Fuel, gaz, bois, géothermie… Les solutions en matière de chauffage collectif ne manquent pas. Un choix important puisqu’à raison de 69 %, il s’agit du plus gros poste de consommation d’énergie du logement, selon l’Ademe.
Photo : Chaufferie collective biomasse, Crédit : ©Viessmann
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Qu’elles soient à gaz, au bois, ou bien encore au fioul, les chaudières à condensation restent plus que jamais la référence. Alors que, dans une chaudière classique, la vapeur d’eau créée par la combustion du gaz est évacuée avec les fumées de combustion, une chaudière à condensation va récupérer la chaleur contenue dans cette vapeur en la condensant.
Cette chaleur latente va alors servir à préchauffer l’eau de retour du circuit de chauffage, entraînant par là-même une diminution de la consommation de combustible et, de facto, une baisse des émissions polluantes.
En se condensant, la vapeur d’eau va par ailleurs former des gouttelettes qui vont emprisonner les particules polluantes contenues dans les fumées.
Ces particules ne seront donc pas rejetées dans l’atmosphère mais évacuées par les eaux usées, où leur acidité sera largement neutralisée par la plupart des rejets de produits ménagers.
Bien que le fonctionnement d’une chaudière à condensation nécessite des composants spécifiques plus onéreux que ceux d’une chaudière traditionnelle, tels qu’un échangeur de chaleur plus gros ou un brûleur modulant, le rendement de la chaudière peut être amélioré jusqu’à 11 %.
Avec à la clé de 15 à 30 % d’économies, par rapport à une chaudière classique. Pour obtenir un rendement optimal, la température de retour du chauffage devra cependant être la plus basse possible afin de permettre la condensation.
Le chauffage de l’habitation devra donc se faire, soit avec un plancher chauffant basse température, soit avec des radiateurs dits à «chaleur douce».
Malgré tous ces avantages, la France reste à la traîne en matière de chaudières à condensation, par rapport aux autres pays européens, dont l’Allemagne, les Pays-Bas et la Grande-Bretagne, où les taux d’équipements y demeurent bien supérieurs.
Qui plus est, crise oblige, les résultats de vente de chaudières au sol démontrent un très net ralentissement de la rénovation du parc des chaudières existantes.
Le développement des bâtiments basse consommation (BBC) et la mise en œuvre de la RT 2012, entraîne, malgré tout, une nette progression des chaudières à gaz dans la construction neuve et le retour du chauffage collectif dans les immeubles d’habitation, après plusieurs années d’individualisation des modes de chauffage.
Bois-énergie
Si le bois-énergie représente seulement 4 % de l’énergie consommée en France chaque année, selon l’Ademe, sa part dans les énergies renouvelables s’élève tout de même à 46 % ! Soit 6,6 mégatonnes équivalent pétrole (Mtep) en domestique et 1,6 Mtep en collectif/tertiaire-industrie. Quant au marché des chaudières bois, il se répartit entre les chaudières bois à bûches domestiques (23 000 chaudières/an), les chaudières bois à granulés domestiques et petits collectifs (4 à 5 000 unités/an) et les chaudières à plaquettes pour moyenne et grosse puissance (de l’ordre de 1 000 exemplaires/an).
Le granulé bois (ou pellet) monte de plus en plus en puissance. Ce combustible se présente sous la forme de petits cylindres de bois d’un diamètre compris entre 6 et 10 mm et d’une longueur inférieure à 3 cm. Issus de sous-produits de bois comme la sciure et les copeaux, les pellets possèdent un taux d’humidité très faible (inférieur à 10 %) qui leur confère un haut pouvoir calorifique. 90 % du contenu énergétique d’un granulé est ainsi restitué sous forme de chaleur utile, une tonne de granulé équivalant à 500 litres de fioul.
Les granulés peuvent, par ailleurs, être utilisés très facilement en habitat collectif grâce à des chaudières automatisées de grandes puissances. Les granulés de bois sont alors automatiquement transportés au foyer par une vis sans fin ou par aspiration. Si la chaudière et le silo sont généralement installés dans une pièce de type chaufferie à la cave, le silo peut être éloigné jusqu’à 20 mètres de la chaudière, offrant une grande souplesse d’installation, même en cas d’étroitesse des lieux.
