Lorsque j’ai acheté cette petite
ferme, en Périgord, j’avais un gros travail de restauration à
effectuer. Reprises de maçonnerie, de charpente, couverture, sols,
électricité, plomberie …
Un des points délicats était le chauffage ; c’est aussi un poste
coûteux, mais indispensable si l’on veut, comme moi - après 15 années
passées aux Antilles ou en Afrique - disposer d’un bon confort …
Mon objectif était, pour des raisons à la fois économiques et d’intérêt
personnel, de fabriquer mon installation de chauffage. Je voulais une
installation composée d’éléments et de systèmes
simples,
donc fiables. Voici mes choix, et quelques éléments sur mon
installation. Elle n’est pas totalement achevée, il me reste la partie
solaire à installer, mais tout est en place pour l’accueillir et les
panneaux attendent le printemps prochain …
Emetteurs :
Sur le plan « émission », j’ai choisi le plancher chauffant dans la
plus grande partie de la maison, pour des raisons de confort
essentiellement et aussi parce que cela supposait une
installation « basse température » plus compatible avec une pompe à
chaleur (meilleur rendement). Comme je devais refaire à neuf les sols,
autant prévoir un PC dès le départ.
Le départ des boucles du PC.
J’ai réalisé moi-même l’isolation avec des plaques de mousse
polyuréthane, puis le calepinage des tuyaux achetés sur internet (6
boucles d’environ 100m chacune), puis enfin j’ai coulé un béton autour
des tuyaux … L’affaire était faite, pas si compliqué que ça …
L’eau qui circule dans le plancher chauffant provient d’une cuve
tampon, dont je parlerai plus bas. Pompage par un circulateur dans la
cuve d’eau chaude, régulation au moyen d’un boîtier Thermador Automix
30Q (avec horloge, thermostat extérieur et thermostat intérieur) couplé
à une vanne 3 voies motorisée, et retour dans la cuve. Le système est
simple et souple, prix : 485€ pour la régulation (un peu cher à mon
goût) plus 80€ environ pour la vanne motorisée. J’ai vraiment une
température constante dans la maison, quels que soient les changements
climatiques à l’extérieur, grâce à l’inertie thermique du plancher
chauffant et à l’efficacité de la régulation.
Le circulateur PC et la vanne motorisée.
Un salon, cependant, ne pouvait être desservi par le plancher
chauffant, mais d’une part la porte de communication avec le séjour
chauffé est toujours ouverte, et d’autre part il disposait d’une
cheminée. J’ai choisi d’installer à l’intérieur de l’âtre un poêle
boiler, qui à la fois me chaufferait la pièce et contribuerait à
apporter de la chaleur à mon plancher chauffant, par le biais de la
réserve d’eau chaude déjà mentionnée.
Enfin, dans ma chambre, à l’étage, je ne pouvais pas installer de
plancher chauffant (plancher bois). J’ai donc passé en réserve depuis
le répartiteur du PC des tuyaux conduisant dans un espace entre
l’isolation des murs de pierre et le cloisonnage en plaques de placo,
afin de pouvoir fabriquer un « mur chauffant » si nécessaire : on
trouve plusieurs exemples de réalisation sur le site de l’APPER, et un
ami architecte, qui en a équipé sa maison, est satisfait de cette
solution. Aujourd’hui, il ne reste plus qu’à passer les boucles de PER
et à couler du plâtre liquide dans l’espace pour achever ce mur
chauffant. Pour l’instant, après deux hivers (assez peu rigoureux, il
est vrai), je n’ai pas trouvé nécessaire de finir ce mur chauffant car
la chambre est suffisamment confortable par la simple présence d’une
excellente isolation au-dessus et du plancher chauffant au
rez-de-chaussée ! Plus tard, si nécessaire, peut-être …
Choix des sources d’énergie :
Je voulais une installation à la fois peu coûteuse en fonctionnement, «
écolo » autant que possible, et suffisamment automatisée pour que je ne
m’embête pas à la faire fonctionner si je n’en avais pas envie …
Le bois est l’une des sources d’énergie les moins chères, le
bois-bûches en particulier. Je n’avais pas envie d’investir des sommes
considérables en chaudière à pellets ou briquettes, d’autant que je me
demande si le prix de ces combustibles ne va pas s’envoler dans
quelques années, quand la filière sera plus développée … En plus, j’ai
quelques bois autour de la ferme, donc le bois, si je m’en donne la
peine, est plus ou moins gratuit (il faut le couper, le rentrer, le
fendre, le stocker, … pas si gratuit que ça !) mais pour une chaudière
bois-bûche, il faut recharger, donc être présent, … Pas envie de
dépendre à 100% du bois. En revanche, cette source d’énergie pouvait
constituer un excellent appoint au plus fort de l’hiver, et chauffer le
salon si nécessaire. A retenir.
