Cheminées en hiver à Budapest.
Avec le transport routier, le chauffage est responsable d’une grande partie de la pollution atmosphérique. Bois, fioul, électricité et gaz d’origine fossile : ces énergies que nous utilisons massivement ont toutes un impact important sur la qualité de l’air. Il existe cependant de nombreuses alternatives, en voici quelques-unes.
Souvent encensé pour son origine renouvelable et ses émissions neutres en dioxyde de carbone (CO2), le bois est pourtant le principal responsable des émissions de particules fines en France, un polluant particulièrement nocif pour la santé. Ce mode de chauffage de plus en plus plébiscité pour son faible coût était utilisé par 7,4 millions de foyers en 2013. Selon l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe), il serait responsable de 31% des émissions de particules fines PM10 et 45% des particules ultra-fines PM2,5 à l’échelle nationale. Lors des pics des pollution, il figure au premier rang, devant le trafic routier.
Si les cheminées ouvertes et fermées datant d’avant 2002 en sont principalement la cause, tous les foyers y compris les plus performants, rejettent des fumées chargées de nombreux éléments néfastes. Outre les particules fines, on retrouve ainsi des Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), du monoxyde de carbone (CO), des composés organiques volatils (COV) et des Oxydes d’azote (NOx).
Le fioul, opulent émetteur de dioxyde de carbone
Cet éventail de polluants est également présent dans les fumées des chaudières au fioul. Cette énergie issue d’une distillation grossière du pétrole brut équipait près de 4 millions de logements en 2014. Totalement fossile, importée de lointains pays et transformée sur des sites industriels à fort impact environnemental, le fioul est le pire émetteur de CO2 : 300g par kWh. Il rejette également du dioxyde de soufre (So2), des oxydes d’azote et des particules fines.
Des éléments nocifs qui peuvent d’autant plus être produits en très grande quantité en cas de mauvais fonctionnement de la chaudière. Si le fioul n’a plus la côte dans les constructions neuves, il équipe encore beaucoup de foyers. Face au coût très élevé d’un remplacement de chaudière au fioul, il existe une alternative émergente : l’huile végétale recyclée.
Alimenter sa chaudière au fioul avec de l’huile végétale recyclée
Installée à Marseille, une petite entreprise s’est spécialisé dans la fabrication d’un biocombustible à base d’huiles alimentaires usagées (HAU) pouvant être utilisé dans des chaudières au fioul modifiées. Baptisée « Oléo-Déclic », la société collecte gratuitement les huiles auprès de restaurateurs. Elles sont ensuite raffinées pour servir de combustible renouvelable et moins polluant. 500 personnes seraient aujourd’hui chauffées grâce à cette énergie, selon l’entreprise. Face à la demande, elle annonce d’ailleurs installer une unité de traitement capable d’épurer 200.000 litres d’huiles usagées chaque année. Un chiffre à mettre en relief avec les 8 milliards de litres de fioul domestique consommés chaque année par les chaudières en France.
Pour l’utiliser, il suffit ainsi d’installer un brûleur adapté sur une chaudière existante. Une solution économique pour dépolluer un chauffage au fioul qui présente de nombreuses vertus écologiques. Le carburant revalorise un produit considéré comme un déchet par les restaurateurs, nécessite bien moins d’énergie pour sa transformation que le pétrole brut, est fabriqué localement puis distribué en « circuit court ». Selon une étude commandée par Oléo-Déclic, il émettrait 96% de CO2 en moins par rapport au fioul. Un dioxyde de carbone qui est d’autant plus « neutre » puisque issu de matière végétales.
Se chauffer au gaz naturel d’origine renouvelable
Pourquoi ne pas changer sa chaudière au fioul pour un modèle au gaz ? Si l’essentiel du gaz naturel consommé en France est d’origine fossile, certains distributeurs d’énergie proposent des contrats incluant une partie de gaz d’origine renouvelable. Limité à 10% en raison des capacités actuelles très modestes de production, ce biogaz a plusieurs vertus. En effet, il est majoritairement produit à partir de la fermentation des ordures ménagères, de stations d’épurations, de déchets végétaux et de méthanisateurs agricoles. Une valorisation qui permet d’éviter le rejet du méthane destructeur pour la couche d’ozone dans l’atmosphère et de diminuer notre dépendance aux ressources fossiles.
