Les pompes à chaleur multi-étagées déclenchent une «réaction en chaîne» de maisons plus écologiques
L’Union Européenne prend des mesures ambitieuses pour lutter contre le changement climatique et réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les bâtiments existants représentent une part importante de la demande énergétique et des émissions de CO2. C’est pourquoi le projet HAPPENING, financé par l’UE, entend augmenter le taux de rénovation, qui stagne actuellement autour de 1 %. Le concept de pointe au cœur de HAPPENING est la mise en place de dispositifs décentralisés de pompes à chaleur en cascade. Il combine les meilleurs aspects des systèmes centraux et individuels afin de relever les défis techniques et non techniques inhérents à la modernisation énergétique des bâtiments. «Le système de pompe à chaleur décentralisé consiste à installer des dispositifs individuels dans chaque logement plutôt que de s’appuyer sur un chauffage central unique. Cela permet un meilleur contrôle de la gestion et de la production d’énergie, ainsi qu’une plus grande efficacité accrue», fait remarquer la coordinatrice du projet, Irantzu Urkola Lekuona. En dissociant la production et la consommation d’énergie, le système optimise le coût de production de la pompe à chaleur centrale et utilise plus efficacement l’électricité produite localement (panneaux photovoltaïques). En d’autres termes, «les habitants des bâtiments équipés de la technologie HAPPENING peuvent bénéficier des avantages combinés des systèmes centraux et individuels», ajoute Irantzu Urkola Lekuona. «Ces avantages incluent la production d’eau tempérée pendant les heures de pointe, la minimisation des pertes de chaleur grâce à une distribution à basse température et la polyvalence, chaque logement pouvant choisir la configuration qui correspond le mieux à ses besoins et à ses intérêts.»
Une transformation thermique en deux étapes
Le système décentralisé de pompe à chaleur en cascade fonctionne en deux étapes afin d’optimiser l’efficacité énergétique et de fournir des solutions adaptées à chaque logement. Dans un premier temps, les pompes à chaleur aérothermiques centrales produisent de l’eau à «température neutre» (20 à 30 °C), créant ainsi le premier écart thermique. Un système de stockage de l’énergie thermique au niveau central met en réserve cette eau tempérée, ce qui permet de mieux contrôler le système. L’eau est ensuite distribuée dans les habitations individuelles. Dans un deuxième temps, des pompes à chaleur décentralisées situées à l’intérieur de chaque logement font monter la température du réseau extérieur (20 à 30 °C) jusqu’à la température de consommation, créant ainsi le deuxième écart thermique. À ce niveau individuel, les habitants peuvent choisir parmi diverses configurations celle qui répond le mieux à leurs besoins spécifiques. «Les options comprennent l’utilisation d’une micro-pompe à chaleur eau-eau pour l’eau chaude sanitaire combinée à plusieurs micro-pompes à chaleur eau-air pour le chauffage et le refroidissement des pièces», explique Irantzu Urkola Lekuona. «Une autre possibilité consiste à recourir à une pompe à chaleur à surpression eau-eau pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage, combinée à des émetteurs de chaleur à basse température.» Ce système innovant en deux étapes a été mis en œuvre dans trois sites de démonstration situés en Espagne, en Italie et en Autriche. Reposant sur des pompes à chaleur, il peut être alimenté par des énergies renouvelables produites localement, et un système de gestion et de contrôle intelligent peut en optimiser le fonctionnement. Au cours du projet, des micro-pompes à chaleur fonctionnant avec l’agent réfrigérant R290 (propane) ont été adaptées à différentes configurations au niveau des logements, afin de répondre à des besoins spécifiques. Cette technologie novatrice fait actuellement l’objet d’une démonstration en Italie.
Une triple victoire: des pompes à chaleur sur mesure, un financement amélioré, une rénovation simplifiée
En s’appuyant sur des experts financiers et des modèles de financement innovants dans le secteur de la rénovation résidentielle, l’équipe a élaboré de nouveaux modèles économiques et commerciaux. En outre, HAPPENING s’est attaqué aux obstacles liés à la connaissance et à la formation en fournissant des ressources et des outils destinés à rationaliser l’ensemble du processus de rénovation, de la planification à la mise en œuvre et à l’exploitation. L’objectif était de gérer de potentiels écarts de performance énergétique entre les systèmes thermiques conçus et installés, tout en réduisant la complexité, les efforts et le risque liés à l’investissement. HAPPENING est en voie d’achèvement et propose aujourd’hui une solution à la fois polyvalente, évolutive et reproductible. Ses résultats contribueront à la réalisation des objectifs de l’UE en matière de protection du climat et à la création d’un environnement bâti plus durable.
Mots‑clés
HAPPENING, pompes à chaleur, rénovation, chauffage, eau tempérée, maison, eau chaude sanitaire, énergie renouvelable
