3. La production de chaleur par les énergies renouvelables
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Repères : Le kW (kilowatt) : unité de puissance. Le kWh (kilowatt-heure) : unité d’énergie.
La puissance multipliée par le temps donne l’énergie. Un appareil qui demande 1 kW pendant 1 heure consomme 1 kWh. La tep (tonne-équivalent-pétrole) : unité de comptage d’énergie, qui permet de comparer le contenu énergétique
de mètres-cubes de gaz, de kilowatt-heures électriques, de stères de bois, à une tonne de pétrole. 1 tep vaut 11620 kWh thermiques.
L’électricité n’est pas comptabilisée de la même façon : 1 tep vaut 4500 kWh (car il faut consommer 1 tep de pétrole pour produire 4500 kWh électriques dans une centrale thermique).A
l’échelle d’un pays, on parle plutôt en Mtep (méga-tep : million de tonnes équivalent-Pétrole), en MW (mégawatt : 1000 kW), voire en GW (gigawatt : 1000 MW).
Le bois-énergie
Le bois est une énergie peu coûteuse et très répandue. Le chauffage au Le bois produit plus de 9 Mtep par an, soit 4 % des besoins primaires. Il représente la quasi-totalité de la production
de chaleur par voie renouvelable.
Les appareils indépendants au bois tels que les foyers fermés, inserts et poëles sont la catégorie prédominante sur le marché. Il faut savoir qu’il existe aussi une nouvelle génération
de chaudières à bûches pour le chauffage central. Ces chaudières à combustion inversée sont équipées d’un ventilateur qui souffle l’air comburant ou qui extrait les gaz de combustion. Elles présentent
de multiples avantages notamment des émissions polluantes réduites, une grande autonomie (jusqu’à 12 h).
L’avenir du bois-énergie passe aussi par la réalisation de réseaux de chaleur. Alimentés par des chaudières, ils distribuent de l’eau chaude pour les logements individuels et collectifs, les
mairies, les écoles, les piscines, etc...
La méthanisation - Le biogaz : valoriser ce gaz qui sommeille dans nos déchets
La méthanisation est phénomène biologique par lequel la matière organique est transformée en biogaz par des bactéries vivant en l’absence d’oxygène (fermentation anaérobie).
Elle se produit naturellement au fond d’une mare envasée ou dans une décharge. Elle sert à détruire la fraction biodégradable, susceptible de polluer, des déchets organiques de toute nature.
Au départ employée pour traiter les boues d’égout, cette technologie a ensuite été développée pour traiter les déjections d’élevage (gaz de fumier), puis dans les
années 70, les effluents des industries agro-alimentaires, papetières, chimiques et, plus récemment pour les déchets ménagers.
Le biogaz est composé de méthane principalement, de gaz carbonique et de traces d’autres gaz (composés soufrés). Il peut être employé à l’état brut sur des chaudières,
groupes électrogènes, générateurs d’air chaud. Le biogaz est aussi utilisable comme carburant automobile, après épuration aux normes du gaz naturel : il est identique au GNV (gaz naturel pour véhicules).
Le solaire thermique
A ne pas confondre avec le solaire «photovoltaïque» où les cellules transforment la lumière en électricité ! Les capteurs solaires thermiques convertissent directement le rayonnement
solaire en chaleur. Cette dernière est récupérée par un fluide caloporteur (eau glycolée ou air), qui s’échauffe en circulant dans un absorbeur placé sous un vitrage.
Les capteurs thermiques permettent de produire de l’eau chaude pour l’eau chaude sanitaire ou le chauffage, ou de l’air chaud pour le chauffage ou le séchage des fourrages.
Pour le chauffage, la technique du plancher solaire direct (PSD) est un système très confortable de chauffage par le sol à basse température. L’eau chauffée circule directement dans le plancher
dont l’épaisseur est suffisante pour accumuler l’énergie en vue des périodes plus froides. Dès que la saison de chauffage prend fin, il est possible de produire de l’eau chaude sanitaire. Dans le cadre d’un accord entre l’Ademe
et le fabricant Clipsol.T2i, des subventions sont accordées pour le PSD en région Bretagne.
La géothermie
La géothermie est l’extraction de l’eau chaude ou de la vapeur contenue dans le sol. Les principales opérations entreprises en France concernèrent le chauffage de logement collectifs par réseaux de
chaleur dans le bassin parisien et en Aquitaine, entre 1982 et 1986.
Cette filière est en stagnation en France. Une technique qui s’apparente à la géothermie, pour le chauffage de l’habitat individuel, devrait se développer. Le principe de cette technique est celui
de la pompe à chaleur, ou du réfrigérateur. On prélève de la chaleur à basse température, dans le sol , grâce à des capteurs enterrés dans lesquels le fluide frigorifique s’évapore.
En fournissant de l’énergie mécanique à ce fluide (dans le compresseur), celui-ci pourra céder de la chaleur à haute température en se condensant, généralement dans des tubes noyés dans la dalle
de l’habitation.
L’architecture bioclimatique : construire avec le climat
L’énergie la moins polluante est celle que l’on ne consomme pas. Cet adage reflète bien la philosophie de l’architecture bioclimatique. On peut contribuer à réduire les besoins énergétiques
et à créer un climat de bien-être dans les locaux, avec des températures de surface agréables, une humidité contrôlée et un éclairage naturel abondant, par une combinaison adéquate des éléments
architecturaux suivants.
Les formes compactes limitent les pertes de chaleur, l’ouverture vers le sud permet de profiter du soleil d’hiver. Des espaces tampons (garage, cellier) vers le nord protègent du froid. Une bonne isolation, une forte
inertie thermique, l’utilisation de systèmes solaires simples tel que serre ou mur capteur, diminuent la consommation d’énergie en restant compatible avec la fraîcheur de l’habitation en été.
