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 ?)

                               Retour Index                               Annexe P1 (calculs)              Annexe P2 (global)          Annexe P3 (graphe)

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