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Énergies renouvelables et bâtiment : l'alliance durable
Aujourd’hui, à l’heure où notre modèle énergétique est appelé à se modifier en profondeur, les énergies renouvelables gagnent à être intégrées dans les projets de construction ou de rénovation.
Nos logements ont en effet beaucoup à gagner avec les énergies renouvelables qui permettent souvent de réduire les factures d’énergie et parfois de recourir à l’autoconsommation. Il s’agit également de gagner en indépendance énergétique et de répondre aux enjeux environnementaux actuels.
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Connaître les énergies renouvelables
Avant d’aborder les solutions concrètes qui font appel aux énergies renouvelables, posons le décor avec quelques questions : qu’est-ce qu’une énergie renouvelable et quels sont les impacts potentiels du développement des énergies renouvelables ?
Qu'est-ce qu'une source d'énergie renouvelable ?
Une source d’énergie renouvelable est une source d’énergie qui ne tend pas à s’épuiser lorsqu’on l’exploite. Les plus connues sont : le soleil, le vent, la chaleur contenue sous terre, et les courants marins ou des cours d’eau.
Les énergies renouvelables (EnR) alimentées par ces sources sont donc considérées comme inépuisables à l’échelle du temps humain, même si l’on pourrait nuancer pour certaines d’entre elles. Avec la biomasse, par exemple, il faut prendre en considération le temps de pousse d’un arbre, mal exploitée la ressource forestière peut ne plus se renouveler assez vite.
Quelles sont les cinq énergies renouvelables ?
5 grandes familles d’énergies renouvelables peuvent être distinguées :
- l’énergie éolienne (source d’électricité) ;
- l’énergie solaire (à la fois source de chaleur et d’électricité) ;
- l’énergie de la biomasse qui comprend le bois de chauffage, la combustion des déchets, mais aussi des systèmes de méthanisation pour produire du biogaz (chauffage et électricité) ;
- l’énergie hydraulique (électricité) ;
- la géothermie (chauffage).
Quels sont les types d’énergie non renouvelable ?
Toute énergie issue d’une source dont le stock ne peut se renouveler à l’échelle d’une vie humaine est considérée comme non renouvelable.
Les énergies non renouvelables peuvent être divisées en deux grandes catégories :
- les énergies fossiles (pétrole, charbon et gaz naturel) ;
- l’énergie nucléaire.
Énergies renouvelables : un enjeu pour tous
Lorsque l’on parle d’énergies renouvelables, il est fréquent d’évoquer en priorité la question du réchauffement climatique, mais l’impact positif potentiel de celles-ci ne se limite en aucun cas à cet aspect.
Le recours aux énergies renouvelables est essentiel pour :
- réduire nos émissions de gaz à effet de serre (notre pays s’est engagé à les réduire de 40 % par rapport à 1990 d’ici 2030) ;
- moins d’émissions polluantes (la combustion des énergies fossiles libère des particules fines ou de l’ozone nocifs pour notre santé) ;
- l’emploi (le développement des énergies renouvelables conduit à la création d’emplois locaux) ;
- notre indépendance énergétique (aujourd’hui, les fluctuations des prix du gaz naturel ou du pétrole dépendent en grande partie de décisions prises au-delà des frontières européennes) ;
- les particuliers et les collectivités territoriales (les EnR rendent possibles des projets de production d’énergie à petite échelle permettant l’autoconsommation ou la vente d’énergie).
Des objectifs ambitieux
En France, la répartition des emplois de l’énergie se répartit entre la production de chaleur (42 %), le transport (30 %) et l’électricité (28 %).
Le recours aux énergies renouvelables est aujourd’hui considéré comme un impératif et fortement encouragé par l’État qui veut réduire la dépendance de la France au gaz et au pétrole. C’est pourquoi les politiques de transition énergétique les mettent en avant.
L’objectif est en effet d’atteindre une part de 33 % des énergies renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie (cette part était de 19,3 % en 2021), ce qui conduirait la part des EnR à :
- au moins 38 % de la consommation finale de chaleur ;
- au moins 15 % de la consommation finale de carburant ;
- au moins 40 % de la production d’électricité.
Comment utiliser les énergies renouvelables ?
Pour les besoins de chauffage
Pour les logements, la transition énergétique repose sur la construction de bâtiments sobres en énergie et la rénovation énergétique des logements existants.
Cette dernière se divise en deux volets :
- l’isolation thermique ;
- l’installation d’équipements de chauffage plus performants.
De plus, sachez que les aides à la rénovation énergétique favorisent le financement des dispositifs de chauffage dont la source est renouvelable. À l’opposé, les équipements qui fonctionnent aux énergies fossiles, telles que les chaudières gaz à très haute performance énergétique, seront progressivement exclus des systèmes d’aide au financement de la rénovation énergétique.
Le chauffage domestique au bois
En France, le bois est la première des énergies renouvelables.
Sa part dans l’ensemble des EnR en France, en 2021, est de 35,1 % selon les données du ministère de la Transition écologique et de la Cohésion des territoires.