Par ailleurs, la pompe à chaleur offre un bon rapport coût / énergie de
chauffage, surtout pour une PAC en basse température (COP, Coefficient
de performances, entre 3 et 4, c’est-à-dire 3 à 4 KwH de chaleur
produits pour 1 KwH d’électricité consommé ). Elle offre en outre
l’avantage de fonctionner dès qu’on appuie sur l’interrupteur …
Le solaire enfin est une énergie gratuite, il ne faut donc pas s’en
passer. J’y reviendrai. Apparemment, dans le Périgord, une installation
bien conçue peut fournir jusqu’à 50% des besoins en énergie de
chauffage …
Donc, trois énergies, gage de sécurité en cas de défaillance d’un
système. Pour faire fonctionner le tout harmonieusement, il me fallait
un bon dispositif de stockage de la chaleur produite, une
réserve-tampon.
Cerise sur le gâteau, je pouvais utiliser cette réserve-tampon pour
préchauffer mon eau chaude sanitaire (ECS), le coût de la chaleur
produite par mon système, combinant quelques Kw de pompe à chaleur, du
bois peu onéreux et du solaire gratuit, étant bien inférieur au coût de
la chaleur produite par mon chauffe-eau électrique classique.
Stockage :
Lorsque j’ai regardé les prix des cuves équipées (en gros 1€/litre),
j’ai pris la décision de fabriquer moi-même mes cuves de stockage de
chaleur. Et ce, d’autant qu’il me fallait une entrée/sortie pour
l’émetteur principal (PC), un échangeur pour la pompe à chaleur, un
autre pour le poêle boiler, un autre encore pour le solaire, et enfin
un système pour l’eau chaude sanitaire …
Dans ma cave, je disposais d’un espace juste en-dessous de la cheminée
du salon, dont la hauteur maximale était de 1,85m. Impossible de faire
passer par la porte de la cave, très basse, une cuve de 2000l de
dimensions standard (en tout cas, je n’ai rien trouvé d’occasion qui
puisse convenir). Comme j’avais des cuves de 1000 litres, les célèbres
« cubes » en polyéthylène, j’ai décidé d’en installer deux, côte à
côte, de les faire communiquer et de les isoler.
Les deux cuves de stockage de chaleur
L’installation comporte donc deux
cuves juxtaposées, isolées par 15cm de mousse polyuréthane de chaque
côté (sauf au sol, 10cm), à l’aide de panneaux « trilatte » récupérés
sur mon chantier et de plaques achetées à bas prix (second choix avec
quelques défauts d’aspect, dans une solderie de matériaux). Prix
: 2 x 130€ pour les cuves et 200 € d’isolation, plus deux
serpentins de cuivre (deux couronnes de cuivre à 80€ pièce), environ
620€, mettons 700€ avec les petits frais (bombes mousse, raccords
cuivre, etc …).
Mon plus gros problème a été de trouver comment faire communiquer les
deux cuves, afin que la chaleur soit répartie entre elles.
J’ai essayé de trouver un système « passif » pour répartir la
température entre les deux cuves, en m’aidant du principe du
thermosiphon et de la stratification … et je n’en ai pas trouvé. Après
quelques questions sur différents forums, je n’ai pas obtenu de réponse
satisfaisante. J’ai donc opté pour un système « actif », c’est-à-dire
pour un échange d’eau entre les deux cuves au moyen d’une pompe. Le
principe : pomper l’eau chaude de la cuve A (c’est-à-dire l’eau de
surface) en direction du fond de la cuve B, de sorte que l’eau la plus
chaude de la cuve B puisse se diriger, au moyen d’un tuyau-siphon, vers
le fond de la cuve A.
