FORMATION
Install Magazine 967 – février 2020
Chauffage électrique pour petites habitations
Volta participe à un projet pilote à Huldenberg
L’objectif du projet est à la fois de réduire les émissions pendant l’utilisation et la consommation d’énergie pendant le processus de construction.
Housing 4.0 Energy comprend des projets pilotes dans quatre pays, dont la Belgique. (Source : Housing 4.0 Energy)
Pour chaque projet pilote, un certain nombre d’habitations intégrant des systèmes de mesure sont construites et effectivement mises en service. (Source : Housing 4.0 Energy)
Une grande partie du parc de logements en Europe est inadapté à l’usage actuel : de nombreuses maisons sont trop grandes et non efficace énergétiquement. En optant pour des habitations plus petites et plus écoénergétiques, l’on peut économiser beaucoup d’émissions de CO2. Le projet européen « Housing 4.0 Energy » a été mis en place pour développer de tels types de logements. Des projets pilotes sont en cours dans quatre pays : Pays-Bas (Almere), Allemagne (Schwäbisch Gmund), Irlande (Carlow, Kilkenny et Wexford) et Belgique (Huldenberg). Nous regardons de plus près la contribution belge à ce projet.
Mesures en pratique
Les projets pilotes incluent systématiquement une configuration de test. Un certain nombre de maisons d’essai intégrant des systèmes de mesure sont en cours de construction et seront effectivement habitées. Les mesures doivent ensuite fournir des données sur la façon dont les différents concepts fonctionnent dans la pratique. Chaque site a une approche différente : de petites maisons passives sont construites à Almere, des maisons étudiantes à Schwäbisch Gmund et, à Huldenberg et en Irlande, ce sont de petites habitations sociales, pour le cas belge revalorisant un camping aux résidences permanentes.
Économique, reproductible et abordable
Il y a deux priorités dans la conception des maisons. La première est évidente : réduire les émissions de CO2. L’objectif est de les réduire de 60 % par rapport à une maison conventionnelle. Cela concerne non seulement les émissions provenant de la consommation énergétique, mais également des émissions de CO2 intégrées. Ces dernières font référence à la consommation d’énergie qui a été nécessaire pour produire les matériaux de construction et les transporter sur le site.
Une deuxième priorité est la reproductibilité. En effet, il existe un grand besoin pour de telles maisons et la production en série est alors recommandée. L’intention est d’arriver à la conception d’une série d’éléments modulaires parmi lesquels le résident peut choisir. Une plateforme « open source » est en cours de développement à cet égard. Elle sera accessible à tous après le projet. Une conception 3D est ensuite réalisée sur la base de ces choix. L’exécution se fait en atelier et les éléments préfabriqués sont transportés sur site.
Les économies d’échelle du préfab sont importantes pour l’idée sous-jacente, à savoir l’abordabilité. Le groupe cible du projet est constitué de familles mono- ou biparentales au revenu plutôt limité, comme les retraités ou les étudiants. Le prix global doit donc être correct. C’est la raison pour laquelle des maisons compactes ont été choisies : le besoin d’espace de vie est de toute façon limité et en construisant plus petit, on peut réduire la facture.
Solution écoénergétique pour les résidents de camping
Le partenaire belge du projet est Volta, le centre de connaissances en génie électrique. La mise en place des essais fait partie de la revalorisation d’un camping abritant des résidences permanentes à Huldenberg dans le Brabant flamand. Il s’agit au total de 6 logements. De petites unités individuelles d’une superficie de 50 m2 pour la petite version, et de 70 m2 pour la grande. Bien que la combinaison des unités en maisons multifamiliales soit énergétiquement plus favorable, Volta a opté pour des constructions individuelles. Cela a tout à voir avec le mode de vie existant, à savoir un camping avec des mobile-homes individuels, chacun sur sa propre parcelle.
Volta étudiera trois concepts énergétiques, qui seront chacun construits en deux exemplaires identiques. De cette façon, plus de données de mesure seront disponibles. Également, toute différence de consommation due au mode de vie des résidents pèsera moins dans la balance. Chaque concept fait usage d’une méthode de chauffage différente : deux habitations sont à chaque fois construites avec une pompe à chaleur air/eau, deux avec des panneaux à rayonnement infrarouge direct et deux avec des chauffages à accumulation.
La première variante est à peu près la solution standard. Les pompes à chaleur air/eau font partie de l’état de l’art dans les maisons éconergétiques. Ce projet permet d’étudier leurs performances dans les très petites habitations. Pour les deux autres concepts, Volta a spécifiquement opté pour des techniques moins courantes. Le but est de constater dans quelle mesure elles ont du sens ou non pour cette application. Par la même occasion, cela donne une idée de la manière dont la consommation d’énergie se situe par rapport à une technique connue.
Bien que le rendement d’une pompe à chaleur soit en principe supérieur à celui du chauffage électrique direct, ce dernier présente encore des avantages qui se reflètent principalement dans les très petites habitations. L’installation par exemple est plus aisée ; aucune unité extérieure ou système de distribution hydraulique n’est requis. Les panneaux rayonnants ou poêles occupent aussi moins d’espace. Ce qui ne doit pas être sous-estimé dans ce contexte-ci. En outre, les panneaux rayonnants sont un système très facile à utiliser et flexible face à des besoins changeants. Par contre, l’avantage des radiateurs à accumulation est qu’ils s’inscrivent mieux dans le concept de maîtrise de la demande de chaleur en faisant face aux pics de production d’électricité verte.
L’idée sous-jacente est que la transition énergétique entraînera une plus grande électrification du chauffage. Volta souhaite donc collecter des données sur les performances des différents systèmes de distribution. Afin de déterminer si les avantages d’un système direct l’emportent avec une consommation plus élevée par rapport à une installation de CC à eau traditionnelle.
Le refroidissement n’a pas été pris en compte dans les concepts énergétiques, non plus pour les pompes à chaleur. Les simulations informatiques réalisées lors de la conception ont montré que le nombre d’heures de surchauffe restait très limité, et que cela pouvait facilement être compensé par une ventilation naturelle à travers les fenêtres.
Début à l’été prochain
Les modules devraient être installés au cours de l’été, afin de pouvoir commencer la campagne de mesures à partir de la prochaine saison de chauffage. Les données sont collectées par TU Delft, qui enregistre également les données des projets pilotes en Allemagne et aux Pays-Bas. Toutes les mesures sont effectuées au même format, afin que les résultats des différents sites puissent être bien comparés. En outre, les résidents reçoivent une explication du fonctionnement de l’installation. Cela est nécessaire pour éviter que les données de mesure soient inutilisables en raison d’une utilisation incorrecte ou inefficace par les résidents. TU Delft maintiendra également des contacts étroits avec les résidents pendant la campagne de mesure pour recueillir leurs expériences. Ceci est particulièrement pertinent pour l’évaluation du confort, un aspect difficile à quantifier.
Tout cela devrait apporter plus de clarté sur le système le mieux adapté selon les cas. Les chercheurs de Volta ne s’attendent pas à ce qu’une méthode particulière soit absolument la meilleure. Il s’agit plutôt de cartographier les avantages et les inconvénients et l’impact environnemental des différentes techniques. Les résultats seront ensuite diffusés dans toute l’Europe dans le cadre du projet européen. Ils serviront ensuite de base pour faire des choix de conception justifiés lors de la construction de maisons éconergétiques.
Par Alex Baumans
