Hybridation et multi-énergie, solution d’aujourd’hui et de demain

(c) Boostheat

Les systèmes hybrides ou bi-énergie ont plutôt le vent en poupe et surtout un vent d’avenir. L’optimisation des consommations de ces systèmes repose sur l’utilisation de l’énergie de chauffage la plus performante thermiquement ou économiquement. Utiliser une énergie renouvelable et une énergie gaz est une des solutions, mais ce n’est pas la seule.

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La solution la plus répandue, l’hybride chaudière gaz et PAC électrique
En termes de solution hybride, l’association la plus répandue est « chaudière et pompe à chaleur », soit une énergie fossile gaz et l’énergie électrique, l’ensemble fournissant l’énergie thermique. Mais sont qualifiées d’hybrides ou de bi-énergie des solutions basées sur d’autres couplages d’énergie, les trois principaux étant : chaudière à condensation gaz et solaire thermique, chaudière biomasse avec gaz et solaire thermique, chaudière condensation gaz et pompe à chaleur.

Ces solutions sont également multi-usages (chauffage, climatisation, ECS…) et selon de nombreuses sources, dont l’Ademe, elles se placent aujourd’hui parmi les plus pertinentes d’un point de vue énergétique, environnemental et économique. Tout simplement parce que le système, grâce à sa régulation, va choisir de prendre la meilleure énergie au meilleur moment, pour générer le plus souvent de la chaleur pour le chauffage et l’ECS. Ces solutions sont applicables aussi bien pour le tertiaire, au travers de solutions multi-usages, que pour le collectif, notamment pour les solutions d’ECS. Il convient d’ajouter que la stratégie énergétique dictée par les réglementations actuelles et futures ouvre de toute évidence la voie à la complémentarité des énergies et donc à ce type de solution.

Une nouvelle technologie PAC et gaz
Certains acteurs ont fait de l’hybridation un choix stratégique, tel Boostheat, qui a lancé il y a un peu moins d’un an une chaudière qui repose sur une PAC à fluide frigorigène C02 animée par un compresseur à combustion externe. « Notre compresseur thermique est une véritable innovation, il utilise la chaleur de la combustion du gaz, naturel ou propane, pour compresser le fluide », souligne Luc Jacquet, CEO et cofondateur de Boostheat. Le moteur électrique utilisé pour la compression dans le cycle de la PAC est ainsi remplacé par une compression thermique issue de l’innovation Boostheat.

C’est une technologie qui est annoncée robuste par ses concepteurs car sans travail mécanique, donc sans entretien, sans bruit et très performante, avec un rendement allant jusqu’à 200 %.

La solution permet d’adresser le marché de la rénovation du logement individuel et du petit collectif jusqu’à 50 kW avec une mise en cascade de deux, voire trois chaudières. Pour le particulier, elle permet de garantir l’intérêt économique en divisant par deux les consommations d’énergie, tout en réduisant son empreinte écologique.

« À moyen terme, nous prévoyons l’arrivée sur le marché d’une solution plus puissante pour des besoins allant de 50 à 250 kW, dans le tertiaire notamment, souligne Luc Jacquet. Par ailleurs, nous avons déposé en mars 2019 un brevet pour une technologie permettant la cogénération, et pour certains marchés comme l’Allemagne ou la Suisse, nous étudions une version avec un couplage solaire. »

Boostheat.20 avec, en partie basse, la PAC gaz, en partie haute, le ballon de 65 l et chaudière à condensation.

Bi-énergie avec de l’électricité renouvelable
« L’association la plus répandue reste la combinaison d’une chaudière gaz et d’une PAC, mais il est aussi possible de coupler une chaudière alimentée au propane avec une PAC. Se développent également des systèmes bi-énergie reposant sur de l’électricité renouvelable ; peuvent être ainsi disponibles des solutions complètes avec panneaux photovoltaïques qui produisent de l’électricité renouvelable autoconsommée par des systèmes de production d’ECS basé par exemple sur un chauffe-eau thermodynamique, ou encore alimentant une PAC qui assure chauffage et ECS », souligne Marc Ruch directeur Marketing chez Viessmann France. Ensuite, la combinaison solaire thermique et gaz est surtout répandue sur les installations en collectif.