Si la production commune de biogaz et sa distribution mélangée au gaz fossile à travers le réseau public est la solution la plus rentable et la plus simple, il existe des solutions individuelles. Des micro-méthanisateurs de jardin aujourd’hui assez coûteux et difficiles à amortir pour un foyer mais qui permettent de produire de l’électricité à partir de ses propres déchets organiques. Une société française a ainsi mis au point une unité de production capable d’alimenter une maison autonome, en complément d’une installation photovoltaïque.
Développé par SCTD Industries, le dispositif consiste en deux cuves : l’une qui fermente les ordures et l’autre qui stocke le gaz produit. Il est relié à un générateur capable de produire 1,2 à 1,8 kW d’électricité en continu. Selon l’entreprise, un foyer de quatre personnes pourrait produire 800 m3 de gaz chaque année avec ce système. Le courant ainsi généré peut par exemple alimenter un convecteur ou assurer une partie de la consommation d’une pompe à chaleur.
La pompe à chaleur, numéro un des chauffages alternatifs
De plus en plus populaires, les pompes à chaleur (PAC) équipaient 10% des foyers français en 2014 selon le cabinet d’étude Arcane. C’est le plus utilisé des modes de chauffages alternatifs sans flamme. Le nombre d’installations a explosé cette dernière décennie, porté par d’importantes aides publiques et par des offres concurrentielles dues à la présence de nombreux acteurs sur le marché.
Les pompes à chaleur permettent de se chauffer en puisant les calories naturellement présentes dans l’air (PAC aérothermique) ou dans le sol (PAC géothermique) pour les diffuser dans l’air intérieur via un fluide caloporteur. Si le système nécessite quand même d’être alimenté en électricité il consomme beaucoup moins d’énergie qu’un radiateur. Ainsi, un chauffage électrique classique consomme 1 kWh pour 1kWh de chaleur produite alors qu’une pompe à chaleur génère en moyenne 3 à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée.
Il existe une multitude de pompes à chaleur adaptées à chaque situation et chaque budget, utilisant de l’air, de l’eau ou une combinaison des deux pour transporter et échanger la chaleur de la source au logement. Les prix varient en moyenne de 6.000 à 17.000 euros par installation, pose comprise, pour un logement-type de 120 mètres carrés mais sont modérés par un crédit d’impôt de 30%.
Le soleil, un gisement de chaleur monumental
On n’y pense pas forcément, en regardant médusés le ciel d’hiver, mais le soleil peut aussi chauffer activement nos logements. Particulièrement intéressant dans les régions du sud de la France ou les rayons sont intenses quelle que soit la saison, les panneaux solaires thermiques ou aérovoltaïques dits « hybrides », peuvent non seulement produire de l’eau chaude sanitaire mais également alimenter une maison en chaleur et en électricité.
Le premier système, purement thermique, fait circuler de l’air ou de l’eau à travers des panneaux captant les rayons du soleil. Naturellement chauffés, les fluides sont ensuite distribués au sein du foyer. Selon la technologie employée par l’installation, l’air peut atteindre 50 degrés en sortie, même en hiver, selon certaines entreprises. Le second système, souvent appelé « hybride » ou « aérovoltaïque » utilise le même procédé et le combine à des panneaux photovoltaïques pour la production d’électricité.
En captant les photons des rayons solaires, ces cellules concentrent également beaucoup de chaleur, une énergie habituellement perdue qui peut parfois réduire leur rendement électrique. L’installation aérovoltaïque valorise cette chaleur en insufflant de l’air sous les panneaux puis en le distribuant dans l’habitation via une ventilation mécanique contrôlée (VMC). Si la technologie ne produit peut-être pas assez de chaleur selon le climat local, la superficie du foyer et les besoins de ses habitants, il peut réduire fortement la consommation du mode de chauffage principal. De plus, en refroidissant les panneaux photovoltaïques, il permet d’augmenter leur production électrique de 10%.
Bien isoler sa maison avant de penser au chauffage
L’isolation thermique d’un logement, si elle est correctement réalisée, peut permettre à certaines habitations de ne pratiquement pas utiliser de chauffage. C’est notamment le cas de foyers situés sur les régions littorales du sud de la France, où les hivers sont habituellement peu rigoureux. Doubles ou triples vitrages pour les fenêtres, isolants en façade, dans les murs et sous la toiture permettent de conserver les précieuses calories à l’intérieur. Selon l’exposition du logement, les rayons solaires naturellement émis peuvent, par effet de serre, fournir une température confortable.
