POMPES À CHALEUR
Install Magazine 1003 – mai 2025

Chauffer plus intelligemment

Résultats d’une étude sur les régulations intelligentes

L’offre d’électricité verte évolue dans le temps, ce qui se traduit entre autres par de grandes variations de prix. Si nous nous dirigeons vers un chauffage en grande partie électrifié à l’aide de pompes à chaleur, il faudra que ces appareils puissent palier à ces variations. La flexibilité est le mot clé de tout système énergétique du futur. Deux projets d’étude, Thermi-Var et Steev-Smartheating, sont revenus sur la manière dont les installations de PAC pouvaient être utilisées le plus efficacement possible en fonction d’une offre d’électricité variable. Les résultats ont été présentés début février à l’occasion d’un événement organisé par Buildwise, partenaire dans ces recherches.

No flex, no glory

L’introduction de Maarten De Cuyper, président du Conseil d’Administration du Vlaamse Nutsregulator (anciennement VREG), a tout de suite donné le ton : la transition énergétique n’est pas tant un problème de capacité, mais plutôt un problème de flexibilité. Dans le cas de l’énergie solaire et de l’énergie éolienne, les principales sources d’électricité verte, l’offre est variable et peu prévisible. Il convient donc de réguler la demande afin qu’elle corresponde le plus possible à l’offre. C’est déjà le cas dans une certaine mesure grâce au tarif capacitaire, qui vise à atténuer les pics de consommation. Les prix dynamiques peuvent également inciter à déplacer la consommation d’électricité vers certaines périodes. Ceux qui possèdent des panneaux solaires ont également intérêt à consommer eux-mêmes le plus possible leur production. La question qui se pose est la suivante : quel rôle les pompes à chaleur peuvent-elles jouer à cet égard ?

Les projets de recherche Thermi Var (avec Thomas More, Buildwise et Volta comme noyau dur) et STEEV (de Buildwise et Volta) ont tenté de répondre à cette question. Voici en quelques lignes les résultats de ces recherches.

Mieux vaut éteindre que de monter dans les tours

Une stratégie de régulation possible consiste à booster la pompe à chaleur lorsqu’une grande quantité d’électricité verte est disponible. Cette électricité verte est alors stockée sous forme de chaleur en augmentant le régime de chauffe et/ou en alimentant un réservoir tampon. Cette méthode présente toutefois l’inconvénient que le rendement de la pompe à chaleur diminue à mesure que le régime de chauffe augmente. Il faut donc veiller à ce que les gains liés au faible prix de l’électricité ne soient pas réduits à néant à cause d’une perte de rendement.

Il est plus efficace de faire coïncider autant que possible la durée de fonctionnement de l’installation avec les périodes où l’énergie verte est disponible, puis de l’éteindre lorsque l’offre diminue. La pompe à chaleur fonctionne alors de manière optimale et, en l’arrêtant, vous réduisez les pertes à zéro. Cette solution comporte évidemment des risques de perte de confort et ne fonctionne que si la maison a une inertie thermique suffisante pour supporter de longues périodes sans système de chauffage actif. La demande en ECS peut également perturber cela en provoquant la mise en marche de la pompe à chaleur à des moments moins optimaux. Le gain potentiel de cette solution est néanmoins plus important que celui d’un boost.

S’assurer du bon fonctionnement du système

Une gestion intelligente n’aura d’effet que si l’installation fonctionne correctement. Mais si des problèmes se manifestent au niveau des réglages, du système d’émission ou de l’équilibrage hydraulique, ces complications ne vont que s’amplifier au fur et à mesure que l’on va intervenir sur la régulation. Une courbe de chauffe mal choisie peut par exemple annuler le gain potentiel en raison d’un COP plus faible de la pompe à chaleur.

Dans ce contexte, il faut également tenir compte des caractéristiques de la pompe à chaleur en question. Une PAC peut réagir plus rapidement qu’une autre. Une pompe à chaleur peu réactive limite par ex. la capacité à réagir rapidement aux variations de l’ensoleillement. Si on essaie de maximiser l’utilisation de pics au niveau de l’offre, il se peut que le PAC mettre un certain temps avant d’arriver à pleine puissance, passant ainsi à côté de ces pics. Souvent, l’appareil sera encore en train de fonctionner alors que le pic d’ensoleillement sera déjà passé, ce qui se révèle également négatif pour le rendement. L’importance de cet effet varie d’un fabricant à un autre.

La simplicité avant tout

Cela nous amène à nous poser la question suivante: sur base de quel paramètre faut-il de préférence piloter une pompe à chaleur ? On peut, par exemple, utiliser sa propre production d’électricité solaire en démarrant la pompe à chaleur lorsque la régulation détecte une injection dans le réseau. Cette solution n’est toutefois envisageable qu’avec une pompe à chaleur très réactive, comme on l’a expliqué plus haut. Une autre solution consiste à activer l’installation sur base des prévisions météo, mais il faut alors tenir compte du fait que ces prévisions ne sont jamais exactes à 100%. La précision peut être optimisée en utilisant des prévisions à plus court terme. Des études pratiques démontrent néanmoins qu’il est déjà possible de surmonter pas mal d’obstacles avec une simple régulation par horloge. Les heures d’ensoleillement et les pics de consommation sont relativement prévisibles. Une régulation par horloge sur base de modèles escomptés permet déjà d’atteindre un bon résultat. De meilleurs résultats peuvent bien entendu être atteints avec des stratégies plus poussées, mais le gain en termes de rendement reste limité.

Quel est l’apport de la régulation ?

La question ultime reste donc la suivante : qu’apporte réellement la régulation ? L’impact de la gestion intelligente de la pompe à chaleur sur la tarif capacitaire reste limité : des études démontrent qu’il serait d’environ 120 euros par an. En effet, une pompe à chaleur n’entraîne généralement pas de pics importants. Bien qu’elle soit une grande consommatrice de kWh, une pompe à chaleur affiche une longue durée de fonctionnement à une puissance limitée. L’impact de la recharge d’un véhicule électrique sur la puissance de crête est beaucoup plus important. Plus l’effet de la flexibilité de la tarification de l’électricité croît, plus le gain va naturellement augmenter. Si on utilise un tarif dynamique, le potentiel est beaucoup plus élevé, car on peut aussi profiter au maximum des prix bas de l’électricité. En combinaison avec des panneaux photovoltaïques, le gain potentiel est encore plus grand, grâce à l’optimisation de la consommation d’énergie. L’addition de tous ces effets rend le tableau financier plus intéressant.

La conclusion est qu’une pompe à chaleur offre des possibilités de gestion flexible, même avec des interventions relativement simples. La structure tarifaire du coût de l’électricité va ensuite déterminer dans quelle mesure cela va se traduire par une analyse de rentabilité.

Par Alex Baumans