GESTION DE L ÉNERGIE DANS L HABITAT : LES ÉNERGIES RENOUVELABLES

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1 Séminaire organisé par les étudiants du master Expertise et Traitement en Environnement GESTION DE L ÉNERGIE DANS L HABITAT : LES ÉNERGIES RENOUVELABLES SYLVAIN DELENCLOS 29 JANVIER 2015 Présentation téléchargeable sur le site : 1

2 AU SOMMAIRE Habitat et énergie Qu est ce qu une énergie renouvelable? Chauffage et Eau chaude : quelles technologies? Pompes à chaleur Solaire thermique Chaudières et poêles à bois Technologies pour la production d électricité Solaire photovoltaïque Petit éolien 2

3 HABITAT ET ÉNERGIE Consommation d'énergie par secteur d'activité Transport 31% Industrie 23% Agriculture 2% Résidentiel- Tertiaire 44% Résidentiel Tertiaire : premier poste de dépense énergétique 3

4 HABITAT ET ÉNERGIE transport Industrie Climatisation Résidentiel Tertiaire Chauffage (~ kwh/an) Eau chaude sanitaire (~800 kwh/pers.an) Eclairage (~400 kwh/an) Appareils ménagers (~1000 kwh/pers.an) Tout nouveau logement soumis à la RT2012 doit avoir recours à au moins une source d énergie renouvelable (5 kwh/m 2.an) Les chiffres donnés sont des moyennes nationales et peuvent fortement varier selon les foyers 4

5 QU EST-CE QU UNE ÉNERGIE RENOUVELABLE? Energie renouvelable : Consommation production naturelle Elles sont principalement issues du soleil (directement ou indirectement) 5

6 CHAUFFAGE ET EAU CHAUDE SANITAIRE : QUELLES TECHNOLOGIES? Technologies pour l ECS Pompes à chaleur (PAC) Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) Chaudières à bois Technologies pour le chauffage Pompes à chaleur (PAC) Système Solaire Combiné (SSC) Chaudières à bois et poêles à bois 6

7 CHAUFFAGE ET EAU CHAUDE SANITAIRE : QUELLES TECHNOLOGIES? Avant de penser à un nouveau système de chauffage, il faut ISOLER SA MAISON 7

8 TECHNOLOGIES POUR LE CHAUFFAGE ET L ECS LES POMPES À CHALEUR 8

9 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Principe de la pompe à chaleur Même principe que le réfrigérateur Évaporation d un liquide = absorption de chaleur Utilisation d un fluide frigorigène qui s évapore à basse température Constituants Capteurs (source froide) à l extérieur de la maison Pompe à chaleur Émetteurs (source chaude) à l intérieur de la maison 9

10 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Chaleur prélevée à l environnement Chaleur restituée dans l habitation Evaporation Compression Condensation Détente Basse pression Haute pression Haute pression Basse pression 10

11 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Sol Captage horizontal Captage vertical Fondations géothermiques Eau Le captage de la chaleur (source froide) Nappes aquifères Eau de rivière, étang Air Air extérieur Air intérieur Air extrait 11

12 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Le captage de la chaleur (source froide)

13 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Les émetteurs de chaleur (source chaude) Radiateur basse température Plancher chauffant Ventiloconvecteur à eau (300 à 1500 selon technologie) (70 à 100 /m 2 ) (400 à 1300 selon puissance) 13

14 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Combien ça coûte? (ordres de grandeurs pour une maison correctement isolée) Pac aérothermique (appoint souvent nécessaire) Pac air / air : 6 à Pac air / eau : 12 à Pac géothermique Captage horizontal : 20 à Captage vertical : 25 à

15 LES POMPES À CHALEUR GÉOTHERMIQUES ET AÉROTHERMIQUES Le chauffe-eau thermodynamique Air extrait dans une pièce à température modérée (garage, cellier, buanderie) Raccordement à une VMC double-flux possible Coût : à Principe du chauffe-eau thermodynamique monobloc 15

16 TECHNOLOGIES POUR LE CHAUFFAGE ET L ECS LE SOLAIRE THERMIQUE 16

17 LE SOLAIRE THERMIQUE Le chauffe-eau solaire individuel Eau chaude sanitaire Le système solaire combiné Chauffage Eau chaude sanitaire 17

18 LE SOLAIRE THERMIQUE Principe du chauffe-eau solaire individuel 60 % de la production d ECS Appoint nécessaire 2 capteurs Ballon de 200 à 400 L à

