Une installation Bois-Solaire en Provence

• Le contexte
• Isolation des combles non aménagées (150 m²)
• Installation de panneaux solaires thermiques
• Chaudière automatique à granulés  
• Silo maçonné
• Coûts et subsides
• Retour d'expérience après 3 mois
• Echanges ?

Voila le moment de présenter un cas réel d’installation Bois-Solaire. Il s’agit évidemment d’un cas particulier avec ses spécificités, mais je crois que cette expérience peut être profitable à tous. Comme déjà dit, il est très regrettable que ces solutions de chauffage soient si peu connues et donc si peu répandues. Il est scandaleux que le solaire ne soit pas plus exploité en Provence. Le confort du chauffage automatique au bois est trop peu connu. Un réel effort de communication de la filière doit être fait. J’espère que cet article y aidera.

Le contexte

Une maison de 320 m² dont 240 m² chauffés au fioul, deux pièces totalisant 40 m² bien isolées et équipées d’un simple radiateur électrique bien suffisant et peu utilisé, un garage de 40 m² non isolé et non chauffé. La maison, datant de 1973, n’était pas ou très peu isolée, justifiant une consommation annuelle de 3.000 litres de fioul pour un confort assez piètre en hiver (17°-18° de température moyenne durant la journée). Caractéristique importante, la maison dispose de trois chambres d’hôtes et donc en tout de 6 salles d’eau. La consommation importante d’eau chaude était assurée entièrement par la chaudière au fioul qui fonctionnait donc toute l’année. 1L de fioul fournit 9,35 KWh, de sorte que la consommation annuelle était de 28.050 KWh. Sachant que le besoin en eau chaude est de 5.500 KWh (voir ci-dessous), le chauffage à lui seul consommait 22.550 KWh, soit 94 KWh/m²/an. D’après le barème ci-dessous, la maison est tout de même de catégorie C malgré un très faible confort.

Quant à la production de CO², sachant qu’un KWh de fioul produit 466 g CO², elle atteignait 13 tonnes/an, soit 54,5 kg CO²/m²/an. Dans le barème ci-dessous, la maison avait un très mauvais bilan carbone.

Dans la suite, je précise comment j’ai pu améliorer cette (lamentable) situation.

Isolation des combles non aménagées (150 m²)

C’est évidemment la première chose à faire : 28 cm de ouate de cellulose pour une résistance thermique de 6 m².K/W. L’Adème me promet 25 à 30% de réduction de ma consommation pour le même confort… Je suis méfiant, mais ce serait magique !

Installation de panneaux solaires thermiques

L’idée suivante est d’installer un ballon d’ECS (eau chaude sanitaire) chauffée par des panneaux thermiques solaires.

Je fais appel à la Société Ecogia à Aubagne qui a procédé à l’installation en avril 2009.

Trois capteurs solaires, soit 7,2 m² de surface utile de marque Wagner et un chauffe-eau solaire de 500 litres. L’appoint en cas d’insuffisance solaire est assuré par une résistance électrique de 3 à 6 KW ou par la chaudière du chauffage central.

L’eau froide arrive par le bas et ressort par le haut. Trois circuits de chauffe :

• Le circuit A est parcouru par le liquide caloriporteur (glycol) qui est réchauffé dans les capteurs solaires.
• Le circuit C est celui de l’appoint par la chaudière classique
• La résistance électrique B permet d’assurer l’appoint si la chaudière est arrêtée.

Un thermostat permet de régler la température de déclenchement de l’appoint électrique. L’installation dispose d’une régulation électronique qui indique entre-autre les températures au niveau des capteurs, à l’entrée d’eau froide, à la sortie d’eau chaude, au niveau de la résistance B. Par stratification, la température de l’eau s’élève de bas en haut.

En principe, en Provence, 70-75% des besoins annuels en eau seront assurés par le solaire.

La consommation journalière maxi d’eau à 55° est estimée à 175 litres (5 personnes) en hiver et 475 litres (13 personnes) durant la saison touristique. Le besoin en énergie est estimé à 5500 KWh, dont 4000 seront assurés par le solaire.

Retour d’expérience : l’efficacité du système est impressionnante. Par une bonne journée ensoleillée en avril, la température haute du ballon monte à 70-80°, de sorte que le mitigeur doit y incorporer (automatiquement) de l’eau froide pour obtenir au robinet de l’eau à 55°. En hiver, même par une température extérieure inférieure à 10°, la température basse du ballon peut allègrement dépasser les 40°. Bien tenir compte que l’appoint électrique ne concerne que l’échangeur supérieur correspondant à 250 litres. En l’absence de soleil quand 8 personnes occupent les trois chambres d’hôtes, il y a un peu de stress !