Une offre qui s’étoffe sur le marché de la rénovation et se renouvelle en logement individuel.
« Sur ce segment, nous avons une solution pour l’ECS qui consiste à préchauffer par un ballon thermodynamique situé en partie basse de la solution hybride, avant de passer par la chaudière murale à condensation pour atteindre sa consigne de température. Cette configuration permet un grand confort sanitaire avec un maximum d’économies, grâce notamment à la récupération des calories dans l’air, et en période estivale, l’utilisation de la chaudière n’est plus forcément nécessaire », développe Marc Ruch de Viessmann. Par ailleurs, la chaudière murale à condensation assure la production de chaleur pour le chauffage.

Chaudière hybride Vitocaldens 222-F.

Pour le spécialiste allemand Vaillant, les solutions hybrides sont également citées dans la pluralité des solutions décrites dans le « guide collectif et tertiaire » qui vient de paraître. On retrouve bien entendu les solutions chaudière à condensation et solaire, mais aussi un volet important sur des solutions bi-énergie avec de l’autoconsommation photovoltaïque et des possibles mixtes d’énergie pour des puissances jusqu’à 720 kW de besoins de chaud.

Daikin a également étoffé et renouvelé son offre sur ce sujet, essentiellement pour le marché du logement particulier en neuf et en rénovation.

Les systèmes hybrides sont donc prêts, il reste à ce que les réglementations à venir, les volumes à installer et les incitations financières soient au rendez-vous pour leur donner un véritable élan sur le marché français.

Jean-François Moreau


3 questions à…

Fabio Gregori, responsable Produits & Réglementation, Chaffoteaux

PAC hybride Arianext M Hybrid Universal pré-équipée pour se connecter à une chaudière gaz à condensation.

Qui y a-t-il de nouveau dans votre gamme de système dit hybride ?
Fabio Gregori – Chaffoteaux a été un des premiers acteurs des solutions hybrides, depuis l’introduction de la Talia Green Hybride en 2011. Depuis, a été développé en 2017 l’Aquanext OPti 110, une solution combinant en série une chaudière et un chauffe-eau thermodynamique pour optimiser les caractéristiques de chaque générateur. En 2018, la combinaison d’un chauffe-eau électrique et d’une petite pompe à chaleur a permis de proposer le Lydos Hybrid dans la gamme Ariston, le premier chauffe-eau électrique en classe A.

Quel futur voyez-vous à ces solutions ?
F. G. – Aujourd’hui, Chaffoteaux a déjà constitué une gamme de solutions hybrides « PAC + chaudière gaz », « CETHI + chaudière gaz » et « solaire + chaudière gaz » qui répond aux besoins du marché. Un gros effort est en cours pour rendre ces solutions plus simples à piloter grâce à la connectivité et à la possibilité d’interopérabilité avec des dispositifs de domotique. Les règles de la future réglementation RE 2020 n’étant pas encore clairement définies, il est difficile de dire si les solutions hybrides vont devenir le standard dans le monde du collectif. De fait, aujourd’hui, c’est principalement le marché de la maison individuelle et du petit collectif qui est concerné, avec la combinaison PAC+ gaz en particulier, qui répond parfaitement aux besoins de la rénovation.

Les solutions de chauffage et ECS d’ici 3 à 5 ans, quels en sont les contours ?
F. G. – La tendance est vers des dispositifs de plus en plus connectés, capables de s’autoréguler et de communiquer des informations permettant la maintenance prédictive. Pour ce qui concerne le vecteur gaz, le défi est d’étendre le fonctionnement des chaudières à l’utilisation des combustibles verts comme le biométhane et les mélanges de méthane et d’hydrogène.

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