Mal isolée, une habitation peut perdre jusqu’à 60% de sa chaleur, une énergie gaspillée qui se ressent aussi sur le porte monnaie si les besoins en chauffage sont importants. Avant d’augmenter la puissance de sa chaudière et la température du thermostat, il faut peut-être songer à évaluer l’isolation de son logement. Si les travaux peuvent être coûteux selon le diagnostic, ils sont en grande partie finançables par des aides publiques et crédits d’impôts et permettent de réduire considérablement la facture d’énergie.
Commentaires
J'ai eu l'idée d'un dispositif de chaudière électrique à système vortex d'huile inertiel d'appoint (inspiré d'un coupleur industriel de cimenterie), qui irait bien dans les vallées alpines enfumées, ___Mais je ne suis pas assez bon en CAO et sans imprimante 3D métal pour les développer, d'ailleurs trop vieux pour m'impliquer là dedans. ___C'est donc livré gratos, en OPEN SOURCE :
- https://moteursetgenerateurschaudierespropresturvor.wordpress.com/
Concernant le chauffage au bois, il me semble qu'il serait très intéressant de creuser les rejets des différentes solutions car il y a une grosse différence entre un foyer ouvert traditionnel et une chaudière à granulés à haut rendement type Ökofen ou Hargassner dans laquelle le bois est brûlé à plus de 700°. Malheureusement, je n'ai pas trouvé de sites internet qui comparent de façon impartiale un foyer ouvert, un insert, un poêle à bois ou à granulés, une chaudière à granulés... Si quelqu'un a l'info, je suis preneur !
Il y a le label Flamme verte qui donne des éléments et notamment les valeurs d'homologation : https://www.flammeverte.org/appareils
Par contre pour les NOx dans les chaudières gaz on tend à réduire la température de combustion pour réduire leur production.
"Ainsi, un chauffage électrique classique consomme 1 kWh pour 1kWh de chaleur produite alors qu’une pompe à chaleur génère en moyenne 3 à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée."
Attention pour les PAC aérothermique cela est valable uniquement pour des températures extérieures supérieures à 7 °C.
Plus la température descend sous 7 °C et plus le COP se réduit pour tendre vers un bête chauffage électrique.
Autant dans un logement pas trop bien isolé (classement C ou D en DPE étiquette énergie) cela permet de faire des économies par rapport à un chauffage électrique classique, autant dans un logement Basse Consommation, cela est beaucoup moins vrai puisque le logement requiert assez peu de chauffage (pour ne pas dire pas) pour des températures extérieures supérieures à 7 °C.
J'ai déjà fait le calcul pour un logement Basse Consommation, la production de particules d'un poêle à pellets n'était pas supérieure à celle d'une solution PAC aérothermique.
Je sais cela peut paraître étonnant mais c'est pourtant la réalité :
-un poele flamme verte 7* performant produit 17mg/kWh de PM10 avec un rendement de 95 % soit 18 g PM10 sur l'année pour 1000 kWh en besoin,
- la PAC qui va toujours fonctionner à des températures où son COP sera proche de 1 sera à l'origine de la production de 32 g PM10 (selon valeur du site cité précédemment).
Compte-tenu des moments de fonctionnement, la PAC fera toujours appel aux moyens de pointe thermiques.
Pour rappel nous disposons depuis quelques années du COP saisonnier (ou de l'ETAS, son équivalent en énergie primaire), donnant une bien meilleure vision du rendement d'une PAC sur un an.
Il me semble qu'il n'y a sur le marché presque aucune PAC dont le rendement tomberait proche de 1, même pour des températures négatives.
Pour bénéficier du crédit d’impôts il faut en tout cas un ETAS > à 111%, voir à 126% en basses températures, ce qui donne un Cop annualisé minimum de 2.86, voir plus de 3 en basse températures (auxiliaires inclus).
Je suis tout à fait favorable au chauffage par poêle à pellet, qui me semble une bonne solution en particulier pour les petits logements, cependant, si on regarde objectivement les émissions de Nox et particules, c'est nettement plus élevé que pour une chaudière gaz...
Et l'utilisation de la méthode marginale pour évaluer les émission d'un chauffage électrique, en considérant 100 % d'électricité d'origine thermique me semble contestable, surtout dans un contexte ou les centrales thermiques représentent moins de 12% de la production d'électricité, et où on envisage un mix intégrant beaucoup plus de renouvelables.
@Seb
Pour la méthode marginale c'est bien celle utilisée pour les DPE étiquette climat.
