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4 LOGEMENTS Faibles besoins en chauffage : vers des solutions adaptées

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4 LOGEMENTS Faibles besoins en chauffage : vers des solutions adaptées

La centrale C3000, cœur du T.Zen 3000 est un double flux avec un échangeur d’un rendement de récupération de 60 %, complété par une pompe à chaleur air/air pour le chauffage. Le caisson assure le rafraîchissement par surventilation avec bypass de l’échangeur. (Doc. Aldès.)

Les générateurs individuels habituels sont nettement trop puissants pour des logements à très faibles consommations. Ce qui, dans une certaine mesure, réhabilite le chauffage collectif et ouvre la voieà de nouveaux types de solutions individuelles.

Il existe un double problème pour l’équipement des logements neufs conformes à la RT 2012. On le perçoit déjà grâce aux nombreux chantiers BBC qui sont apparus depuis trois ans. Premièrement, les déperditions des logements RT 2012 ou BBC sont extrêmement réduites. Si bien que les générateurs individuels utilisés d’habitude sont nettement trop puissants et engendrent des dysfonctionnements.Ensuite, la méthode de calcul RT 2005 utilisée pour le BBC, puis sans doute la méthode RT 2012, telle que nous la connaissons aujourd’hui, valorise pourtant ces solutions individuelles classiques et pénalise le chauffage collectif. Pour s’en sortir, il faudra faire preuve d’imagination et adopter de nouvelles solutions, dontcertaines sont déjà disponibles.

De très faibles besoins de chauffage

Si l’on se base sur les réalisations BBC actuelles conformes à la RT 2012, un logement collectif ou une maison individuelle en neuf présentent des déperditions « excessivement » faibles. Rien que de très normal, c’est le but poursuivi par le législateur. Par exemple, construit en 2008 et donc lancé deux ans auparavant, le bâtiment collectif Ecologis, certifié BBC-Effinergie, dans le quartier de Neudorf à Strasbourg (67) affiche des déperditions de 15 W/m² en moyenne pour ses 11 logements et des puissances installées de 28 W/m².

C’est-à-dire moins de 3 kW de puissance installée pour un logement de 100 m², renouvellement d’air compris. Il s’agit des déperditions par les conditions de base, c’est-à-dire - 9 °C à Strasbourg, complétées par une surpuissance de 18 à 23 W/m², telle que le recommande la norme européenne EN 12831 « Systèmes de chauffage dans les bâtiments – Méthode de calcul des déperditions calorifiques de base » qui porte sur le dimensionnement des installations de chauffage. Ecologis à Strasbourg était l’un des premiers bâtiments certifiés BBC-Effinergie. Ses successeurs se sont révélés encore plus économes. Nous observons aujourd’hui les moyennes suivantes pour les puissances installées en construction neuve : 2 à 3 kW pour une maison individuelle de 100 m², 600 W pour un F1, 1 kW pour un F2 et environ 1,5 kW pour un F5 en immeubles collectifs neufs. C’est très peu en regard des puissances installées. Celles qui doivent permettre de remonter en température rapidement après une période de non-chauffe par les jours les plus froids de l’année. Autant dire qu’elles seront utilisées pendant moins de 10 % de la saison de chauffage. Le reste du temps, la puissance nécessaire ne sera qu’une fraction des puissances installées. Notons au passage que la qualité thermique de l’enveloppe des logements RT 2012 élimine l’effet de paroi froide. Il n’est plus nécessaire de disposer des émetteurs de chaleur en périphérie, des radiateurs en allège, par exemple. Ce qui rend une certaine liberté de conception aux architectes et aux bureaux d’études. Il va falloir qu’ils s’en servent. À côté de ces besoins de chauffage très réduits, les besoins d’eau chaude sanitaire demeurent inchangés par rapport aux logements existants et la nécessité d’une ventilation efficace s’impose. De plus, il peut apparaître des surchauffes d’été que les seuls moyens passifs – orientation du bâtiment, conception des ouvertures, qualité des vitrages, protections solaires, etc. – ne suffisent pas à combattre.

Des solutions individuelles classiques trop puissantes

Face à ces besoins de chauffage réduits, aux besoins d’eau chaude importants, aux besoins de ventilation incontournables et à d’occasionnels besoins de rafraîchissement, les solutions individuelles classiques se révèlent parfaitement inadéquates. Elles sont tout à la fois trop puissantes et incapables de répondre à la totalité de besoins. Parmi les chaudières murales gaz individuelles, il existe des modèles modulants. Geminox dispose de la chaudière gaz à condensation murale mixte THRI 2-17, dont la puissance chauffage varie de 2,3 à 16,9 kW, ou de la chaudière au sol Seradens dont la puissance chauffage varie de 2,3 à 17,3 kW.

La gamme murale à condensation Vitodens de Viessmann offre des puissances modulantes de 6,5 à 35 kW pour les appareils mixtes (ECS chauffage), ou de 4,8 à 35 kW pour les appareils chauffage seul. Dans les deux cas, ces générateurs sont trop puissants. Dans le contexte évoqué, ils devraient en permanence fonctionner à leur puissance la plus faible qui est encore nettement supérieure à la puissance installée dans les plus grands logements BBC ou RT 2012. Il n’existe pas de chaudière fioul affichant une puissance inférieure à 10 kW.