Programmables et régulées électroniquement, les chaudières répondent précisément aux besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire des copropriétés, quelles que soient leurs tailles.
Au niveau de l’entretien, il suffit de vider le bac de cendres de l’ordre de trois à cinq fois par an, selon la consommation. Deux ramonages du conduit d’évacuation des fumées doivent être réalisés tous les ans, dont un en période de chauffe.
Chaudière bois associée à une chaudière fioul-gaz pour une grosse puissance - Crédit : ©Köb
Combinés bi-énergie
L’installation de chaudière en cascade (à condensation ou basse température) permet de moduler facilement et rapidement la puissance nécessaire. Les industriels proposent, en outre, des combinés compacts bi-énergie qui permettent de coupler une énergie traditionnelle avec une énergie renouvelable.
Des systèmes multifonctionnels associent par ailleurs chauffage, production d’eau chaude sanitaire, ventilation, rafraîchissement, voire production d’électricité et peuvent aussi être couplés à des panneaux solaires thermiques. Les chaudières bi-énergie progressent également, tout comme les chaudières à micro-cogénération (chaleur + électricité) qui commencent à émerger sur le marché. Il est également possible d’installer une pompe à chaleur (PAC) air/eau en relève d’une chaudière existante. En clair, l’ancienne chaudière sera conservée et prendra la relève de la PAC pendant les périodes de grand froid. De quoi économiser du combustible et limiter fortement les émissions de la chaudière dont les rendements baissent si elle tourne à faible puissance.
Chaudière gaz à condensation bâtiments collectifs, Crédit : ©Viessmann
Quid des réseaux de chaleur ?
En France, près de 450 réseaux de chaleur chauffent environ 6 millions de Français dans 350 villes. Ces chauffages centraux à l’échelle d’un quartier ou d’une ville possèdent plusieurs avantages. A commencer par la protection de l’environnement.Valorisation énergétique des déchets, bois-énergie, géothermie... Les énergies renouvelables et de récupération représentent déjà aujourd’hui 33 % de leur bouquet énergétique. Un taux qui devrait passer à 50 % à horizon 2020. Soit environ 450 000 équivalents-logements supplémentaires rien qu’en Ile-de-France qui s’ajouteront aux 1 100 000 actuellement raccordés aux réseaux de chaleur franciliens.
Autre avantage, une relative stabilité des prix. Afin de produire l’énergie nécessaire au chauffage des bâtiments, les réseaux utilisent en effet prioritairement des énergies locales. Une mixité de combustibles qui permet de choisir les énergies les moins onéreuses et les moins polluantes au fil du temps. Par ailleurs, ils se substituent aux chaufferies des immeubles, supprimant ainsi les désagréments et les coûts liés à la nécessité d’entretien et de remplacement des matériels. Enfin, l’absence de stockage de combustible et de chaudière dans les immeubles constitue un gage de sécurité et de tranquillité pour les occupants, en tout cas pour les solutions au fioul ou au gaz.
La France reste cependant bonne dernière en Europe. Ses réseaux de chaleur assurent seulement 6 % des besoins de chauffage alors que la moyenne européenne se situe à plus de 30 %, des pays comme le Danemark, la Tchéquie, ou l’Islande dépassant même les 50 %.
Exemple d'un réseau de chaleur Schéma : Crédit : ©Via séva
Cogénération biomasse
Principalement mise en œuvre dans les immeubles de bureaux, la cogénération permet de produire simultanément chaleur et électricité grâce à un moteur thermique couplé à un générateur. La chaleur excédentaire du moteur récupérée via un échangeur, alimente ensuite le circuit de chauffage pour couvrir 100 % des besoins en chaud du bâtiment. N’étant pas raccordée au réseau EDF, l’électricité produite est consommée instantanément par le bâtiment, ce qui permet de couvrir plus de la moitié des besoins électriques. Les moteurs à cogénération peuvent, par exemple, fonctionner à l’huile végétale pure de colza, les grosses installations étant pour l’heure les plus rentables.
Trois unités de cogénération de différentes tailles peuvent être prévues : une petite, une moyenne et une grande qui vont être sollicitées différemment, selon les saisons et les périodes de la journée. En été, la plus petite unité de cogénération va assurer uniquement la production d’eau chaude, l’électricité produite étant directement consommée par le bâtiment.