Vous semblez ignorer que dans un logement BBC les besoins en chauffage sont réduits et se produisent quasi exclusivement le matin à la remontée en température donc au moment où l'air extérieur est le plus frais. Que ces besoins sont quasi nuls au dessus de 7 °C extérieur.
Donc introduire le coefficient saisonnier calculé pour des logements RT2005 est pour hors sujet.
Donc dans les faits la différence de consommation entre une PAC aérothermique et des radiateurs électriques ou une batterie électrique sur le soufflage de la VMC double flux est minime par le calcul et en réalité.
"cependant, si on regarde objectivement les émissions de Nox et particules, c’est nettement plus élevé que pour une chaudière gaz…" les dires c'est bien les preuves c'est mieux mais je ne vois rien...
@Christophe
Pour votre information, la méthode utilisée pour le DPE n'est pas la méthode marginale... On compte 180g/kWh en chauffage, ce qui est loin de 600 de la méthode marginale ADEME / RTE.
Pour les cours de thermique du bâtiment je vous remercie, mais vous dites n'importe quoi... Certe le fonctionnement de bâtiment BBC réduit la consommation d'énergie et baisse la température ou le chauffage n'est pas nécessaire, cependant le rendement de PAC aérothermiques modernes est au dessus de 2 même par des températures négatives (ps: moi j'ai participé à l'intrumentation de bâtiments... et j'ai vraiment regardé le rendement des PAC dans des bâtiments ré-isolés)...
Pour les Nox, je ne vous vois pas avancer grand chose de plus que des dires... mais ce n'est pas un secret que la combustion de la biomasse émet des pas mal de Nox, en particulier du fait que le bois contient des molécules azotées, à la différence des hydrocarbures.
@Seb
C'est bien la méthode marginale mais elle intègre le fait qu'une partie du chauffage est couvert par le nucléaire, cette valeur de 600 c'est pour les seuls moyens thermiques.
Par contre pour un BBC le besoin donc les appels de puissance vont avoir lieu au moment des pics de conso. (à partir de 6 h du matin) et ils seront couverts uniquement par des moyens thermiques, c'est pour cela que dans le label E+/C- on prend 210 gCO2eq/kWh.
Pourquoi vous ne sortez pas le résultat de vos instrumentations ?
Donc à -2 °C la PAC peut sortir 2 kW de puissance de chauffe en consommant 1 kW d'électricité pour le fonctionnement du groupe mais il faut ajouter l'appoint qui permet d'éviter l'apparition de givre de l'ordre de 600 W. Donc si fonctionnement pendant 2 h pour obtenir 4 kWh pour remonter la température et pour le besoin journalier, on a conso. 1,6 kW pendant 2 heures soit 3,2 kWh (soit une performance globale de 1,25 !).
Soit 20 % de moins q'un banal chauffage électrique pour un investissement plus important et 8,3 en primaire contre seulement moins de 4,5 kWh pour du bois ou du gaz.
Et en CO2 il n'y a pas photo avec un net avantage pour le bois.
Idem en polluants du fait des moyens thermiques.
Et donc on en revient au même, c'est bien l'usage qui fait la pollution bien plus que les systèmes.
Donc un poele à pellets dans un logement BBC sera moins émissif qu'une solution tout électrique dans le même logement avant rénovation (passoire thermique). Au final la même chose que la voiture.
Ok pour la conclusion : il vaut mieux chauffer une maison bien isolée aux énergies renouvelables que des passoires thermiques à l'électrique !
Pour le reste, vous coupez les cheveux en 4... et vous dites certaines erreurs ...
Par définition la méthode marginale prend le dernier moyen de production selon le merit order, donc en hiver les moyens thermiques à flamme.
http://www.i-care-consult.com/opinions/contenu-co2-de-lelectricite-methodes-objectifs/
Pour le rendement des PAC, il est compté avec auxiliaires (pompes...) et dégivrage... La PAC n'est pas toujours pertinente, mais affirmer qu'en dessous de 7 degrés le COP est proche de 1 est une erreur.
@Seb
Pour mémoire j'ai écrit "Plus la température descend sous 7 °C et plus le COP se réduit pour tendre vers un bête chauffage électrique." et pas ce que vous m'attribuez.
Donc finalement on est d'accord :
1- il vaut mieux isoler les logements,
2- la PAC n'est pas toujours pertinente (mais c'est bien ce que je dis depuis le départ, attention aux idées reçues sur les PAC pour les BBC).