Les avantages du bois-énergie :
- un combustible économique ;
- des filières locales ;
- des appareils de plus en plus performants ;
- des solutions pour tous les besoins : chauffage d’appoint, chauffage central, production d’eau chaude sanitaire (ECS).
Les solutions de chauffage au bois
Type d’appareil | Usage | Combustible |
|---|---|---|
Insert ou foyer fermé | Chauffage principal ou d'appoint | Bûches ou briquettes reconstituées |
Poêle | Chauffage principal ou d'appoint | Bûches, granulés ou briquettes reconstituées |
Chaudière manuelle ou automatique | Chauffage central (chauffage + ECS) | Bûches, granulés ou plaquettes |
Le prix des combustibles connaît actuellement de fortes variations en grande partie liées au succès du chauffage au bois et aux augmentations des autres types d’énergie (gaz naturel utilisé pour faire sécher les granulés, électricité nécessaire au fonctionnement des outils de découpage des bûches ou encore carburant pour le transport du combustible par exemple).
Les professionnels de la filière bois-énergie se veulent rassurants et le coût du chauffage au bois reste compétitif. Il est actuellement conseillé de s’assurer d’une source d’approvisionnement en combustible, mais les prix et le niveau des stocks devraient se stabiliser avec l’augmentation des capacités de production des producteurs de combustibles.
Les pompes à chaleur
Une pompe à chaleur (PAC) prélève un peu de chaleur d’une « source froide » (sol, air ou eau), elle gagne en température puis restitue une chaleur à une température plus élevée dans le bâtiment. Tout ceci grâce à un système fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse (évaporateur, compresseur, condenseur et détendeur).
Son fonctionnement est amélioré lorsque la différence entre la température du milieu où est puisée la chaleur et celle des émetteurs de chaleur du bâtiment est réduite. Une PAC dite « réversible » peut également contribuer à rafraîchir un bâtiment en été grâce à une inversion du cycle du fluide frigorigène.
Quelles solutions pour votre logement ?
On peut distinguer deux grandes catégories de pompes à chaleur :
- les pompes à chaleur géothermiques (sol/sol, sol/eau, eau glycolée/eau, PAC sur eau de nappe);
- les pompes à chaleur aérothermiques (air/air ou air/eau).
Selon le modèle de PAC, différents émetteurs de chaleur peuvent être installés :
- un plancher chauffant basse température ;
- des radiateurs basse température ;
- des ventilo-convecteurs à eau ;
- des ventilo-convecteurs à détente directe ;
Plus d’infos : Guide chaudières et pompes à chaleur
Géothermie et puits canadien
La géothermie permet de chauffer un bâtiment en puisant la chaleur contenue dans le sol. Elle est bien souvent exploitée au moyen de pompes à chaleur géothermiques, mais elle peut aussi l’être grâce à un puits canadien.
Le fonctionnement de celui-ci repose sur un procédé simple : amener de l’air neuf dans l’habitat grâce à un conduit souterrain dont l’entrée sera la plus éloignée possible de la maison afin que la surface d'échange soit maximum.
L’air est distribué dans le logement au moyen d’une ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux ou d’une VMC simple flux. Le conduit est, quant à lui, situé à au moins 2 mètres sous terre, là où la température varie très peu, été comme hiver (environ 12°C).
Le solaire thermique
Utiliser la lumière du soleil pour produire de la chaleur apporte de nombreux avantages :
C’est une énergie gratuite à l’usage, renouvelable et disponible partout.
Elle est par exemple d’autant plus intéressante qu’elle permet d’apporter de l’énergie dans les lieux les plus reculés, et où l’entretien d’un réseau peut se révéler compliqué. Les pays et les régions insulaires très ensoleillés se prêtent particulièrement bien aux installations fonctionnant à l’énergie solaire.
Quelles solutions pour votre logement ?
Pour votre habitat, vous pourrez opter pour deux systèmes :
- un chauffe-eau solaire individuel (CESI) ;
- un système solaire combiné (SSC) qui servira à chauffer votre logement et le circuit d’eau chaude sanitaire.
Un CESI pourra couvrir de 50 à 80 % de vos besoins en eau chaude sanitaire et un chauffage solaire jusqu’à 60 % de vos besoins de chauffage selon la région où vous vous situez et l’ampleur de votre installation.
La méthanisation
La méthanisation utilise un processus biologique naturel. Dans un méthaniseur, soit en l’absence d’oxygène et sous l’effet de la chaleur (38 °C), des bactéries transforment une partie de la matière organique en du biogaz, principalement constitué de méthane, et en un résidu, appelé le digestat.
Si le digestat ainsi obtenu sert de fertilisant, le biogaz peut servir à produire du :
- biométhane qui sera injecté dans le réseau de distribution du gaz ;
- combustible de moteur à cogénération (production d’électricité et de chaleur en même temps) ;
- combustible de chaudière ;
- carburant pour les véhicules.
La construction d’une unité de méthanisation est souvent un projet collectif porté par un groupement d'agriculteurs, une collectivité, une entreprise ou des stations d’épuration des eaux usées. Les particuliers, quant à eux, peuvent choisir de s’orienter vers un fournisseur de biogaz ou gaz vert pour leur consommation.
