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Chauffe-eau thermodynamiques au banc d'essai



La recherche de la performance énergétique pour la production d'eau chaude sanitaire (ECS) entraîne la mise en place de solutions plus efficientes, comme les chauffe-eau thermodynamiques.

Présentés comme une alternative aux chauffe-eau solaires individuels, les chauffe-eau thermodynamiques sont en théorie plus performants. Une étude du Costic a montré pourtant qu'ils affichent, à l'usage, des performances quasiment identiques. 

La recherche de la performance énergétique pour la production d'eau chaude sanitaire (ECS) – poste qui sera dans le logement, avec la mise en place de la nouvelle réglementation thermique, davantage consommateur que le poste chauffage – entraîne la mise en place de solutions plus efficientes. Les chauffe-eau thermodynamiques sont présentés comme tels. Présentés comme une alternative au classique cumulus, ces équipements, s'ils sont correctement dimensionnés et mis en œuvre, sont en capacité d'apporter, d'après les fabricants, jusqu'à 70% des besoins en eau chaude sanitaire. Leur principe de fonctionnement est calqué sur celui d'une pompe à chaleur aérothermique. La Pac récupère les calories contenues dans l'air ambiant ou l'air extérieur, selon les cas, pour les diffuser dans un fluide frigorigène, lequel passe ensuite dans un compresseur afin d'augmenter encore sa température. Le fluide cède ensuite ses calories à l'eau du ballon par le biais d'un échangeur.

Simple à installer

Pour ces systèmes, les fabricants annoncent un coefficient de performance (cop) jusqu'à 4, soit une consommation théorique de 1 kW d'énergie pour une production de 4 kW. Le maintien de la température constante de l'eau étant assuré par la résistance électrique additionnelle. Ils peuvent également être raccordés à une chaudière ou à une installation solaire au travers d'un échangeur interne. Certains systèmes sont couplés à des VMC. Dans ces procédés, l'air extrait des pièces de service (cuisine, salle de bains, WC...) _ air qui possède un potentiel énergétique important _ est envoyé vers le chauffe-eau thermodynamique, avant d'être rejeté à l'extérieur. L'objectif étant de prélever le surplus d'énergie que l'air contient pour chauffer l'eau sanitaire. Pour ces promoteurs, les chauffe-eau thermodynamiques présentent l'avantage par rapport à une solution solaire thermique d'être plus simples à installer – en raison notamment de l'absence de capteurs sur le toit.

Performances réelles

Pour autant, subsistaient encore des incertitudes sur leurs performances une fois installés. De fait, les fabricants, à l'image des constructeurs automobiles, testent leurs produits dans des conditions de fonctionnement idéales. Se pose alors la question de leur performance réelle dans des conditions réelles d'utilisation. Pour y répondre, le Costic a mené pendant deux ans, pour le compte de l'Ademe et de la FFB UECF, une étude sur la question. Etude intégrant un volet calculs de consommation sur l'air extrait dans les maisons individuelles – consommations ensuite comparées avec les résultats obtenus avec les installations solaires thermiques et les ballons classiques. Résultat : une différence entre la mesure du Cop constructeur et la performance réelle de l'installation. « L'étude montre que l'efficacité des chauffe-eau thermodynamiques en situation avoisine les 1,8. Cette valeur se dégrade si l'on choisit une température de consigne plus élevée, si la température de l'air est inférieure, air puisé en volume non chauffé ou air extérieur, et si les besoins d'eau chaude sont faibles ». Performance honorable proche de celle d'un chauffe-eau solaire thermique et qui permet quand même de diviser par deux la facture finale.

Baisse de rendement

L'installation proprement dite peut avoir également une influence sur la performance de l'appareil, mais aussi sur le confort des occupants. Par exemple, il est important que ce dernier soit installé dans un local non attenant à une pièce de vie en raison du bruit qu'il peut faire. Idéalement, le chauffe-eau doit être placé dans un local où l'air ambiant ne descend pas en-dessous de 10°C, dans une pièce d'un volume ou d'une surface minimal(e) précisé(e) par la notice (garage ou autre volume non chauffé, ou local avec des dégagements de chaleur comme la buanderie). Les fabricants, eux, estiment que le rendement baisse notablement en-dessous de 5°C. Dans tous les cas, l'appareil doit être installé dans un local qui lui permet de fonctionner au maximum sur le mode pompe à chaleur de manière à éviter le mode relance rapide qui enclenche la résistance d'appoint. Celle-ci ne devant être enclenchée que lorsqu'il y a un changement dans les habitudes, comme une augmentation temporaire du nombre d'utilisateurs. En revanche, il ne doit en aucun cas être installé dans un local chauffé, car le chauffe-eau thermodynamique, en captant les calories, abaisse la température des pièces, d'où une augmentation des consommations de chauffage. Le bénéfice serait alors nul.

Stéphane Miget


15/09/2011

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