AIR/EAU retransmet cette énergie au vecteur EAU afin d’alimenter le réseau de radiateurs.
Comme pour la PAC AIR/AIR, la performance est traduite par le COP ou le SCOP. Elle dépend également de la température extérieure et est donc plus efficace dans une zone où le climat est doux. La pompe à chaleur sera d’autant plus performante que les températures seront douces et les émetteurs à basses températures. En effet, il peut y avoir plusieurs type d’émetteurs, haute température (radiateurs en fonte) ou basse température (plancher chauffant).
La pompe sera plus efficace pour un plancher chauffant (30-35°) ou un radiateur basse température (40-45°) que pour un radiateur haute température (60°). Cela s’explique par la différence moins importante entre la source froide (air extérieur) et la source chaude (eau du réseau).
Lors d’une construction neuve, il sera donc préférable de s’orienter vers une pompe à chaleur à basse température car les besoins sont faibles (isolation plus renforcée, étanchéité à l’air). En rénovation, les émetteurs sont souvent à haute température, il faudra donc changer les émetteurs si l’on veut installer un générateur à basse température ou ajouter des émetteurs.
Il existe également la technologie Inverter. Cette technologie est aujourd’hui sur quasiment toutes les PAC et fait que le compresseur peut varier sa vitesse afin de moduler la puissance de l’appareil. Elle permet d’augmenter la durée de vie de la machine mais également de faire des économies d’énergie.
Comme pour les PAC AIR/AIR, le placement de l’unité extérieure sera à étudier pour ne pas gêner la tranquillité du voisinage. Concernant le dimensionnement, il est impératif que le professionnel fasse une visite technique. En effet, le dimensionnement dépend du volume à chauffer, de l’isolation du logement et des émetteurs en place.
La pompe à chaleur AIR/EAU peut donc être une bonne alternative si le logement se situe dans une zone tempérée et si le logement a des émetteurs basse température. Elle permet également d’avoir le confort d’un chauffage central avec un entretien limité et pas de stockage de combustible. Par ailleurs, elle n’est pas adaptée au climat froid et nécessite une maintenance qui a un certain coût. Son fluide frigorigène a un certain impact sur l’environnement et le groupe extérieur produit une nuisance sonore.
Les pompes à chaleur géothermique :
Les pompes à chaleurs géothermique puisent la chaleur du sol afin de la transférer dans un circuit de chauffage. La terre ayant une température constante, ce système peut donc être utilisé dans une zone où le climat est rude. En été, il est également possible que la PAC rafraichisse le logement par le biais d’un plancher rafraichissant ou des ventilo-convecteurs. Les pompe à chaleur géothermiques ont quand même certaines contraintes comme le fait d’avoir du terrain afin de permettre d’installer les capteurs.
Il existe donc plusieurs type de captage, le captage vertical, horizontal et sur nappes. Le captage vertical est un tube qui est inséré entre 50/150m de profondeur où à l’intérieur circule de l’eau glycolée. Les avantages sont que l’emprise au sol est minime et la température est constante. Par ailleurs, c’est une intervention qui coûte chère et qui nécessite des entreprises spécialisées.
Le captage horizontal est le plus répandu. Les tubes sont enterrés à 60/120 cm où à l’intérieur circule de l’eau glycolée ou directement le fluide frigorigène. Pour limiter l’emprise au sol, il est possible de superposer les tubes. La surface des capteurs doit représenter 1.5 voire 2 fois la superficie de la maison. C’est la solution la moins chère et la plus facile à mettre en place mais elle nécessite une réelle emprise au sol et subit également les variations de température. Pour finir, le captage sur nappes a besoin d’une nappe phréatique et de deux forages. Un forage pour puiser l’eau « chaude » et un forage pour rejeter l’eau « froide ». L’emprise au sol est minime et la température est constante mais c’est une solution relativement chère et qui nécessite des entreprises spécialisées et d’une nappe phréatique avec un débit suffisant. On parle alors de pompes à chaleur EAU/EAU.
Les pompes géothermiques sont le système de PAC le plus performant. En effet, les performances sont stables, peu importe le climat et la zone. Elles permettent également de refroidir le logement sans coût supplémentaire. L’entretien est limité et il n’y a pas besoin de stocker des combustibles. Par ailleurs, le logement nécessite un terrain pour le forage qui est une opération tout de même complexe. Il y a peu d’entreprises spécialisées dans ce domaine et l’installation est plus coûteuse qu’une PAC classique.
Pour terminer nous allons voir le système solaire combiné (SSC)
Le système solaire combiné :
Le SSC est donc la production de chauffage et d’eau chaude sanitaire par de l’énergie solaire. L’énergie solaire est une énergie gratuite et surtout inépuisable. Un système solaire combiné peut couvrir entre 40 % et 60 % des besoins de chauffage en fonction de la région et de la taille de l’installation.
Un système solaire combiné se compose de panneaux solaire thermique (surface de panneaux à déterminer suivant les besoins), d’un ballon d’eau chaude et d’un ballon tampon, d’émetteurs de chaleur (plancher chauffant, radiateurs) et d’une solution d’appoint.
Il existe deux types de capteurs sur les panneaux solaire thermique. Des capteurs plan vitrés, qui est la technique la plus courante et qui peuvent produire de l’eau de 50 à 80 degrés ou des capteurs sous vide, qui est une solution plus performante, plus fragile mais aussi plus couteuse. Ces capteurs peuvent produire de l’eau de 60 à 90 degrés. Les capteurs peuvent être installer sur le toit mais également à proximité de la maison. Leur inclinaison dépend de leur orientation, la configuration idéal est de les positionner au sud avec une orientation de 60° pour optimiser les apports solaires en hiver et minimiser les surchauffes en été. Il faudra également faire attention aux masques solaires environnant afin de ne pas apporter de l’ombre aux panneaux.
Il existe plusieurs techniques, le système d’hydro-accumulation et le système direct. Le Système Solaire Combiné à hydro-accumulation permet d’anticiper l’absence de soleil. En effet, la chaleur produite est stockée dans un ballon tampon. Le Système Solaire Combiné direct quant à lui ne stock pas cette chaleur et distribue directement le réseau de chauffage et d’eau chaude sanitaire. Les pertes de chaleur sont réduites mais la régulation est plus complexe.
Plusieurs types d’émetteurs de chaleur sont possibles. Les émetteurs à basses températures sont les plus recommandés comme les planchers ou murs chauffant ou les radiateurs à basses températures.
Un appoint est obligatoire pour compléter ce système. Il peut être assuré par un poêle, une chaudière ou même une pompe à chaleur. Il apportera donc le complément de chaleur lorsqu’il n’y aura pas de soleil. Pour l’eau chaude sanitaire, l’appoint est souvent assuré par une résistance électrique. Cet appoint peut également être couplé au SSC et donc prendre le relais automatiquement.
Le système solaire combiné est donc un excellent moyen de se chauffer et de produire de l’eau chaude sanitaire à moindre coût et en utilisant une énergie verte et gratuite. Elle nécessite peu d’entretien et sa durée de vie est d’environ 20/30 ans. Par ailleurs, ce système nécessite obligatoirement d’un appoint en cas de manque de soleil. L’installation nécessite également une déclaration préalable de travaux en mairie car cela va changer l’aspect extérieur de votre façade.