Chaudière automatique à granulés
 

Après avoir perdu beaucoup de temps à tenter de profiter de l’éco prêt à taux 0, ce qui aurait grandement aidé le financement, je me lance tardivement dans le remplacement de ma chaudière au fioul.

C’est encore la société Ecogia qui assure l’installation et la mise au point de l’ensemble en janvier 2010. Le solaire et le bois sont intimement liés : c’est la chaudière qui assure l’appoint toute l’année, en privilégiant le chauffage solaire. L’appoint électrique ne sera plus utilisé qu’en cas de panne de la chaudière…

Chaudière HARGASSNER Classic 22 RAPS, de la marque autrichienne spécialisée depuis plus de 30 ans dans les chaudières à biomasse. Puissance modulante de 6,5 à 22 KW pour un rendement maximum de 92%. Garantie 7 ans !

Régulation Hargassner (Lambda Hatronic)

Cette chaudière est une merveille technique : conception de la chambre de combustion, des échangeur, trémie de granulés, alimentation du foyer,… le tout sous contrôle d’une régulation électronique complète et performante.

•  - La sonde lambda (option sur ce modèle) détermine la quantité exacte de granulés pour une combustion optimale. Modulation de puissance de 6,5 à 22 KW
•  - Régulation du chauffage en fonction de la température extérieure
  • * Trois seuils de température (confort, réduit jour et réduit nuit)
  • * Refroidissement de la chaudière en période ‘réduit jour’ pour augmenter la température de chauffe
•  - Régulation de deux zones de chauffe et d’un ballon d’eau chaude
•  - Optimisation du recyclage de la chaleur par une vanne à trois voies
•  - Eau sanitaire
  • * Température minimale garantie de l’eau sanitaire
  • * Gestion intelligente de la priorité à l’eau chaude
  • * La chaleur excédentaire du circuit de chauffage n’est pas perdue, elle permet de chauffer l’eau sanitaire
•  - L’aspiration fonctionne automatiquement, par programmation, une ou deux fois par jour pour remplir la trémie intérieure
•  - Décendrage automatique
•  - Nettoyage automatique des parois de l’échangeur
•  - Commande à distance
•  - Très nombreux paramètres d’optimisation
•  - Compteurs horaires

Silo maçonné

Le désavantage du chauffage au bois est la nécessité d’un silo de stockage des granulés. On peut estimer que le volume nécessaire est trois celui d’une citerne de fioul. Si vous disposez d’une cave sèche ou d’une pièce inutile, c’est l’idéal. Il n’est pas nécessaire que la pièce soit contigüe à la chaudière. Elle peut être distante de 20 mètres, grâce au système d’aspiration des granulés.

Quel volume pour le silo ?

Il me faut produire les 22.550 KWh nécessaire au chauffage, ce qui correspond à 2.412 litres de fioul.

Il faut retenir qu’en termes de capacité énergétique 1.000 l de fioul correspondent à 2,17 tonnes de granulés.

Sans tenir compte du meilleur rendement de la chaudière à bois, je devrais donc disposer annuellement de 5,2 tonnes de granulés. Sachant que la densité des pellets est de 670 kg/m³, le volume de stockage utile nécessaire pour un an est de 7,8 m³.

Dans le silo, 1/3 de l’espace est perdu. D’une part, parce que le fond du silo présente une trémie avec deux pans à 35° pour faciliter l’écoulement des granulés, et d’autre part parce que le haut du silo doit contenir l’air nécessaire au remplissage. On en déduit que le volume total est de 10,8 m³.

N’ayant pas de pièce libre, il me reste à exploiter une partie du garage. Mais j’abandonne l’idée d’y installer un silo en tissu de marque Hargassner (1.250 €) ou en bois de fabrication personnelle (environ 600 €), car le volume nécessaire est trop important pour la place disponible.

Me voila contraint d’opter pour la solution la plus onéreuse, soit donc un silo maçonné situé derrière la maison, à 12 m de la chaudière, le système RAPS assurant l’aspiration des granulés (avec les conduits d’aspiration totalisant 18 m je suis donc en deçà de la limite de 20 mètres précisée par le fabricant). La surface au sol est de 2,5 x 2 m, pour une hauteur de 2,4 m, auquel j’ajoute le volume en sous-pente du toit.

Le chantier est considérable (fondations, chape, treillis, armatures, enduit intérieur et extérieur, charpente, toit, trémie). Rien que le coût des matériaux dépasse les 1300 € (donc plus de 200 € pour le bois de la trémie). Heureusement, je peux faire le travail moi-même, sinon la main d’œuvre m’aurait coûté au minimum 5.000 € !

