ISOLATION VENTILATION CHAUFFAGE PROD. ELECTRICITE
Transferts de chaleur Qualité de l'air Chaleur et électicité Bilan énergétique ou financier?
Isolation dans l'habitat Systèmes de ventilation Radiateurs électriques Le photovoltaïque (1)(2)(3)
Techniques principales Impact énergétique Plus écologique L'éolien (1)(2)(3)
Les conséquences Les équipements

ISOLATION  -  Entre les solutions "tout calefeutrer" et "rustines", quelle est l'alternative?

Le principe des transferts de chaleur

optimisation thermique nantes La conduction est un phénomène de transfert de chaleur dû à une différence de température au sein d'un matériau et s'observe sans déplacement de matière. Plus un matériau est conducteur (lambda fort), moins il est isolant.


La convection est un mode de transfert d'énergie qui s'effectue par déplacement d'un fluide (l'air ambiant par exemple). Ce fluide par son mouvement, transporte les calories et favorise le refroidissement d'un espace chaud au profit d'un espace froid.


Le rayonnement est la restitution électro-magnétique de la chaleur accumulée dans un matériau. Ce mode d'émission peut s'opérer sans l'aide d'un support ambiant (le vide). Par exemple, un mur de brique de terre cuite précédemment chauffé émet un rayonnement de type infra-rouge. La quantité de rayonnement dépend notamment du matériau et de sa surface




Les problèmes d'isolation dans l'habitat

Les transferts de chaleur dans l'habitat sont donc une combinaison de trois principes précédents.
Ils sont observés sur toutes les parois externes du logement et l'on peut les classer en deux catégories:

optimisation thermique nantes
- pertes de chaleur dûes à l'étanchéité de l'enveloppe

Huisseries défectueuses, ventilation mal régulée, conduits de cheminée, etc.


- pertes de chaleur par les parois elles-mêmes

Simples vitrages, ponts thermiques, matériaux inefficaces ou peu isolants.




Ces transferts de chaleur se révèlent à la fois en hiver (déperditions) mais aussi en été (afflux de chaleur) et sont dûs la plupart du temps à des techniques de construction ancienne, des choix de matériaux non adaptés ou en de trop faible quantité, des équipements usés.




Les deux techniques principales d'isolation

Améliorer l'isolation d'un logement se révèle souvent être un compromis: matériaux, esthétisme, coût.

TECHNIQUE LES + LES -
Par l'intérieur L'aspect extérieur reste inchangé

Coût abordable
Perte de surface habitable
Nuisances pendant les travaux
Perte d'inertie thermique
Mise en oeuvre contraignante (canalisations, prises)
Ponts thermiques restants (en général)
Par l'extérieur Rupture des ponts thermiques
Conservation de l'inertie thermique des murs
Protection des murs extérieurs
Conservation de la surface habitable
Possible changement de l'esthétisme extérieur
Coût plus élevé

Technicité particulière

Modification de l'aspect extérieur

Le procédé d'isolation par l'extérieur est compatible avec deux types de revêtements: enduit ou bardage, dont une large gamme existent (bois bruts, bois reconstitués, ciments, métaux, ...). Ces procédés certifiés doivent être mis en oeuvre par des spécialistes.



Les conséquences d'une isolation renforcée


En rénovation, engager des travaux d'isolation n'est pas sans conséquence, et ceux-ci doivent être entrepris en cohérence avec plusieurs critères: type de bâtiment, contraintes d'expositions et de vie, défauts (humidité par exemple).
Une isolation efficace doit vous garantir de réelles économies sur les consommations, une meilleure conservation du bati et un confort de vie accru, été comme hiver.


Elle a aussi comme conséquence de confiner l'habitat si le type de ventilation n'est pas pris en compte dans la réflexion: air vicié, traces d'humidité.
Afin d'éviter ces phenomènes, il est important de l'y intégrer, au même titre que le choix des matériaux.



LA MAISON PASSIVE: il est possible, principalement dans les constructions neuves, de supprimer totalement les moyens de chauffage usuels (radiateurs, chaudières à énergies fossiles). Ceci est notamment obtenu grâce à une isolation très performante.

La ventilation y est primordiale et participe à la récupération de chaleur qui est evacuée vers l'extérieur. Cette technique est aussi possible en rénovation.























VENTILATION
Son impact sur l'habitat et ses occupants...

La qualité de l'air intérieur

A l'intérieur de l'habitat, l'air que nous respirons n'est pas toujours de bonne qualité. Non renouvelé, il peut rapidement se charger en polluants: moisissures, acariens, produits d'entretiens, peintures, ...

