OSENon
La
Maison à Energie Minimum
2-Bilan Energétique
Cette
page présente le bilan annuel de la consommation énergétique de la maison, pour
tous les services suivants utilisant de l’énergie
:
·
Le Chauffage : assuré pour la majeure partie par Pompe à Chaleur 3,5 kW
air /air
et des convecteurs électriques directs (5 kW)
·
L’Eau chaude Sanitaire : assurée par deux chauffe-eau : un 200L standard dans le volume chauffé
et un de 50L alimenté par PV ne fonctionnant qu’en été (*)
·
Les Appareils ménagers : tous électriques et installés dans le volume chauffé (plaque,
four, frigo, télé, LV, LL, congélateur, PC + box, éclairage)
(*) Hors période chaude,
le chauffe-eau reste en service mais l’énergie est dissipée par les parois dans la pièce et assure ainsi le chauffage partiel.
Les bases suivantes sont
utilisées pour le bilan :
·
Occupation 2 personnes 8h/ jour- 1 seul étage chauffé sur sous-sol
isolé semi-enterré et combles perdus
·
Chauffage en permanence
du 5 Octobre au 15 Mai avec intermittence 90% (pour prendre en compte chauffage
à 16°C en absence)
·
Pompe à chaleur COP 2.5 couvrant 2/3
des besoins de chauffage (dans séjour ouvert sur couloir desservant toutes
les pièces avec portes ouvertes en absence)
·
Production ECS 80 Litres par jour durant 335 jours ; Chauffe-eau
solaire PV en été assurant seul le
service durant 50 jours
·
Renouvellement air 0,5 Vol /h des pièces principales (et à partir d’une véranda donc préchauffé)
·
Ponts thermiques
minimisés et étanchéité à l’air renforcée avec minimum d’appareillages électriques sur
murs extérieurs (isolation intacte, pas de courants
air parasites)
· Isolation thermique renforcée : brique Rth 20 cm + PSE 100 mm, 300 mm en combles, vitrages basse émissivité 4/16Ar/4
Equations de bilan :
Energie entrée = Energie sortie (dans la limite du volume chauffé de la
maison)
Energie entrée = Electricité achetée (réseau) + Electricité produite (Photovoltaïque) + Apports Gratuits
Energie sortie = Déperditions Chauffage +
Energie nette pour Eau Chaude + Energie
nette pour AEM
Apports Gratuits = Apport Air Extérieur (PAC) +
Apports solaires Vitrages + Apports occupation humaine +Apports Chauffe-eau + Apports AEM
Energie achetée (réseau)
= Electricité pour Chauffage + Electricité pour Chauffe-eau + Electricité pour AEM
Electricité pour
Chauffe-eau = Energie pour Eau Chaude + pertes parois chauffe-eau et tuyaux (dont partie dans volume chauffé récupérée
pour chauffage)
Electricité pour AEM = Energie pour AEM + pertes (dont majeure partie récupérée pour chauffage)
Nota abréviations :
AEM : Appareils Electroménagers (dont éclairage)
PAC : Pompe à Chaleur
COP : Coefficient de Performance de la PAC (égal à : énergie
fournie/énergie consommée)
Energie nette : énergie brute diminuée des pertes dont majeure partie récupérée pour chauffage (pour appareils dans volume chauffé
lors de la chauffe)
PV : Photovoltaïque
Remarques :
Il est à noter que tout appareil électrique génère de la chaleur et doit
donc, à ce titre, être considéré comme un émetteur de chaleur s’il est installé dans le Volume chauffé :
que cela soit le chauffe-eau électrique qui émet par les parois, les tuyaux
d’eau chaude -isolés ou pas - le réfrigérateur ou le congélateur, la télé, la
box internet,… tout chargeur de batterie et, bien sûr, tout dispositif
d’éclairage quel qu’il soit. Si bien que le chauffage d’une maison isolée devient de plus en plus seulement un complément aux émetteurs électriques existants.
Alors, tout naturellement, pour les maisons correctement isolées et
correctement orientées vers le Soleil, le chauffage électrique n’est
qu’un complément de faible puissance et faible consommation qui devrait, à terme, se
généraliser.
Les émetteurs de chaleur, tels les appareils ménagers ne fonctionnant que de façon intermittente,
et étant répartis dans la maison de façon inégale, il est donc nécessaire
d’avoir, dans chaque pièce, un complément de chauffage avec sa régulation propre pour garder une température constante ;
le radiateur électrique, avec son thermostat individuel, répond bien à ce
besoin. C’est une caractéristique du chauffage électrique qui est un système
dit « chauffage divisé » et non pas
un « chauffage central » avec une chaudière unique (le plus
souvent hors du volume chauffé ce qui
accroit les pertes) et requérant donc des thermostats sur chaque émetteur (ce
qui accroit le coût d’investissement).
