Systèmes de chauffage : Énergies de chauffage alternatives

Les fortes émissions de particules fines et les rejets de CO2 donnent lieu à ce que les énergies de chauffage alternatives revêtent une importance toujours plus grande. Étant donné que des hausses des prix du pétrole sont pronostiquées à moyen terme, les sources d’énergie renouvelables offrent aussi un potentiel d’économies financières non négligeable.

(mas/knü) Un ménage suisse utilise chaque année en moyenne l’équivalent de 14 à 22 litres de mazout par mètre carré d’habitation pour le chauffage. Les chauffages à mazout sont toujours très répandus. Mais des bâtiments existants, ne satisfaisant pas au standard actuel et utilisant des combustibles alternatifs, ont pour avantages d'être respectueux de l'environnement et dégagent une faible émission de CO2. Par rapport aux prix du mazout augmentant régulièrement (valeur indicative de mai 2013 : fr. 97.- par 100 l), ils contribuent en sus à baisser les coûts annuels de l’énergie. Pour une comparaison des coûts conforme à la réalité, il faut également tenir compte des frais d'investissement de base ainsi que des frais d'exploitation annuels et des prix de combustibles. En principe, les frais d'acquisition de formes de chauffages alternatives (chauffages au bois, pompes thermiques) sont plus élevés qu'une chaudière à mazout ou au gaz naturel. En revanche, les prix des combustibles sont la plupart du temps plus bas que pour les sources d'énergies fossiles, respectivement ne coûtent rien. En outre, les frais d'entretien et les coûts des services sont d'ordinaire plus avantageux que pour le mazout (nettoyage du réservoir, services concernant les brûleurs et la chaudière ainsi que contrôles des émissions de gaz).

D'un point de vue écologique, la pompe à chaleur est une manière optimale de chauffer un bâtiment.

Pompes à chaleur

Une pompe à chaleur constitue une variante écologique avantageuse et fonctionnant localement sans émissions, pour chauffer un bâtiment, car elle n'émet pas de gaz à effet de serre ni d'autres substances nocives directement à l'emplacement du bâtiment. Des pompes à chaleur transforment l'énergie de faible valeur (à un niveau de température bas) dans le sol, de l'air extérieur, respectivement de l'eau souterraine, en chaleur de chauffage de haute qualité. Il faut de l'énergie électrique pour faire fonctionner les pompes et les compresseurs. La quantité d'énergie électrique utilisée correspond à quelque un tiers de l'énergie de chauffage produite (avec des sondes géothermiques, la proportion peut même excéder un quart). La transmission de chaleur a lieu en circuit fermé et fonctionne avec de l'eau et un fluide réfrigérant spécifique. Ces substances n'entrent pas en contact direct avec l'eau souterraine, le sol ou l'air ambiant. Les tout nouveaux modèles de pompes à chaleur utilisent des fluides réfrigérants respectueux de l'environnement, tels que le dioxyde de carbone ou l'ammoniac.

Il existe différents types de pompes à chaleur obtenables pour le chauffage et la production d'eau chaude, dans l'habitation unifamiliale ou de grandes maisons d'habitations. Elles fonctionnent en l'occurrence avec les sources d'énergie suivantes :

  • chaleur terrestre (géothermie) : des sondes géothermiques pour maisons unifamiliales se trouvent dans le sol à une profondeur variant de 100 à 150 mètres ; la terre a une température variant entre 10 °C et 12 °C.
  • air extérieur (la température varie, au cours de la saison de chauffage, entre 10 °C et -10 °C)
  • air évacué ou eaux usées provenant d'une installation industrielle ; les températures de sortie peuvent s'élever à quelque 15 °C.
  • nappes de tubes : tuyauterie installée dans le sol à une profondeur de 1,5 à 3 mètres ; elle recueille la chaleur du sol en hiver et la fraîcheur de la terre en été.

Des tests indépendants du Centre de tests des pompes à chaleur (WPZ) ont donné lieu à des coefficients de performances moyens pour les pompes à chaleur, sur la base d'un état de fonctionnement optimisé, de températures définies et suivant la source d’énergie :

  • pompes à chaleur « air » : un COP de 3,6   
  • pompes à chaleur géothermiques : un COP de 4,4

Par rapport au COP, le coefficient de performance annuel indique le mode de  fonctionnement au cours de l'année comme indicateur additionnel pour l'efficacité énergétique de pompes à chaleur. De plus, le rapport entre énergie de chaleur émise et énergie électrique prélevée est également calculé. Les coefficients de performance annuels sont au moins 10 pour cent plus bas que les valeurs COP testées.

Avantages de pompes à chaleur :

Des frais d'exploitation et un besoin de place réduits (surface d'installation d'une machine à laver), un bon bilan écologique (lorsque des sources renouvelables sont prises en considération lors de la consommation de courant électrique).


Investissements :
(pour une maison unifamiliale moyenne)

de fr. 40'000.- à fr. 60'000.- (forage pour la sonde géothermique inclus). Pour des pompes à chaleur « air », les frais d'investissement s'élèvent jusqu'à fr. 25'000.-. Les coûts annuels pour l'énergie calorifique varient entre fr. 700.- et fr. 1'000.- (comparaison avec mazout à fr. 97.- pour 100 litres : env. fr. 1'500.- par année) selon la surface habitable, les tarifs d'énergie et le type de pompes thermiques.

Le bois offre l'avantage de renouveler sa croissance de façon pratiquement illimitée dans les forêts suisses.