19 LE SOLAIRE THERMIQUE Principe du chauffe-eau solaire individuel optimisé 40 à 60 % de la consommation d ECS Appoint nécessaire 1 seul capteur Ballon à volume réduit (100 à 150 L) à

20 LE SOLAIRE THERMIQUE Principe du chauffe-eau solaire individuel Permet d alimenter un plancher chauffant Appoint nécessaire 10 à à 10 m 2 de capteurs 20

21 LE SOLAIRE THERMIQUE Capteur non vitré Faible rendement Convient aux piscines Peu coûteux Types de capteurs solaires Capteurs non vitrés sur un toit de piscine (photo : héliopac) 21

22 LE SOLAIRE THERMIQUE Capteur plan vitré Rendement meilleur que non vitré (effet de serre) Température entre 30 C et 80 C Technologie la plus répandue Types de capteurs solaires 22

23 LE SOLAIRE THERMIQUE Capteur à tube sous vide Mécanisme d évaporation condensation d un fluide Rendement meilleur que les autres capteurs Moins encombrant Possibilité d adapter l orientation des tubes en fonction de leur l implantation Types de capteurs solaires Evaporation dans le «caloduc» Condensation au contact du collecteur 23

24 TECHNOLOGIES POUR LE CHAUFFAGE ET L ECS LE BOIS ÉNERGIE

25 LE BOIS ÉNERGIE Les différents types de combustible bûches granulés plaquettes 25

26 LE BOIS ÉNERGIE Principe de fonctionnement d une chaudière à granulés 15 à

27 LE BOIS ÉNERGIE Autres technologies utilisant le bois Poêle à granulés à Poêle de masse à Chaudière poly-combustible (15 à ) 27

28 TECHNOLOGIES POUR LA PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE 28

29 LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Modules Onduleur Coffrets de protection DC et AC, compteurs Réseau Installation connectée au réseau (revente totale) Modules Régulateur de charge Batteries Récepteurs Installation pour site isolé 29

30 LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Attention aux ombrages Installation sans ombrage Installation avec ombrage à éviter absolument 1 seul panneau à l ombre = 30 Baisse de production de l ensemble complet

31 LE SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Pour bénéficier du meilleur tarif de rachat, il faut se limiter à 9 kw (env. 60m 2 ) Prix de rachat du kwh : 26,96 c fin 2014 (en intégré) Dans le nord de la France, 1 kw produit environ 950 kwh/an Prix du kw installé : à Aucun crédit d impôt sur le photovoltaïque depuis janvier

32 TECHNOLOGIES POUR LA PRODUCTION D ÉLECTRICITÉ LE PETIT ÉOLIEN 32

33 LE PETIT ÉOLIEN Petit éolien : puissance < 36 kw La puissance d une éolienne est proportionnelle à la vitesse du vent au cube En milieu urbain, les obstacles diminuent fortement la vitesse moyenne du vent Autorisation de travaux pour hauteur < 12 m, sinon permis de construire 33

34 LE PETIT ÉOLIEN 1 kw produira entre 300 et 2000 kwh/an selon les conditions de vent Éolienne à axe horizontal Éolienne à axe vertical Eolienne du département GTE : Coût : Puissance : 2,4 kw Production : kwh / an 34

35 POUR CONCLURE L énergie la moins chère est toujours celle qu on ne consomme pas! 35

36 MERCI POUR VOTRE ATTENTION QUESTIONS? Présentation téléchargeable sur le site : 36

37 PHOTOVOLTAÏQUE ET AUTOCONSOMMATION Vers la parité réseau en France En Allemagne (parité réseau atteinte): en moyenne, 20% de la production est autoconsommée. Peut parfois monter à 40% 37

38 PHOTOVOLTAÏQUE ET AUTOCONSOMMATION 38

39 PUITS CANADIEN Pour le préchauffage de l air neuf en hiver 39

40 PUITS CANADIEN Pour le rafraichissement de l air neuf en été 40

41 LE SOLAIRE PASSIF : ARCHITECTURE BIOCLIMATIQUE Construire en fonction de l environnement : Pièces à vivre au sud (séjour, salon, cuisine) Pièces «tampon» au nord (garage, WC, cellier, atelier ) Privilégier la compacité Augmenter les apports solaires l hiver (ouvertures au sud) tout en limitant ceux-ci l été («casquettes solaires») 41