De même, l'humidité (remontées par osmose, pièces d'eau confinées) est un facteur de vieillissement prématuré de la structure de l'habitat.
Perdant par jour l'équivalent de 1 à 2 litres d'eau l'homme contribue à l'augmentation du taux d'humidité ambient.


Le logement doit donc posséder une ventilation adaptée, afin de limiter l'accumulation des particules nocives et permettre l'élimination des excédants d'humidité, surtout dans le cas d'une rénovation.


L'installation d'une VMC, Ventilation Mécanique Contrôlée, est une solution efficace pour améliorer la qualité de l'air et réguler le taux d'humidité.
Plusieurs systèmes existent
, qui offrent des caractéristiques différentes et impliquent plus ou moins de travaux de rénovation.




Les systèmes de ventilation

Outre la ventilation naturelle, on distingue trois principaux systèmes de ventilation dites forcées:

VMC SIMPLE FLUX et VMC SIMPLE FLUX Hygro (A ou B)

Le principe est le renouvellement d'air par extraction, de manière continue ou régulée.

VMI (Ventilation Mécanique par Insufflation) ou VMC positive

La VMI fonctionne en sens inverse de la VMC simple flux.
Elle insuffle un air préchauffé à l'intérieur de l'habitat, créant ainsi une surpression qui permet l'évacuation de l'air vicié vers l'extérieur.

VMC DOUBLE FLUX

Avec ce système, toutes les pièces de la maison sont reliés à la VMC. Fonctionnant à la fois en extraction et en insufflation, l'air est constamment renouvellé.


Attention, le choix d'un type de ventilation a des impacts au niveau des huisseries extérieures notamment.



L'impact sur les déperditions d'énergie

L'installation d'une ventilation permet d'assainir l'air ambient, mais n'est pas sans conséquences sur la facture énergétique. Le bon choix doit être un compromis entre différents critères: efficacité court terme, rentabilité moyen terme, coût d'installation.


Sans VMC VMC simple flux VMC simple flux Hygro B VMC double flux
Etat de l'air Vicié si non renouvelé Air sain Air sain Air très sain
Impact énergie
-
Sur-consommation électrique et chauffage de 5% à 10% Diminution sensible des pertes énergétiques en fonction de l'usage des pièces humides (toilettes, SDB, cuisine) Diminution de 60% des pertes d'énergie dues à une VMC simple flux
Pas de sensation d'air froid en hiver
Installation
-
- Inférieur à 1000€ Plus importants

Afin d'augmenter la performance d'une VMC double flux, il est possible d'y connecter un puits canadien, et profiter de l'inertie thermique naturelle de la terre. L'air entrant par la VMC est alors naturellement plus frais l'été, et plus chaud l'hiver.
























CHAUFFAGE

La production de chaleur à partir de l'électricité

Quelques informations sur la production d'électricité en France:

La France consomme de l'électricité dans les proportions suivantes (source EDF): 83% nucléaire, 7.5% hydraulique, 7.5% thermique, moins de 2% énergies renouvelables.
Excepté pour l'énergie hydraulique, le principe de ces techniques, est donc d'obtenir de la chaleur qui est elle-même transformée en électricité par des turbines.
Rendement du cycle total en sortie de centrale: 30% à 45% (nucléaire ou thermique)

Notre radiateur ne fait donc que retransformer cette électricité en chaleur soit par "effet Joule", soit par rayonnement. Se chauffer à partir de l'électricité semble donc est assez "atypique", mais n'oublions pas que c'est l'énergie la plus facile à transporter.


Nombre de nos logements sont équipés de convecteurs électriques. Pour les plus anciens équipements, le terme de "grille-pain" est souvent admis pour qualifier ces radiateurs basiques qui consomment beaucoup, et n'offrent aucune capacité d'inertie thermique. Combinez-les avec une isolation datant des mêmes années, vous faites monter vos factures d'électricité à des sommets.
Asséchant l'air ambient, ils sont aussi reconnus pour être assez inconfortables.



Les radiateurs électriques

Il est bien évident que si ne pouvez pas effectuer une modification de votre installation de chauffage (énergie, coût, nuisances), des solutions existent pour la rendre plus économe et plus confortable, notamment grâce aux améliorations opérées sur les équipements.

Les CONVECTEURS chauffent directement l'air qui, devenant plus léger que l'air froid monte et se propage le long d'un plafond par exemple, jusqu'au mur opposé, se refroidissant petit à petit. Cet air en mouvement revient vers le convecteur, parcourant une boucle, tant que ce dernier fonctionne. Placé généralement sous une fenêtre, ce mouvement d'air "bloque" une partie de l'air plus froid provenant de l'extérieur (en fait une partie de la chaleur est perdue pour compenser cet effet).