La réalisation du silo doit être soignée : parois et sol solide (1 tonne/m² au sol tout de même), ensemble étanche, parfaitement sec, parois intérieures lisses pour ne pas casser les granulés qui sont propulsés par le camion souffleur, absence de canalisation hydraulique et d’installation électrique. L’arrivée des granulés se fait par un conduit de 110 mm (raccord pompier). Il faut prévoir la sortie de l’air (et de la poussière !) via un autre raccord pompier de même dimension. Le camion doit pouvoir se positionner à moins de 30 m du silo. Une trappe d’accès sur un des murs est indispensable. Pour visualiser le niveau des granulés restants, une découpe verticale sur la hauteur du silo est fortement conseillée (mais plus difficile avec les parpaings – je ne l’ai pas fait. Je le regrette !).

Coûts et subsides

Voici le tableau des coûts de l’installation.

Légende : CPA = Communauté du Pays d’Aix, MO = main d’œuvre

Intervention CPA

• Chèque de 350 € pour un chauffe-eau solaire

• 10% du total TTC de l’installation d’une chaudière à bois, avec maximum de 1500 €

Crédit d’impôt

• Solaire thermique : 50% du matériel TTC

• Chaudière à bois : 40% en 2009 (25% en 2010 !) du matériel TTC

Attention : l’investissement en matériel TTC pour le calcul du crédit d’impôt est limité à 8000 € par adulte et à 400 € par enfant à charge. Dans mon cas, le maximum est de 16.800 €. Je ne profite donc pas pleinement du crédit d’impôt sur la chaudière.

Retour d'expérience après 3 mois

Les plus et les moins

 Les plus

• confort d’utilisation,

• silence de fonctionnement,

• Installateur compétent et très professionnel

Le moins (un seul pour l’instant !)

• Absence d’indicateurs de performance pour quantifier le rendement, la consommation, etc… Il faut que je voie avec l’installateur ou l’importateur pour disposer d' informations techniques complémentaires.

Quelle est ma consommation ?

Heureusement, j'ai découpé la porte intérieure du silo en deux parties . Après plus de 3 mois, je peux enfin ouvrir la partie supérieure et vérifier le niveau des pellets. Calculs faits, je dois avoir consommé 2,4 tonnes de pellets depuis le 5 janvier (3 mois et 10 jours). D'ci quelques jours on arrêtera de chauffer et la saison d'hiver commencera pour nous le 1er novembre. Nous ne devrions donc pas dépasser 5 tonnes annuelles. Ceci est rassurant au regard de l'hiver très rude cette année.  Température de consigne : 19° au plus froid des mois de janvier et février, sinon 20°.

Je précise qu'il n’est pas possible de déduire la consommation de granulés à partir du temps de fonctionnement de la vis d’alimentation du foyer (compteur horaire disponible) car la fourniture des pellets par le vis n'est pas régulière.

Production de cendre

6,3 kg de cendre produite sur les trois premiers mois. Il suffit de vider le cendrier une fois par mois. La cendre peut être directement utilisée dans le jardin. Excellent amendement pour le sol. Le taux de cendre pour une consommation de 2,4 tonnes est de 0,3 %, bien inférieur aux limites définies par les normes. 

Bilan financier

Il faudra évidemment attendre janvier 2011 pour avoir un premier vrai bilan annuel, bien que la première année ne devrait pas être très représentative, avec l’hiver particulièrement rude que nous avons eu.

Retour sur investissement

Dans le tableau suivant, j’évalue le retour sur investissement avec une hypothèse basse : le prix du fioul reste limité à 1 € jusqu’en 2020.

Si j’avais gardé ma chaudière au fioul, j’aurais du acheté un nouveau brûleur fioul en 2010 (1000 €) et sûrement une nouvelle chaudière 4 ou 5 ans plus tard (estimation 3500 €, MO comprise).

Le prix actuel de 0,7 €/l pour le fioul est anormalement bas (crise économique). Le prix des granulés est très peu dépendant des prix pétroliers, sauf pour le transport.

En hypothèse haute, j’estime que le prix du fioul va monter rapidement à 1,5 €/l.

On voit que même si l’investissement initial est important, la rentabilité est assurée après quelques années seulement. A confirmer évidemment.

NB : je ne tiens pas compte dans mes calculs de l’isolation des combles qui a été faite avant l’hiver. J’espère que ce sera la bonne surprise…

Bilan environnemental

Un KWh de bois en granulés produit 42 g CO², de sorte que notre production sera dorénavant de 4 kg CO²/m²/an, soit 13 fois moins qu’avec le fioul ! La maison a désormais un bilan carbone exceptionnel !

Echanges ?

Je donnerai régulièrement un retour d’expérience. Je suis évidemment à l’écoute de tout commentaire, friand de tout échange au sujet d’expériences similaires. Je peux aussi communiquer tous les détails de l’installation (silo notamment) qu’il serait trop long de détailler ici.