Côté bois, les chaudières à bûches commencent à 12 kW environ. Les plus sophistiquées des chaudières à granulés de bois proposent en revanche des puissances modulantes plus faibles : de 2,9 kW pour la Vitoligno 300-P de Viessmann, de 2,9 à 75 kW pour la BioWin Plus de Windhager, par exemple. Les poêles à bois, largement mis en avant dans les maisons BBC, sont incroyablement inadaptés. Les poêles à bûches commencent à des puissances de 6 à 8 kW. Soit 4 à 6 fois plus que nécessaire en maison individuelle neuve.

Seuls les poêles à granulés haut de gamme et très chers sont capables de moduler leur puissance à partir de 1 à 2 kW. Digne représentant de ce type de poêles, le modèle Airplus.nrg de Wodkte est capable de moduler sa puissance de 2 à 6 kW avec une réserve embarquée de 20 kg de granulés. Il coûte toutefois plus de 5 000 € HT en prix public. Du point de vue de la puissance, les pompes à chaleur individuelles ne sont pas mieux loties : les moins puissantes commencent à 6 kW et limitent leur température de sortie à 45 °C. Il n’existe pas sur le marché européen de pompe à chaleur haute température (60 °C pour la production d’ECS) de 3 kW de puissance.

Quatre solutions possibles

Face à l’inadéquation entre puissance des générateurs individuels et besoins des logements RT 2012, il existe quatre solutions possibles :• l’hydro-accumulation,• le chauffage collectif,• le détournement de techniques,• les nouveaux générateurs individuels multifonction.

• L’hydro-accumulation est applicable à l’ensemble des générateurs individuels évoqués plus haut, y compris les poêles à bois s’ils possèdent un échangeur à eau. Un ballon-tampon, de capacité variable selon le générateur qui lui est associé, mais qui peut atteindre 400 L dans le cas d’une chaudière à bûche, est alimenté par le générateur. Ce qui forme un primaire de chauffage. Le circuit de chauffage secondaire qui alimente le logement se trouve en aval du ballon-tampon. Il est régulé par une vanne trois voies et impulsé par un second circulateur. C’est une solution lourde, coûteuse, qui ne sert qu’à absorber la surpuissance du générateur et qui ne peut produire que le chauffage et l’ECS, mais pas la ventilation, ni le rafraîchissement.

• La seconde solution, la réhabilitation du chauffage collectif, est parfaitement adaptée du point de vue du dimensionnement. Une seule chaudière murale de 100 kW peut parfaitement alimenter un bâtiment neuf d’une cinquantaine de logements. Elle aussi ne satisfait que les besoins de chauffage et d’ECS. De plus, la méthode de calcul RT 2005, puis celle de la RT 2012, pénalisent le chauffage collectif. Les déperditions du réseau collectif peuvent en effet s’avérer aussi importantes que les consommations de chauffage dans les logements. Deux mesures sont possibles pour améliorer ce bilan. Tout d’abord revoir l’architecture hydraulique des installations de chauffage collectives. Au lieu de produire l’eau chaude de manière centralisée en chaufferie et de la distribuer en boucle maintenue en température pour lutter contre les risques de légionellose, il est possible de la produire de façon décentralisée dans des satellites d’appartement. Alimentés par un primaire issu de la chaufferie, ces satellites assurent la production d’ECS et le chauffage logement par logement. Ce qui facilite également le comptage : un comptage d’énergie et un comptage d’eau froide par logement suffisent. Une gestion très poussée des débits et températures dans la boucle primaire, en fonction des besoins des logements et de leur foisonnement, maximise l’économie d’énergie. Ensuite, il faut utiliser pour la génération collective des énergies renouvelables : solaire thermique, pompe à chaleur, cogénération, etc.

• La troisième solution consiste à détourner des produits prévus pour un autre usage. Plus précisément, il s’agit de détourner le chauffe-eau thermodynamique de son usage initial. Le chauffe-eau thermodynamique Tanéo de Tresco, par exemple, fonctionne sur l’air extérieur. Il est équipé d’un compresseur de 420 W pour une puissance restituée de 1 680 W (COP de 4) et d’un ballon de 285 litres. Il est prééquipé pour le raccordement de capteurs solaire. Le primaire solaire est utilisé en sens inverse et devient primaire de chauffage. Tresco a bien compris l’intérêt du détournement, une variante baptisée Danéo, est proposée avec tout le prééquipement nécessaire pour un départ chauffage. Là aussi, cependant, seuls chauffage et ECS sont assurés. La ventilation et le rafraîchissement doivent être pris en charge par d’autres équipements.

• Une quatrième solution, la seule réellement satisfaisante, est capable d’assurer le chauffage, la ventilation, la production d’ECS et, éventuellement, le rafraîchissement. Cela passe par l’emploi du vecteur air pour chauffer, ventiler et rafraîchir (voir encadré).

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