Pour les besoins en électricité
En France, l’électricité consommée est principalement produite à l’aide d’énergies non renouvelables. Le nucléaire arrive loin en tête puisqu’il contribue à hauteur de 69 % à la production électrique française. Seuls 24 % de la production électrique est issue d’énergies renouvelables, nous sommes donc encore loin de l’objectif de 40 % pour 2030.
Deux axes sont envisagés pour atteindre cet objectif :
- la montée en puissance du parc éolien et photovoltaïque ;
- la régulation de notre consommation d’électricité.
Cette dernière passe notamment par des changements de comportements, le remplacement d’équipements obsolètes par des dispositifs plus performants et aussi la rénovation des installations électriques.
L'éolien
L’éolien, qui permet d’utiliser la force du vent pour produire de l’énergie, est appelé à fortement se développer dans les années à venir. En effet, il s’agit de multiplier les capacités du parc par 2,2.
L’éolien terrestre
Aujourd’hui, l’éolien terrestre devient de plus en plus compétitif et son coût (60 €/MWh) se rapproche de celui du nucléaire (50 €/MWh selon un rapport de la Cour des comptes de 2014). De plus, l’installation d’éoliennes peut représenter un investissement intéressant pour les propriétaires fonciers et les collectivités territoriales.
L’éolien en mer
L’éolien en mer est celui qui possède le plus de potentiel, car les vents marins sont plus forts et plus réguliers. Il est également possible d’y implanter des éoliennes de plus grande taille.
Deux types d’éoliennes peuvent être installés en mer :
- les éoliennes posées avec une structure fixe à de faibles profondeurs (moins de 50 mètres et à proximité des côtes) ;
- les éoliennes flottantes avec une plateforme flottante stable ancrée sur le fond marin (en cours d’expérimentation).
Quelles solutions pour votre logement ?
Pour les particuliers, il est possible de faire l’acquisition d’éoliennes domestiques. Leurs capacités ne peuvent couvrir les besoins d’un logement, mais elles peuvent constituer une énergie d’appoint en complément d’une installation photovoltaïque par exemple.
Le solaire photovoltaïque
L’énergie solaire est elle aussi amenée à apporter sa contribution au nouveau mix électrique français. Le parc photovoltaïque du pays devrait ainsi être multiplié par 4,3 pour atteindre l’objectif fixé pour 2030.
Les installations de panneaux photovoltaïques qui présentent le plus grand potentiel sont les parcs solaires au sol ou celles sur des constructions avec une importante surface de toiture telles que les usines, les bâtiments agricoles, les immeubles d’habitation collective ou encore certains bâtiments administratifs ou des collectivités territoriales.
Pour les particuliers, trois modèles sont possibles :
- vendre la totalité de la production électrique des panneaux ;
- consommer leur production domestique et injecter le surplus dans le réseau ;
- l’autoconsommation totale (le surplus peut être stocké dans des batteries aujourd’hui disponibles à des prix encore relativement élevés).
L’hydroélectricité
L’hydroélectricité qui utilise très souvent la force des cours d’eau, mais parfois aussi celle des courants marins est l’une des énergies renouvelables les plus utilisées au monde. Certains pays montagneux, comme la Suisse, produisent en effet la majeure partie de leur électricité de cette façon.
Les particuliers peuvent parfois produire leur propre électricité grâce à des turbines hydrauliques. Cependant, l’implantation d’un tel système est complexe ainsi que strictement réglementée. Il est conseillé de se renseigner auprès du Syndicat national de la petite hydroélectricité avant de se lancer dans un tel projet.
Le saviez-vous ?
En France, l’énergie hydraulique est la seconde énergie la plus utilisée pour produire de l’électricité. Elle représente 12 % de notre production électrique.
Intermittence et stockage
Certaines énergies vertes sont des énergies intermittentes comme l'énergie éolienne et le photovoltaïque. La production hydraulique dépend, quant à elle, beaucoup du débit des cours d’eau et elle peut donc fortement diminuer en cas de sécheresse ou selon les saisons.
La question du stockage de l’énergie se pose dans de nombreuses situations. Si des solutions satisfaisantes ont été trouvées pour stocker la chaleur, pour l’électricité, il reste encore à trouver de meilleures techniques que celle des batteries de stockage.
Les piles à hydrogène répondent en partie aux besoins, mais ne résolvent pas tout à fait la question. Des avancées technologiques sont en cours de recherche pour améliorer le stockage de l’électricité.
La cogénération est de plus en plus utilisée. Plutôt que de stocker de l’électricité, on produit chaleur et électricité de façon conjointe.
Choisir un fournisseur d'électricité vert
Pour adopter les énergies renouvelables sans toucher à son installation, rien de plus simple ! Il vous suffit de choisir un fournisseur d’électricité vert. Pour repérer ce type de fournisseur d’énergie, fiez-vous au label VertVolt créé par l’Ademe, l’agence de la transition écologique.
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