Chauffage : et si on vous chauffait aux énergies renouvelables ?

La transition énergétique représente aujourd’hui un réel défi collectif, au cœur de tous les débats. À une échelle individuelle, chacun peut aussi trouver des moyens de consommer autrement l’énergie au quotidien, en faisant le choix des énergies renouvelables par exemple. 

A l’approche de l’hiver, revient la question du chauffage, second responsable de la pollution en ville après le trafic routier. Pour limiter la production de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques, opter pour un système de chauffage et de production d’eau chaude qui favorise les énergies renouvelables et/ou de récupération constitue une alternative avantageuse : écologique bien sûr, mais aussi économique grâce aux aides financières proposées et pratique si l’on opte pour un chauffage à la gestion collective. Mais avant de se lancer, il est important de se renseigner pour trouver la solution adaptée à ses besoins et pour bien comprendre ce que ce changement implique.

Les différents systèmes de chauffage individuels et collectifs aux énergies renouvelables et de récupération, dites EnR&R 

Les énergies renouvelables sont considérées comme telles à partir du moment où leur renouvellement  est assez rapide pour qu'elles puissent être considérées comme inépuisables à l'échelle du temps humain. Les énergies de récupération sont les énergies déjà présentes ou produites dans certains processus industriels, qui peuvent être partiellement récupérées ou valorisées. Pour ce qui est des énergies non renouvelables - dites fossiles – la nature n’est pas capable de renouveler assez rapidement pour les besoins de l’Homme. Cette différence fondamentale représente un des enjeux environnementaux majeurs de notre siècle, nous obligeant à trouver des alternatives de consommation afin d’anticiper les années à venir.

Les technologies au service du chauffage individuel :

1.   La pompe à chaleur

Une pompe à chaleur fait circuler un fluide frigorifique du milieu extérieur d’où il récupérera des calories en s’évaporant vers l’intérieur où il va se condenser et livrer ses calories. 

Deux technologies existent pour chauffer l’habitat et produire de l’eau chaude :

  • Les pompes à chaleur air / eau.

Les calories sont récupérées de l’air extérieur puis utilisées pour le chauffage et l’eau chaude d’un logement via un réseau de radiateurs ou un plancher chauffant à eau. 

Avantages et inconvénients : 

  • Financièrement abordable 
  • Présente en théorie de bons rendements puisqu’en conditions les plus favorables, pour un Kilowatt-heure d’électricité utilisé on récupère 3 kWh de chauffage. 
  • Sa performance est tributaire de la température extérieure 
  • Nécessite de l’espace à l’extérieur car l’installation est volumineuse et une localisation où il n’y aura pas de phénomène de résonnance car elle peut être bruyante.

Pour quel type d’habitat ? Cette technologie est à privilégier pour des maisons individuelles assez bien isolées, construites à partir de la réglementation thermique entrée en vigueur en 2005. Pour des bâtiments collectifs, la puissance de chaleur à apporter rend ce type de matériel difficile à utiliser (10 à 12 logements maximum pour être efficace). En revanche, des solutions existent pour fournir uniquement de l’eau chaude sanitaire à un bâtiment collectif.

  • Les pompes à chaleur géothermiques

La température du sol à partir de 12 m de profondeur est constante et proche de 10 °C, ce qui en fait une solution de choix pour du chauffage. La pompe puise la chaleur dans le sol ou dans une nappe phréatique pour la redistribuer dans l’habitat.

Avantages et inconvénients : 

  • Dans le cas d’une nappe phréatique disponible, la puissance sera tributaire de son volume et de son renouvellement. 
  • La puissance de l’installation dépend de la profondeur du forage ou de la surface de terrain disponible.

Pour quel type d’habitat ? Les coûts de forage ou de terrassement étant importants une pompe à chaleur géothermique se destine plutôt à des maisons individuelles et à des logements collectifs bien isolés.

2.   Le chauffage au bois

On considère l’énergie bois comme renouvelable si le bois provient de forêts gérées durablement. En effet le CO2 émis par sa combustion sera capté par les arbres plantés en remplacement de ceux qui ont été coupés. 

Le chauffage au bois est possible pour des maisons individuelles ou des bâtiments collectifs. Le facteur limitant étant la place disponible pour le stockage. Cependant, cette solution est peu polluante à condition d’utiliser des appareils modernes (label flamme verte 7 étoiles) limitant le rejet de particules fines. Ces labels garantissent des rendements allant de 80 à 100 % selon les technologies. Le feu de bois dans une cheminée ouverte est donc un mode de chauffage à proscrire, compte tenu de son faible rendement (15 %) et des quantités importantes de particules fines qu’il émet.

Le bois énergie est utilisé sous deux formes :

  • Le bois bûche

L’utilisation des buches est limitée à la maison individuelle. Elles peuvent être utilisées dans un poêle, un insert ou une chaudière qui assurera le chauffage central de la maison via des radiateurs à eau. Ces appareils ne sont pas automatiques et doivent être alimentés en permanence. En chauffage d’appoint, l’utilisation d’un poêle ou un insert le soir ou le week-end permet de réduire la consommation d’énergie fossile tout en créant une ambiance chaleureuse.

  • Les granulés de bois

Les granulés de bois sont issus de sciure de bois compressée. La manipulation en est rendue aisée puisque le stockage en silo peut alimenter de façon automatique une chaudière durant tout l’hiver. Plus généralement, un réservoir à côté du poêle ou de la chaudière permet d’avoir une autonomie de 2 à 5 jours avec un système de régulation qui permet de chauffer à bonne température tout le temps. Cette automatisation leur permet d’être utilisés en maison individuelle ou en habitat collectif !