Après vous pouvez faire le professeur si vous voulez avec vos annotations en rouge, le fait que si pour le chauffage électrique on considère 180 ou 210 g CO2eq/kWh cela vient bien de la méthode marginale.
"Outre les particules fines, on retrouve ainsi des Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), du monoxyde de carbone (CO), des composés organiques volatils (COV) et des Oxydes d’azote (NOx)."
Vous attribuez cela uniquement à la combustion du bois et du fioul mais c'est aussi valide pour le gaz (et donc le biogaz) : https://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=15568#c9710+c9709+c9711+c9713
Ce n'est pas un hasard si les chaudières devront être bas NOx en septembre 2018 : https://www.mychauffage.com/blog/la-chaudiere-bas-nox
"Une chaudière gaz dite « Bas Nox » est une chaudière dont les émissions d’oxydes d’azote sont limitées afin de protéger l’environnement. Elles intègrent un nouveau type de brûleur qui va diminuer la température de la flamme lors de la combustion. Ce système permet de réduire la formation de NOx de près de 90%." et "un taux d'émission d'oxydes d'azote inférieur à 56mg/kWh (dès septembre 2018)".
http://www.journaldelenvironnement.net/article/gaz-naturel-une-etude-sur-les-particules-emises-lors-de-la-combustion,15503
""Si des particules de taille comprise entre 1 et 10 nanomètres (nm) de diamètre se forment lors d’une combustion de gaz d’une chaudière à condensation, leur concentration est faible, de l’ordre de 0,1 milligramme par normo-mètre cube (mg/Nm3) du fait de leur oxydation dans la zone de la flamme."
Donc comme pour la voiture, plus que le système c'est l'usage qui pollue.
A ce titre pour 56 mgNOx/kWh dans un pavillon type 80 m² et en DPE D, on a 190 × 80 × 56 = 851 g / an.
Pour un véhicule diesel conforme à l'Euro 6 en circulation avec au maxi. 80 mg/km il faudrait 10 638 km pour produire la même masse.
Euro6 en labo, avec des tests truqués, des voitures neuves, des températures et une favorables, ou bien Euro6 réel, mesuré en conditions réelles d'utilisation, à température réelle, avec une voiture prise dans le parc réel, entretenue normalement ...?
Ensuite peut-on comparer des polluants émis au ras de la chaussée, sous le nez de nos enfants, avec ce qui sort de cheminées ? Les bruleurs bas Nox, même si la norme ne baisse à 56mg / nm3 que cette année, sont généralisés depuis longtemps, et reposent sur des systèmes simples et robustes.
PS : avez vous évalué les émissions de particules fines des pneus et freins des chaudières ;-) ?
@Seb
J'ai bien dit en circulation. Des chaudières gaz qui recrachent à hauteur du nez des passants, il y en a à la pelle via les ventouses.
si c'était généralisé, comment expliquez-vous que les fabricants ont revu de fond en comble leurs gammes et ont fait disparaître de nombreux modèles ?
Les faits sont là et sont ténus, il faut juste les regarder en face et ne pas succomber à l'idéologie.
Vous dites en circulation, mais vous faites votre calcul sur la norme Euro6 (80mg/km), dont on sait qu'elle ne représente pas la réalité des émissions en conditions réelles....
@Seb
Il y a bien de véhicules qui respectent cette valeur en circulation.
Confirmez oui ou non que les chaudières gaz produisent :
- des particules,
- des NOx ?
parce que c'était bien mon propos initial pour corriger un manque dans l'article qui laissait à penser que ce n'était pas le cas.
https://www.automobilwoche.de/apps/pbcsi.dll/bilde?Site=CG&Date=20180423&Category=NACHRICHTEN&ArtNo=304239978&Ref=AR&MaxW=900
Moi je dis juste, faites attention, si vous comparez ce qui sort des pots d'échappement et ce qui sort des cheminées, sans mise en perspective, vous risquez de dire des bêtises...
Par ailleurs, appliquer les mêmes grilles de lectures au chauffage et aux bagnoles, ça risque de remettre en question le chauffage au bois (alors même que les progrès fais sur les nouveaux équipements ont permis de baisser de façon très importante les émissions en valeur absolue, tout en augmentant leur part dans le mix énergétique).
Et parler des polluants locaux, sans se préoccuper du CO2 c'est aussi une erreur à mon sens...
Sinon, d'accord avec vous pour isoler, et globalement pour tout ce qui peut aller vers une réduction des consommations.