L’eau chaude en mode 2.0

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Successeur de l’antique cumulus électrique, le ballon d’eau thermodynamique (BET) ne présente que des avantages. Il est économique, écologique, efficace et répond aux exigences de la Réglementation thermique actuelle, la RT 2012. Des qualités qui l’ont imposé dans les maisons neuves.

Depuis l’application de la Réglementation thermique 2012 le ballon d’eau thermodynamique ou BET a fait une entrée remarquée dans la maison neuve. Pourvu d’une petite pompe à chaleur qui récupère les calories de l’air ambiant ou extérieur pour chauffer l’eau, cet appareil cumule les atouts : pas cher, il trouve facilement sa place dans la maison, permet de faire d’importantes économies d’énergie. Avec lui, les maisons respectent l’une des exigences majeures de la réglementation thermique actuelle la RT 2012 : recourir obligatoirement à une source d’énergie renouvelable.

Comment ça marche ?

Un ballon thermodynamique, c’est un cumulus classique (200 à 300 litres) sur lequel on a greffé une pompe à chaleur qui se charge de récupérer les calories dans l'air intérieur ou extérieur pour chauffer l'eau contenue dans la cuve.

La pompe à chaleur au cœur de l’installation. Un fluide frigorigène circule entre deux échangeurs (évaporateur et condenseur). Soumis à des cycles successifs de détente (refroidissement) et de compression (échauffement), le fluide transfère ses calories à l’eau du ballon, via le condenseur qui entoure la partie basse de sa cuve. En cas de puisage important et exceptionnel, une résistance électrique prendra le relais pour subvenir à vos besoins. Des panneaux photovoltaïques peuvent se substituer à l’électricité du réseau pour alimenter la résistance de la cuve.

La bonne étiquette
Les chauffe-eaux thermodynamiques ont leur propre étiquette d’efficacité énergétique. Cette identification de la consommation énergétique permet de choisir les modèles les plus écologiques et économiques. Les pictogrammes résument les caractéristiques du modèle : la capacité de soutirage (de M à XL), la classe énergétique (A ou A +), le niveau acoustique, la consommation annuelle en énergie finale, l'adaptation heure creuse et le profil de soutirage.

Avec quel appareil associer son ballon d'eau chaude ?

Le ballon thermodynamique ayant obtenu son titre V (agrément dans le calcul dans le moteur de calcul de la RT 2012), il répond à l’obligation réglementaire de faire appel à une énergie renouvelable au même titre que des panneaux photovoltaïques ou une pompe à chaleur classique. Le BET peut s’intégrer à toutes les configurations énergétiques. Mais le plus souvent, il est associé à une chaudière à condensation. C’est la solution recommandée lorsque la maison est raccordée au réseau de gaz naturel. La chaudière n’assure que la fonction chauffage mais peut aussi prendre la relève en cas de besoin. L’investissement est compris entre 4.500 à 7.000 € chauffage compris !

Êtes-vous un gros consommateur d’eau chaude ?
Les besoins annuels en eau sont en moyenne de 120 m3/an pour une famille économe. En revanche, ils peuvent monter à 200 m3/an dans un foyer moins rigoureux. Dans quelle catégorie vous situez-vous ?
> Prenez-vous plutôt des bains ou des douches ?
1 bain = 135 l /1 douche = 40 à 80 l.
Si vous préférez les douches, en prenez-vous une ou deux par jour ?
1 douche = 40 à 80 l /2 douches = 80 à 160 l.
> Faites-vous la vaisselle à la main ou à la machine ?
Vaisselle = 25 l /machine = 10 l.
> Combien de fois par jour vous lavez-vous les mains à l’eau chaude ?
1 lavage = 3 l.
Additionnez l’ensemble des litres pour avoir une estimation de votre consommation d’eau chaude par jour. Si vous dépassez 80 l par jour, vos besoins en eau chaude sont élevés et vous devrez adapter
le système de production.

Monoblocs, bi-bloc ou sur air extrait ?

Le ballon monobloc est la solution la plus économique (environ 1.500 €). Une pompe à chaleur intégrée récupère les calories présentes dans l'air ambiant de la pièce dans laquelle il se trouve. Dans ce cas, on l’installe dans un cellier ou le garage isolé mais non chauffé de 20 m3 environ, mais jamais dans une pièce de vie. Le petit bruit permanent de la pompe, aussi léger soit-il, peut occasionner une gêne. Il ne fait pas oublier non plus que les calories captées et transmises à l’eau du ballon abaissent sensiblement la température ambiante !

Le temps de chauffe de ce ballon est de 7 h pour 300 litres. C'est l'un des plus courts du marché. On peur l'accélerer à l'aide d'une résistance en cas de besoin. ww.bosch-chauffage.fr

La solution bi-bloc élimine les désagréments liés au bruit et à l’abaissement de la température. Dans ce cas, la pompe à chaleur est installée à l’extérieur de la maison. Ce type de solution sera envisagée avec une Pac double service (chauffage et eau chaude sanitaire). Comptez 10.000 € environ mais, pour ce prix, vous avez le chauffage et l’eau chaude sanitaire.

Ce chauffe-eau split a été optimisé pour les constructions neuves. www.chaffoteaux.fr

Le chauffe-eau relié à la VMC exploite des calories l’air extrait par la Ventilation mécanique contrôlée (VMC). L’air extrait de la maison devient la source d’énergie quasiment inépuisable. Dans ce cas, le conduit d’extraction de la VMC est relié à au ballon. La pompe à chaleur capte alors les calories de l’air vicié évacué de la cuisine et de la salle de bain notamment. C’est le système le plus performant. L’air délesté de ses calories ressort froid ensuite par une bouche d’aération installée sur le toit ou sur un mur extérieur. A partir de 4.000 €.