Les radiateurs à INERTIE THERMIQUE reproduisent le principe de nos bons vieux radiateurs en fonte. Cependant, c'est bien cependant l'électricité qui les alimentent. Il en existe plusieurs: liquide caloriporteur, pierres volcaniques.


Les RADIANTS émettent des rayonnements qui vont élever la température de toute matière située dans son volume d'action.


Enfin, toujours dans l'optique de diminuer la facture énergétique, une gestion centralisée permet un ajustement précis des périodes et des niveaux de chauffe.




Un peu d'électricité, plus d'écologie


Des systèmes utilisent l'électricité pour récupérer des calories de l'extérieur et les réinjecter dans un circuit de chauffage ou sanitaire:

PAC AIR/EAU

Les pompes à chaleur peuvent alimenter un plancher chauffant, des radiateurs et même de l'eau sanitaire.


BALLON THERMODYNAMIQUE

Basé sur le même principe que la PAC, le ballon thermodynamique accumule la chaleur comme un ballon d'eau chaude. Suivant les modèles ils peuvent alimenter radiateurs, planchers chauffants, eau chaude sanitaire.


Attention, il est absolument nécessaire de bien choisir un matériel de qualité et de bien le dimensionner en fonction de vos besoins.
Les données techniques sont importantes: COP, température de fonctionnement, etc.

COP: COefficient de Performance; c'est le rapport entre la quantité de chaleur produite par le système et l'énergie électrique consommée par le compresseur.




Les équipements par type de source

Les appareils utilisant les énergies fossiles se sont largement améliorés depuis une dizaine d'année.

CHAUDIERE GAZ : Basse température, Basse température et micro-accumulation, Condensation

CHAUDIERE FIOUL



Le bois(PEFC de préférence), est quand à lui une matière première non fossile:

AGREMENTS / APPOINTS : Cheminées à foyer ouvert ou fermé, Insert, Poêle à bois

CHAUDIERES : Buches, Granulés ou pellets, avec ou sans silo



























LA PRODUCTION D'ELECTRICITE - Bilan énergétique ou financier?

Introduction

Pour le particulier, deux moyens sont accessibles pour produire de l'électricité - le panneau photovoltaïque et l'éolienne - utilisant respectivement la lumière et le vent comme ressource principale.
Dans les deux cas, le principe est de générer de l'électricité qui peut être soit consommée directement ou stoquée dans des batteries, soit réinjectée dans le réseau de distribution d'EDF.

Les intérêts écologique et économique se distinguent, si on tient compte notamment de la nature du projet:
    - installation d'un équipement en site isolé (difficilement raccordable au réseau)
    - installation d'un équipement en site raccordé

IMPACT (vs prod. conventionnelle) : Energie CO2 Matières premières utilisées Coût
Fabrication (dont transport)
-
-
PhotoV: Silicium
Eolien: béton, plastique, métaux
-
Installation en site isolé
++
++
Liées à l'ach. et stoquage
+
Installation en site raccordé
neutre ou -
neutre ou -
Liées à l'acheminement
--
En fonctionnement
++
++
PhotoV: Lumière
Eolien: Vent
PhotoV: +
Eolien: ++



Photovoltaïque - (1) La technologie

Il existe plusieurs types de panneaux photovoltaïques, correspondants à la nature du silicium dont il est composé:

MONOCRISTALLIN

Panneau photovoltaique

Composé de silicium pur, sa fabrication nécessite beaucoup d'énergie et est cher à l'achat.
Rendement: 12% à 16%.
Durée de vie: 25 ans.

POLYCRISTALLIN

Panneau photovoltaique

Composé de déchets de silicium, sa fabrication nécessite moins d'énergie, et est moins cher à l'achat que la première.
Rendement: 11% à 13%.
Durée de vie: 25 ans.

AMORPHE

Panneau photovoltaique

Le silicium est vaporisé en couche mince sur des supports. Sa fabrication nécessite beaucoup moins d'énergie.
Rendement: 8% à 10%.
Durée de vie: 10 ans.

Il existe aussi une cellule dite "hybride", composé de silicium pur et amorphe.
Rendement supérieur à 16%. Durée de vie: 25 ans.