Bien sûr, pour le confort, mieux vaut éviter les convecteurs premier prix- purement convectifs et haute
température- et choisir plutôt des appareils au maximum radiatifs.
Pour les AEM et l’éclairage situés dans le
volume chauffé, il n’est pas très rentable de prévoir des équipements basse
consommation - plus onéreux -compte tenu de la récupération d’énergie en période
de chauffe, soit 66% du temps ; pour les équipements dans des locaux
climatisés, par contre , cela est plus justifiable ; pour les chambres
d’enfants aussi , des ampoules basse température ( soit basse consommation)
sont préférables dans tous les cas pour éviter les risques d’incendie.
Pour mesurer la consommation d’un appareil électrique voir chapitre 6
Wattmètre.
Points spécifiques :
·
Ratio jours de chauffage sur jours d’occupation soit 221/335 = 0.66,
d’où récupération de 66 % de tout apport /dissipation d’énergie
dans le volume chauffé (soleil direct, appareils électroménagers, chauffe-eau,
occupation).
·
Bilan vitres quasi équilibré sur l’année : déperditions = apports solaires
grâce à la répartition des vitres 50%
au Sud sans masques, 20 % à l’Ouest
et 30 % à L’Est.
·
Protection surchauffe été avec
toit débordant et volets à battants (en position à l’espagnolette côté
Sud et Ouest en période de canicule, plus sous-sol semi enterré restant frais).
·
Chauffe-eau haut rendement car dans
le volume chauffé au plus
proche des sanitaires.
·
Tous ou quasi AEM installés dans volume
chauffé
Résultats
L’achat total d’énergie est 5051 kWh par an (64 kWh/m2) soit 850€ ;
ceci représente 62 % du total d’énergie utilisée 8093 kWh.
Notez que les
apports solaires sur les vitrages et la
pompe à chaleur évitent chacun 1400 kWh par an soit 200€ /an chacun ; ils représentent chacun
21% des besoins hors intermittence (1400/ (5882/.9)).
Il reste donc 38%
pour l’énergie gratuite par le solaire direct et le Photovoltaïque, la
pompe à chaleur et par l’occupation humaine.
La part d’électricité
achetée pour le chauffage est de 40 % soit 1988 kWh (25 kWh/m2) équivalent à 240
litres de fioul (8.4 kWh par litre si rendement 85%).
L’électricité achetée pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire et l’éclairage est estimée à 4090/78 soit 52 kWh/m2.an (5051 -961 voir P1 g72-g63) soit 600€ / an.
Voir résultats détaillés en Annexes P1, P2 & P3 (liens en bas de page).
Notez que toutes les valeurs de consommation spécifique en kWh/m2.an sont des valeurs en « Energie Finale » ;
en énergie primaire pour l’électricité , il faut multiplier par 2.58 ( qui est le coefficient
de conversion , voir Annexe P4 ) ce qui donne 134 kWh/m2.an pour le chauffage + eau +
éclairage ( 52 x 2.58 ) ; cette
valeur est 2 fois supérieure à 65 kWh/m2.an suivant la RT 2012 ( région
H1b < 400 m altitude) ; la pertinence d’une telle valeur dans la norme est donc
questionnable au vu d’un budget de moins de 600€/an qui serait le double de l ‘exigence de la
norme ?
Il est à remarquer que l’énergie réellement achetée pour le chauffage -2000 kWh par an -
correspond à une puissance moyenne continue de 377 W durant 5304 heures (ou 221
jours période de chauffe) ; c’est l’équivalent de la consommation de 10
ampoules de 37 W (ou environ de 3
circulateurs de chauffage); il serait donc peu «efficient» de faire de lourds investissements pour un si faible besoin.
En conclusion, une telle maison a pour résultats de faibles dépenses d’énergie chaque année pour un faible investissement au départ, ce qui est bon pour le citoyen consommateur car peu de dépenses et peu de pollution générée.
Note:
En gras et soulignés dans le texte sont
indiqués les points essentiels qui sont considérés comme déterminants et /ou caractéristiques pour atteindre la performance ; ces
points concernent soit l’architecture et
la disposition des pièces (Vitrages au Sud, Séjour au Sud , Couloir et SdE au Nord ), soit
les choix techniques ( isolation ,localisation chauffe-eau ) soit les façons
d’utiliser l’énergie ( permanence chauffe , eau chaude
sur PV en été etc…).
Le poêle à bois étant très peu utilisé (5/6 fois par an maxi demi-journée) il est négligé dans le bilan.
Quelques liens complémentaires à titre d’information seulement
https://www.actu-environnement.com/ae/news/rt-2012-bbc-enquete-60-millions-consommateurs-loupes-maisons-neuves-18024.php4 fait pour les consommateurs ?
http://ines.solaire.free.fr/masquefenetre.php calcul apports solaires vitrages (prendre
surface réelle de vitre ?)
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P2 (global) Annexe P3 (graphe)
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