Il existe des pompes immergées de type filtration d’aquarium qui, avec
une très faible consommation (dans mon cas 5W), peuvent produire un
débit de 300 l/h. En faisant fonctionner cette pompe 12h par jour au
moyen d’un programmateur classique, je brasse 3600l par jour,
c’est-à-dire que je transfère intégralement l’équivalent de trois fois
et demie chaque cuve dans la cuve voisine. A la fin de l’année, pour
environ 5 mois de période de chauffe, c’est un système qui coûte, en
consommation électrique et compte tenu du tarif jour/nuit, environ
12,5€, ce qui est très faible compte tenu des économies réalisées par
rapport à l’achat d’une cuve tampon de 2000l. Par comparaison, en
période de chauffe, l’accélérateur qui pulse l’eau chaude dans mon
plancher chauffant consomme quatre fois plus que cette pompe et
fonctionne 24h sur 24. Par ailleurs, le prix d’achat de ce système est
dérisoire : deux bouts de tuyau et une pompe à 15€ (dont la durée de
vie est très longue) …
Autre avantage : alors qu’en hiver, j’ai besoin d’utiliser toutes les
sources de chaleur disponibles pour le chauffage et l’ECS, en été mon
seul souci est de récupérer les calories des panneaux solaires pour
l’ECS. J’ai donc installé le pompage du plancher chauffant (émission),
l’échangeur du poêle boiler et la pompe à chaleur dans la cuve A, et
l’échangeur de l’ECS et celui des panneaux solaires dans la cuve B. De
la sorte, je peux « isoler » la partie solaire/ECS de la partie
chauffage pour une meilleure efficacité, en supprimant le transfert de
chaleur d’une cuve à l’autre.
Sources de chaleur :
a) Pompe à chaleur :
J’ai choisi une PAC air/eau de 13,5
Kw, compresseur Hitachi et échangeur en titane - le reste chinois
quelconque (comme toutes les autres …), mais ce n’est que de la tôle,
un ventilateur et un peu d’électronique pour la régulation. Le fluide
frigorigène (élément important !) est du R410A, avec une capacité de
compression supérieure au R407C et qui donc fonctionne mieux par
température extérieure froide (jusqu’à -5°C). Il offre par ailleurs
l’avantage de ne pas contribuer à la destruction de la couche d’ozone,
même si malheureusement c’est un gaz à fort effet de serre… Cette PAC
ne porte pas la griffe d’une grande marque, donc, je l’ai trouvée sur
internet à 2125€ TTC livré, en triphasé. Un prix très intéressant (env.
-50%) comparativement aux devis que j’avais demandé à quelques
chauffagistes locaux, et la pompe pour l’instant me donne entière
satisfaction.
Le principe de régulation : la pompe
se déclenche quand le stock d’eau est à moins de 40°C, et se coupe
quand l’eau atteint 45°C. Je peux également ne la faire fonctionner que
dans des plages horaires prédéfinies si je le souhaite, et c’est ce que
je fais à la mi-saison (tarif nuit). Je ne le fais pas en plein hiver
pour deux raisons : d’une part, il arrive que le stock de chaleur ne
soit pas suffisant pour « tenir » une pleine journée de chauffage, et
d’autre part, le COP diminuant avec la température extérieure, il n’est
pas nécessairement intéressant de faire tourner la pompe quand l’air
est très froid, en pleine nuit, car le COP se rapproche de 1.
Sur le plan de l’installation elle-même, il y a un capteur de
température dans un doigt de gant dans la cuve A. Dès que le seuil bas
est atteint, la pompe et son circulateur dédié se mettent en fonction,
et pompent l’eau de la cuve A en partie supérieure, pour la réchauffer
et la renvoyer en bas de cette même cuve A. C’est cette même eau qui
circule dans le plancher chauffant, il n’y a aucune perte d’échange et
le système est très simple.
b) Poêle boiler :
Le principe consiste à équiper un poêle à bois de parois qui servent de
réservoir d’eau. Ainsi le bois chauffe la fonte du poêle, et donc la
pièce dans laquelle il se trouve, mais aussi un stock d’eau, qu’il faut
faire circuler, par exemple dans des radiateurs. Je me suis renseigné
sur les poêles boilers en France, et j’ai été très déçu. Peu de choix,
des puissances limitées et des tarifs à mon avis exorbitants. Je me
suis donc rabattu sur des modèles anglais, trouvés sur internet. Les
anglais utilisent apparemment ce système beaucoup plus que les français
… Les performances semblent un peu moins bonnes (d’après les pubs
françaises …), et les poêles sont livrés sans aucune régulation, mais
le prix est sans commune mesure : j’ai obtenu un poêle de 25 Kw pour
600£, soit environ 735€, 800€ avec la livraison.