Photovoltaïque - (2) Installation

L'installation d'un panneau photovoltaique nécessite le raccordement d'éléments complémentaires:



Panneau photovoltaique raccordé au réseau L'onduleur redresse le courant continu produit en courant alternatif transportabel sur le réseau d'EDF.

Compteur de production comptabilise les kW produits par le panneau.

Batteries (en site isolé): Entre le panneau et l'onduleur, les batteries stoquent le surplus d'énergie produite.





Photovoltaïque - (3) Démarches

Validité technique
La première chose à faire est de rencontrer un installateur qui devra étudier les éléments d'implantation: exposition/orientation du toit, ombrages, emplacements/raccordements des équipements (onduleur, compteur).
Ce professionnel réalise (ou fait réaliser) une étude de dimensionnement, vous proposant ainsi une solution technique et économique.


Autorisations
Avant de commencer les travaux, bien s'assurer que toutes les démarches administratives ont été remplies:
- Déclaration de travaux (Mairie)
- Demande d'autorisation d'exploitation (DIDEME), Certificat d'obligation de rachat (DRIRE)
- Demande de contrat de raccordement (ERDF), Demande de contrat d’achat (Fournisseur d'énergie)

Synthèse des critères financiers (certaines de ces donnés seront modifiées en 2011!)

Type d'installation
Bâtiments concernés
Taux TVA
CI si inf. à 3kWc
Rachat du kWh
Intégration au bati Habitation principale 5,5% si inf. 3kWc Matériel: 50% 58c€/kWh
Intégration simplifiée Tout bâtiment 5,5% ou 19,6% 0% ou 50% 42c€/kWh
Installation au sol Tout bâtiment 5,5% ou 19,6% 0% ou 50% 31,4c€/kWh

Temps de retour sur investissement: 8 à 10 ans en moyenne pour 3kW intégrés au bâtiment, en revente totale.



Eolien - (1) La technologie (Principales classes de modèles d'éolienne)

Eolienne à axe horizontal

Vergnet: 5 à 250kW Aquitaine-Aérogénérateurs: 5 à 350kW KENT Fournitures Industrielles: 90 à 3000W Conergy: 6kW Cita: 12kW
Eolienne à axe vertical

Eolewind: 1000 à 5000W Sylvidra energy: 300W à 55kW Windside Apple-Wind: 1kW à 65kW  Mariah Power
Les critères de choix d'une éolienne sont d'ordre budgétaires bien sûr, techniques, mais aussi climatiques et esthétiques.
Durée de vie: environ 20 ans.



Eolien - (2) Installation

L'ancêtre de l'éolienne est notre bon vieux moulin à vent. Le principe reste le même, excepté que le rotor ne sert plus à écraser du grain, mais à générer de l'élecricité.

De la même manière que pour les panneaux photovoltaiques, l'éolienne peut être raccordée au réseau d'EDF, avec comme objectif la revente partielle ou totale de l'électricité produite.

Eolienne installée en autonome
Le tarif de rachat de l'électricité éolienne est fixé à 8,38c€/kWh, et ceci pendant les 5 premières années de production. Il est ensuite réévalué en fonction du rendement énergétique annuel de l'appareil en situation.


Eolien - (3) Démarches

Validité technique

Le dimensionnement de l'éolienne est réalisé en fonction de vos besoins en électricité, et de votre budget.
Ce professionnel réalise cette étude (ou la fait réaliser) vous proposant ainsi une solution technique et économique en adéquation avec votre projet. Vous devez de même commanditer une étude d'impact qui sera jointe au permis de construire ou à la déclaration préalable de travaux (suivant hauteur du mat).


Autorisations

Avant de commencer les travaux, bien s'assurer que toutes les démarches administratives ont été remplies:
- Déclaration de travaux, si inférieur à 12m (Mairie)
- Permis de construire et étude d'impact, si supérieur à 12m (Mairie)
- Démarches liées au rachat le cas échéant.


Le tarif de rachat de l'électricité éolienne est fixé à 8,2c€/kWh, et ceci pendant les 5 premières années de production, et ceci si vous vous situez en Zone de Développement de l'Eolien (ZDE). Ensuite, il est réévalué en fonction du rendement énergétique annuel de l'appareil en situation. Hors ZDE, vous devrez négocier votre prix de rachat auprès de votre exploitant.
Vous pouvez bien sûr réaliser une installation autonome qui vous permettra de consommer directement l'électricité produite.

Vous pouvez télécharger la fiche ADEME en cliquant ici.



Optimum Travaux 44    -    43 rue de la Fontaine de Barbin 44000 NANTES    -    Tel: 02 51 86 25 09    -    SIRET 508 523 032 00011