3.    L’énergie solaire

L’énergie solaire est intermittente et moins importante en hiver. Deux propriétés qui rendent difficile son utilisation pour chauffer des locaux. Elle peut néanmoins être utilisée comme énergie d’appoint afin d’épargner de l’énergie d’origine fossile. Deux technologies ont été développées :

  • L’énergie solaire thermique

Que l’on habite dans une région très ou peu ensoleillée, il est possible d’utiliser l’énergie solaire pour produire 50 à 70 % de l’eau chaude sanitaire que l’on consomme, en maison individuelle ou en logement collectif. Techniquement ces installations nécessitent une bonne exposition au rayonnement solaire et un dimensionnement approprié. 

En maison individuelle il est également possible de mettre en œuvre cette technologie pour chauffer de l’eau qui sera utilisée pour le chauffage. Dans les meilleures conditions, ce type d’installation peut faire économiser 30 % de la consommation de chauffage !

  • L’énergie solaire photovoltaïque 

Un panneau photovoltaïque produit un courant électrique sous l’effet de la lumière. L’efficacité de cette technologie progresse régulièrement puisque les rendements sont passés de 6 % initialement à 26 %. Cependant, et comme pour l’énergie solaire thermique, une surface de toiture suffisante et bien exposée est nécessaire. L’électricité produite peut être alors consommée par une pompe à chaleur permettant le chauffage ou l’eau chaude sanitaire.

 

4.   Les énergies de récupération

  • Le renouvellement de l’air

L’objectif du renouvèlement de l’air dans un logement est de maintenir sa qualité sanitaire pour ses occupants.

La technique la plus couramment utilisée est l’aspiration de l’air extérieur dans les pièces sèches et son élimination via les pièces humides (cuisine et salles de bain). 

Ces systèmes peuvent être agrémentés de pompes à chaleur pour relever la température de l’air récupéré. Le coefficient de performance de ces pompes peut alors être voisin de 6, signifiant que pour 1 kWh électrique utilisé, 6 kWh de chaleur sont produits.

  • La récupération d’énergie contenue dans les eaux grises

Le principe consiste à récupérer les calories des eaux domestiques usées (l’eau à 35°C qui rejoint l’égout après avoir servi à la douche, par exemple) grâce à un échangeur thermique installé sous le receveur de douche.

À plus grande échelle, le dispositif existe pour des logements collectifs neufs : les eaux grises sont globalement collectées dans un tank. Une pompe à chaleur en récupère les calories pour réchauffer chauffer l’eau chaude sanitaire du bâtiment avec un coefficient de performance alors très intéressant (près de 7). 

Le réseau de chauffage urbain au service de la collectivité 

Les réseaux de chaleur sont implantés dans les milieux urbains denses et désignent une installation collective à l’échelle d’un quartier ou d’une ville. Leur taille et leur fonctionnement industriel entrainent la mobilisation de gros volumes d’énergies souvent diversifiées et d’origine renouvelable et/ou de récupération, permettant de rendre les bénéfices de ces énergies accessibles à de nombreux logements.

1.   La récupération d’énergie

La CPCU, réseau de chaleur de la Ville de Paris, conçoit et développe son activité en proposant des solutions qui répondent au plus juste à la demande énergétique du territoire en tirant partie de ses ressources. Les énergies renouvelables utilisées pour produire la chaleur du réseau sont donc les plus locales possibles : 

  • La récupération de la chaleur issue de la valorisation énergétique des déchets ménagers d’Ile-de-France par les 3 sites du Syctom . En 2019, cette ressource représente 43% du mix énergétique utilisé pour produire l’énergie du réseau CPCU.
  • La récupération de la chaleur locale disponible sur territoire. 

Exemples :

  • La récupération de la chaleur du data center de la Ville de Paris pour chauffer l’éco quartier Chapelle International dans le XVIII.
  • La récupération de la chaleur d’un puits de géothermie à l’Albien de Eau de Paris pour chauffer l’éco quartier Clichy Batignolles dans le XVII.
  • La récupération de la chaleur des fumées du Syctom de Saint-Ouen pour chauffer l’eco quartier des Docks de Saint-Ouen.

2.   La production de chaleur grâce aux EnR

La CPCU produit également sa propre chaleur, sous forme de vapeur d’eau, à partir de combustibles fossiles mais aussi et de plus en plus massivement renouvelables :

  • De la biomasse (6% du mix énergétique). La CPCU produit de la chaleur au moyen d’une installation de co combustion aux granulés de bois.
  • Des biocombustibles liquides et du biogaz : la CPCU a totalement supprimé depuis 2016 l’usage du fioul au profit du gaz naturel (36% du mix énergétique), du biogaz (1,5% du mix) et des biocombustibles liquides (0,5% du mix).

Grâce à l’usage des EnR, le réseau CPCU émet 161g d’eqCO2/kWh contre 234g pour une chaudière collective au gaz et 300g pour une chaudière collective au fioul.

Ainsi, La CPCU produit sa chaleur (8 millions de tonnes de vapeur annuelles) majoritairement à partir d’énergies locales, renouvelables et de récupération pour alimenter 500 000 équivalents logements de 5 TWH de chaleur en tout.