Bois

Aux prix actuels du mazout (valeur de référence d'avril 2011 : fr. 95.- pour 100 l), chauffer avec la matière première renouvelable qui est le bois est devenu une alternative compétitive, compte tenu des prix actuels du mazout (valeur de référence de mai 2013 : fr. 97.- pour 100 l). Le bois est une matière première habituellement disponible régionalement et le potentiel d'utilisation actuelle des forêts indigènes n'est pas épuisé. À la campagne et dans les petites villes, le chauffage au bois (avec des bûches ou des pellets) pour des maisons familiales est une méthode de chauffage très écologique, en particulier si la matière première est exploitée quasi sur place.

Diverses variantes de chaudières à bois sont au choix :

  • Chaudières à pellets : les pellets sont des granulés de déchets ligneux naturels compactés, provenant de scieries et d'entreprises de transformation du bois. Deux kilos de pellets correspondent à un litre de mazout. La chaudière est automatiquement approvisionnée.
  • Chaudières à plaquettes de bois : intéressantes surtout pour des réseaux de chauffage à distance, conviennent moins pour des maisons familiales.
  • Chaudières à bûches : la chaudière doit être alimentée au moins une fois par jour à la main, ce qui est relativement pénible.
  • Des alternatives sympathiques sont les poêles suédois, les poêles en faïence ou des cheminées fermées. Avec une bonne isolation de bâtiment, ils peuvent représenter une alternative au radiateur de chauffage.Bei den Holzöfen stehen verschiedene Varianten zur Auswahl:

Conseil :

Les chaudières à pellets actuelles ont un rendement de plus de 80 %. L'association Énergie-bois Suisse tient une liste de chaudières à bois homologuées et conformes à l'Ordonnance sur la protection de l'air (OPair), qui satisfont aux prescriptions sur les émissions des gaz d'échappement selon l'OPair.

Avantages d'installations à pellets et à plaquettes de bois :

Des installations à pellets et à plaquettes de bois sont presque aussi faciles à utiliser qu'un chauffage au mazout. Le combustible est acheté en sacs ou livré par camion-silo et pompé directement dans le local de stockage.

Inconvénients : Bien que les chauffages à bois soient neutres par rapport au CO2, ils ont des émissions de particules fines supérieures à celles du mazout. Il faut prévoir un encombrement d'environ 5 m³ pour le stockage de pellets de bois. Mais des plaquettes de bois ne conviennent que de manière limitée pour le chauffage de maisons unifamiliales, étant donné que l'encombrement pour le stockage serait très grand.
Investissements :

Un chauffage central à pellets ou à bûches de bois coûte env. 30'000 francs. Les coûts de pellets de bois se montent à moins de 1'500 fr. par an pour une maison unifamiliale bien isolée.

Les collecteurs solaires sont utilisés surtout pour la préparation d'eau chaude.

Énergie solaire

Des capteurs solaires sont surtout utilisés pour le chauffage de l'eau. La combinaison avec un chauffage au mazout, à gaz ou au bois est simple et présente l'avantage - en été, p. ex. - de chauffer la chaudière, grâce au soleil. Suivants le dimensionnement, des capteurs solaires combinés peuvent également servir au préchauffage du système de circuit de chauffage.

Selon le type de bâtiment, la situation et d'autres facteurs, différents types sont utilisés :

  • capteurs plans vitrés : c'est la forme la plus fréquemment employée ; les capteurs peuvent être intégrés dans des toits inclinés et dans des façades ou posés sur des toits plats ou au sol.
  • capteurs non vitrés : seulement pour bas niveaux d'énergie, p. ex. pour le préchauffage de l’eau ou des chauffages de piscines.
  • capteurs à tubes sous vide : ils présentent le plus haut rendement annuel, mais sont un peu plus chers que des capteurs plans.
  • capteurs hybrides : des capteurs solaires hybrides, qui produisent de la chaleur et du courant, sont sporadiquement proposés. Divers fabricants travaillent à élargir la gamme de modèles dans ce segment prometteur

Avantages de l'énergie solaire :

Les installations compactes modernes sont vite installées. Leur entretien est très facile, il suffit de contrôler tous les trois ans la sécurité de l'installation contre le gel.

Investissement :

Les investissements pour une nouvelle installation sont très variables. On admet généralement qu'une installation solaire est amortie en 20 ans et qu'elle chauffe l'eau quasiment gratuitement. Des installations compactes (10 m² à 20 m²) pour un à deux appartements coûtent entre 20'000 et 30'000 fr., montage compris.

Planification et programmes d'incitation

Les personnes qui souhaitent acquérir une installation de chauffage alternative devraient s'adresser au service cantonal de l'énergie. Cet organe soutient souvent les maîtres d'ouvrage, également pour la demande et la comparaison des offres. Pour des installations de plus de 100 kW ou des systèmes combinés, il faut mandater des expérimentés. Divers facteurs comme la surface habitable, l'isolation thermique ou l'endroit doivent être pris en considération.

Tous les cantons et beaucoup de communes, respectivement des fournisseurs d'énergie locaux, proposent un programme de promotion de l'efficacité énergétique pour activer l'utilisation de systèmes de chauffage renouvelables, tels qu'installations solaires, au moyen d'un soutien financier. À certains endroits, des investissements pour la rénovation ou l'entretien de bâtiment sont déductibles des impôts. Le service cantonal de l'énergie ou le service cantonal des impôts donnera des renseignements à ce sujet.

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