En hiver, l’installation va se mettre automatiquement en marche en fonction des besoins en chaud du bâtiment. Ainsi, le matin, la cogénération va assurer le chauffage des locaux et produire de l’électricité, directement consommée par le bâtiment. L’après-midi, où il ne sera plus nécessaire de chauffer le bâtiment, la production excédentaire de chaleur de la cogénération sera stockée dans des ballons et l’électricité produite consommée. Enfin, la nuit, les besoins électriques dans le bâtiment étant faibles, les cogénérations seront arrêtées et le chauffage des locaux assuré par le déstockage de l’excédent de chaleur stocké en journée dans les ballons.
Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) par type d’énergie. Crédit : ©Acqualys
Géothermie : la chaleur du sous-sol
La géothermie sol/eau sur capteurs horizontaux présente un coefficient de performance (COP) proche de quatre, contre deux pour une pompe à chaleur air/air. Cette solution reste toutefois sensible aux variations de température extérieure. Par ailleurs, le terrassement et les capteurs entraînent un surcoût et l’emprise sur le terrain la rend difficilement applicable aux grandes surfaces. En effet, une PAC sur capteurs horizontaux nécessite une surface de capteurs égale à 1,5 à 2 fois la surface à chauffer, ce qui exclut les grosses copropriétés.
A contrario, une géothermie sol/eau sur capteurs verticaux (ou sondes géothermiques) va avoir une faible emprise sur le terrain, et un COP élevé souvent proche de 5, car indépendant de la température extérieure. Le forage et la pose des sondes entraînent toutefois un surcoût.
Une géothermie sol/sol aussi appelé gaz/gaz présente l’inconvénient d’entraîner un surcoût important du fait du terrassement, des capteurs et du plancher chauffant en cuivre. Qui plus est, le plancher chauffant servant de condenseur, la répartition de la chaleur est difficilement maîtrisable, sans compter l’impossibilité de le réutiliser pour autre chose que le gaz d’origine.
Dernière possibilité, plus rare car complexe à mettre en œuvre : l’aquathermie eau/eau. Si ce système possède un COP proche de 7, soit le plus élevé, il nécessite la présence d’une nappe d’eau courante avec un débit minimum pour que la PAC fonctionne bien. Deux forages distants d’au minimum dix mètres sont par ailleurs nécessaire, sachant que la profondeur de forage et la puissance de la pompe de relevage varient suivant la profondeur de la nappe. A noter, dans le cas de l’installation d’une géothermie sur nappe ou sur sonde verticale, qu’il est nécessaire de faire appel à une entreprise de forage qualifiée et de respecter les procédures administratives concernant la protection des sous-sols.
L’importance de l’entretien
Le bon entretien d’une chaudière permet d’assurer la performance des installations et de faire ainsi des économies d’énergie tout en améliorant le confort de l’habitat. Selon l’Ademe, une visite d’entretien annuelle engendre en effet des d’économies d’énergie de 8 à 12 %, une durée de vie de la chaudière multipliée par deux ou trois, et cinq fois moins de pannes sur les installations. Pour rappel, un décret du 9 juin 2009 et un arrêté du 15 septembre 2009 imposent une visite annuelle d’entretien de l’installation du système de chauffage par un professionnel qualifié. La performance d’un appareil de chauffage dépend également de la qualité et de la circulation de l’air dans la chaufferie. En effet, le manque d’oxygène perturbe le mode de combustion des appareils. Il convient également de nettoyer régulièrement les grilles de ventilation, et de ne jamais les couvrir même partiellement. Enfin, le ramonage des conduits d’évacuation de fumée doit être réalisé au moins une fois par an, voire deux pour les chaudières bois.
Pour aller plus loin
L’Association des responsables de copropriété (ARC) a édité plusieurs ouvrages apportant des précisions sur la question des travaux de rénovation énergétique et leur financement dans les copropriétés dotés d’un chauffage collectif :
- Le Guide du BIC (Bilan Initial de Copropriété), mis en place en collaboration avec l’association Planète Copropriété ;
- L’indispensable fonds travaux ;
- Le quatre-quarts ou comment financer les travaux en copropriété ?
Tous ces guides sont téléchargeables sur www.unarc.asso.fr