Le principe:
J’ai fabriqué un circuit dédié, avec un circulateur (d’occasion à 5€
dans un vide-grenier), un échangeur (simple couronne de 25m de tube de
cuivre, déployée pour échanger davantage et plongée dans la cuve A) et
un interrupteur avec capteur de température (15€ chez Conrad, en kit).
Quand l’eau est aux environs de 70°C dans le poêle, le circulateur se
déclenche et la chaleur se transfère vers la cuve A par le biais de
l’échangeur. Dès que la température est trop basse, vers 60°C, le
circulateur se coupe et on recommence … Ma cuve A étant située dans la
cave juste en-dessous du poêle boiler, j’ai très peu de pertes (2m de
tuyau de cuivre isolé).
Pour corser l’affaire, j’avais un peu peur que parfois le salon ne soit
pas assez chaud. J’ai donc installé sur ce circuit une vanne trois
voies après le circulateur, et une seconde boucle menant à un radiateur
d’appoint dans le salon. Quand je le souhaite, je peux basculer,
totalement ou en partie, l’eau chaude vers le radiateur pour chauffer
davantage le salon : une simple tirette à actionner juste à côté du
poêle. Le radiateur est chaud en moins d’une minute…
Ce système est à la fois simple et très efficace, et me permet de
chauffer l’eau de la cuve A jusqu’à 60°C en quelques heures. Comme vous
le remarquerez, priorité est ainsi donnée au bois sur la pompe à
chaleur, puisque celle-ci ne se met en fonction que si l’eau de la cuve
est en-dessous de 40°C.
Une critique cependant : en cas de coupure d’électricité, il y a risque
que l’eau du poêle boiler se mette à bouillir, puisque le circulateur
ne peut plus se déclencher. C’est un problème inhérent à tous les
poêles boilers, auquel on remédie en installant un vase d’expansion sur
le circuit, ce que j’ai fait.
En bas à gauche, départ et retour de l’échangeur du poêle boiler. A droite, départ et retour de la PAC.
c) Solaire :
A ce jour, le système est prêt pour accueillir l’installation solaire
mais elle n’est pas réalisée. Je ferai une mise à jour de ce compte
rendu quand tout sera effectué et en service.
J’ai pour l’instant acheté 4 panneaux solaires de 1,5m² sur Le Bon
Coin, jamais installés, pour 500€. J’envisage de les installer sur le
toit (orienté plein Sud), mais mon toit offre 30° de pente, et après
une conversation avec Pierre AMET, il faut que je construise un châssis
à 60°… Pour la régulation, fidèle à ma philosophie du « plus c’est
simple moins ça tombe en panne », ce sera sans doute un simple
interrupteur différentiel de température (15-20€ chez Conrad) qui
déclenchera la mise en route de la pompe ou du circulateur, à voir ...
Je pense ne pas avoir de problème de surchauffe en dissipant la chaleur
dans mon réservoir de 2000l en été, sinon je pourrai toujours installer
un radiateur à l’extérieur, histoire de contribuer modestement au
réchauffement climatique

.
Je pourrai ainsi capter toutes les calories disponibles, que ce soit en
hiver ou en été, pour soit chauffer mon logement et préchauffer mon ECS
(cuves A+B en hiver), soit préchauffer – voire chauffer complètement –
mon ECS en été (cuve B seule).
Préchauffage de l’Eau Chaude Sanitaire :
Comme je disposais déjà d’un chauffe-eau électrique de 200l, l’idée
était de préchauffer l’eau à l’entrée du chauffe-eau, pour limiter sa
consommation, sachant que les calories produites par mon système de
chauffage sont moins chères que les calories produites électriquement
par une résistance au rendement douteux …
J’ai donc utilisé un système déjà éprouvé dans ce forum : plonger dans
ma cuve B un réservoir, et l’alimenter en entrée sur le réseau, pour
conduire la sortie vers l’entrée du chauffe-eau. A nouveau, simple
comme j’aime. Avec 2000 l dans mes cuves en hiver, je peux stocker
suffisamment de chaleur pour préchauffer de l’ECS sans problème.
Je souhaite utiliser la cuve d’un chauffe-eau de 200l comme réservoir
de préchauffage de mon ECS. Je pense qu’avec l’installation du solaire,
l’eau chaude sanitaire sera gratuite pour moi en été, et d’un coût très
modeste en hiver.
Quand la partie solaire sera terminée, j’enverrai un compte rendu supplémentaire …
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