Connecté ce ballon est branché sur la VMC. La solution technique la plus performante qui assure le meilleur rendement. www.confort-sauter.com

Coefficient de performance
Comme pour une Pac, l’efficacité d’un chauffe-eau thermodynamique se mesure par le Coefficient de performance (COP). Un Cop de 4 qui signifie qu’il produit 4 kWh d’énergie pour 1 kWh d’électricité consommée. Plus le Cop est élevé meilleures sont les performances. Attention, ce résultat est obtenu en laboratoire dans des conditions idéales, au quotidien le Cop est souvent inférieur. La performance en usage quotidien appelée COP journalier varie selon la température de la pièce dans laquelle est installée la machine, le réglage de la température de l'eau, la régulation électronique du chauffe-eau thermodynamique et l'usage fait du matériel, la consommation d'eau liée au nombre d'occupants, la nature des équipements (baignoire ou douche), l'âge des utilisateurs (les adolescents passent beaucoup de temps sous la douche). Mieux vaut se fier au COP saisonnier qui prend en compte l'évolution de la température de l'air et de la température de l'eau froide tout au long de l'année.

Le chauffe-eau solaire

Et pourquoi ne pas profiter du soleil pour chauffer l’eau sanitaire ? C’est la solution écologique par excellence ! Et avec une consommation moyenne de 17 kW/m2/an, ce système affiche le meilleur rendement qui peut satisfaire à 60 à 80 % des besoins. Mais force est de constater que ce mode de production reste très marginal. Moins de 1 % des maisons en sont équipées.

Ces panneaux solaires hybrides deux en un sont capables de fournir à la fois de l'électricité et de l'eau chaude. dualsun.com/fr

Mode d'emploi. Un chauffe-eau solaire individuel (Cesi) est constitué de capteurs solaires sur le toit reliés à un ballon de stockage. Ce mode de production est envisageable partout en France mais il sera quand même plus performant dans les régions qui bénéficient d’un ensoleillement maximal tout au long de l’année. Dans une région bien ensoleillée deux mètres carrés de capteurs suffisent à couvrir les besoins d’une famille pendant la belle saison. Les rayons du soleil viennent chauffer une vitre sous laquelle est placé un réseau de tuyaux dans lesquels circule un fluide caloporteur. Ce fluide monte en température naturellement et passe ensuite dans le ballon d’eau chaude où il cède sa chaleur à l’eau sanitaire par l’intermédiaire d’un échangeur. Puis il repart vers les panneaux pour un nouveau cycle.

Les capteurs à tubes sous vide. Ce système est le plus efficace. Le vide permet de réduire au maximum les pertes thermiques. Chaque capteur est composé d’une série de tubes en verre spécial à haute résistance. À l’intérieur des tubes, un absorbeur capte le rayonnement solaire. Le Cesi ne pouvant pas couvrir l’intégralité des besoins en eau chaude toute l’année, une alternative doit pouvoir prendre ponctuellement le relais pour assurer le complément en cas de besoin. Comptez sur un investissement initial de 4 000 à 5 000 €.

Quel entretien ?

Le chauffe-eau a une durée de vie moyenne qui varie de 10 à 20 ans. Pour la prolonger, il faut l’entretenir de façon régulière et méthodique. Comme souvent le calcaire est l’ennemi n°1 des ballons à accumulation. Un détartrage tous les 18 mois de la cuve couplé à un contrôle de routine de la pompe à chaleur intégrée s’imposent régulièrement si l’eau est fortement calcaire. Une vérification annuelle de la corrosion et le nettoyage de l'évaporateur du chauffe-eau thermodynamique au moins une fois par an sont aussi recommandés. Ce travail simple à la portée de tous consiste à éliminer les poussières ainsi que tout ce qui obstruer l’arrivée d’air sur la Pac.

L’intelligence artificielle s’invite

Comme pour la plupart des équipements de la maison, les chauffe-eau et chaudières intègrent de la domotique et l’Intelligence artificielle. À la clé, un gain de confort et de performances énergétiques. Les ballons connectés sont de plus en plus pilotables à distance à partir d’un smartphone.

Analyse, mémorisation et adaptation. La grande innovation c’est leur capacité à analyser leur environnement et à adapter leur fonctionnement en fonction des habitudes des familles. Avec l’autoprogrammation ou auto-apprentissage, ils sont capables d’anticiper la plupart des comportements des utilisateurs et donc de produire la juste quantité d’eau chaude au bon moment. Les ballons dotés de cette fonction mémorisent les profils de soutirage utilisés à un moment donné. Par exemple, si les enfants pratiquent des activités sportives le mercredi, plusieurs douches supplémentaires seront nécessaires en fin de journée. En quelques semaines, l’appareil enregistre cette habitude et produit chaque mercredi après-midi la quantité d’eau chaude nécessaire.

Connecté et intellient, ce ballon adaptera sa production en fonction des habitudes de vie des occupants. www.atlantic.fr

Economies à la clé. Cette mémorisation permet d’économiser jusqu’à 15 % d’énergie. « Nous développons de plus en plus l’intelligence artificielle embarquée, activable ou non par les usagers. Elle permet d’optimiser plus finement les consommations énergétiques en fonction des comportements d’utilisation. La connectivité de la maison constitue également un formidable levier pour réaliser des économies d’énergie et participer à la transition écologique », confirme Benjamin d’Erceville, chef de produit connectivité chez Chaffoteaux.