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Remplacer la chaudière à mazout (fioul) par une pompe à chaleur "air/eau"
Ma chaudière à mazout (fioul) arrive en fin de vie. Mon bâtiment n'est pas bien isolé et je n'ai actuellement pas les moyens de l'assainir.
Pour protéger le climat, puis-je quand même installer une pompe à chaleur "air/eau" ?
La pompe à chaleur "air/eau" (PAC air/eau) est la moins chère à installer des pompes à chaleur recommandées en Suisse, et elle est autorisée quasiment partout, si on respecte le voisinage en évitant les nuisances sonores et les courants d'air froid. Elle fonctionne avec de l'électricité et puise de l'air à l'extérieur – même de l'air froid – et parvient à en soutirer de la chaleur qu'elle transmet au circuit d'eau de chauffage (qui alimente les radiateurs ou un chauffage au sol). Durant ce travail de "pompage" d'énergie renouvelable dans l'environnement, la PAC air/eau rejette de l'air plus froid à l'extérieur. Grâce à cette utilisation de la chaleur gratuite de l'environnement, un bâtiment équipé d'une PAC air/eau peut se chauffer et produire son eau chaude en utilisant jusqu'à 4 fois moins d'électricité que s'il était équipé d'un chauffage électrique direct. Ce coefficient de performance annuelle (COPA) dépend de la qualité d'isolation du bâtiment et de sa situation géographique (climat local).
Il existe des modèles de PAC air/eau qui s'installent à l'intérieur du bâtiment, d'autres à l'extérieur, et d'autres enfin qui sont en deux parties: le compresseur à placer à l'intérieur du bâtiment, et l'évaporateur à placer à l'extérieur, comme représenté ici (voir pompe à chaleur "air/eau"). Étant donné les progrès réalisés par les fabricants, une PAC air/eau peut aujourd'hui trouver sa place même dans un bâtiment situé à 1000 mètres d'altitude. Plus haut, il est conseillé d'avoir une autre source de chaleur pour les jours les plus froids, par exemple un poêle à bois.
Moins il y a de différence entre la température de l'air extérieur et la température de l'eau au départ du circuit de chauffage, et meilleur sera le rendement énergétique de la PAC – autrement dit, moins elle consommera d'électricité pour chauffer le bâtiment.
Pour pouvoir installer une PAC air/eau dans un bâtiment peu isolé, il est nécessaire que la température de départ du chauffage ne dépasse pas 60°C. Plus elle est basse, meilleur sera l'efficience de la PAC.
La température de départ, c'est la température maximale que peut avoir l'eau de chauffage au départ de la chaudière (ou de la pompe à chaleur), avant d'arriver dans les radiateurs ou dans le chauffage au sol. Cette température doit permettre de chauffer le bâtiment lors des jours les plus froids. Sur le Plateau suisse, on règle généralement la température de départ pour assurer le chauffage à -8°C. Ce réglage comporte une marge de sécurité pour les quelques jours qui pourraient être encore plus froids.
Un bâtiment neuf ou rénové selon les normes en vigueur demande une température de départ de seulement 35°C s'il est chauffé par le sol, et de 50°C s'il est équipé de radiateurs. Cette différence est logique, car la surface de plancher qui diffuse la chaleur est beaucoup plus grande que la surface de l'ensemble des radiateurs. La PAC air/eau aura une meilleure performance avec un chauffage par le sol, puisqu'elle doit moins élever la température de l'eau du circuit de chauffage (elle consommera moins d'électricité).
Dans un ancien bâtiment, mal isolé, chauffé par une ancienne chaudière à mazout et équipé de radiateurs, la température de départ est souvent de l'ordre de 60-70°C, et l'eau de chauffage retourne à la chaudière avec une température d'environ 50°C. C'est trop pour le bon fonctionnement d'une pompe à chaleur "air/eau". Mais cela ne veut pas dire qu'il faut oublier cette solution de chauffage. La température de départ peut très souvent être abaissée vers 55°C (retour à 35°C) par de meilleures réglages et par quelques travaux ciblés, moins coûteux et moins longs à entreprendre qu'un assainissement complet du bâtiment. Chaque degré en moins de la température de départ fait baisser la consommation électrique de la PAC d'environ 2%.
La température de départ est indiquée dans les réglages de la chaudière à mazout (consulter le mode d'emploi). Si un thermomètre est fixé sur le gros tuyau qui sort de la chaudière, on peut le consulter lors d'un jour très froid, au moment où l'eau de chauffage est envoyée dans le circuit (à faire durant la journée, car durant la nuit le chauffage est réduit). Il y a normalement un autre thermomètre sur le tuyau de retour, qui indique une température plus faible (les données de ces thermomètres sont approximatives; seules des mesures faites par un instrument professionnel peuvent être considérées comme fiables).
Lors de journées très froides, on peut aussi se faire une idée de la température de chauffage en posant la main sur un radiateur qui se trouve proche de la chaufferie. La main doit être posée sur le haut du radiateur, du côté de la vanne de régulation (arrivée de l'eau chaude). Si la température du radiateur se situe aux alentours de 45°C, le métal paraît chaud, mais on peut y laisser la main sans problème. À 50-55°C, il paraît très chaud et on n'a pas envie d'y laisser la main plus de quelques secondes. Au-delà de 60°C, le radiateur est trop brûlant pour y laisser la main.
Dans les anciens bâtiments, la puissance de la chaudière à mazout est souvent trop grande (par exemple 18 kW pour une maison individuelle, alors que 10 kW devrait suffire). À l'époque, les installateurs se préoccupaient surtout d'assurer un bon chauffage même par froid exceptionnel et prenaient de la marge – "on ne sait jamais…"
Souvent aussi, l'équilibrage hydraulique – c'est-à-dire les débits de l'eau de chauffage dans les différents radiateurs (ou les chauffages au sol) – n'est pas optimal. Et la courbe de chauffe est souvent réglée trop haute et trop pentue: c'est elle qui indique à la chaudière à partir de quelle température elle doit se mettre en fonction, et comment elle doit augmenter la température de départ lorsque le froid s'accentue au dehors.
Dans de nombreux cas, une température de départ élevée a été choisie pour compenser l'inconfort d'une pièce qui est plus difficile à chauffer que les autres. Plusieurs raisons peuvent expliquer cette difficulté:
- le(s) radiateur de la pièce est trop petit (>> changer le(s) radiateur pour un modèle de plus grande surface)
- le(s) radiateur ne reçoit pas assez d'eau chaude (>> modifier le débit d'eau de chauffage qui traverse le(s) radiateur)
- un mur qui donne sur l'extérieur est particulièrement froid (>> isoler le mur par l'extérieur – solution idéale – ou par l'intérieur)
- une grande baie vitrée transmet le froid (>> changer le vitrage ou la fenêtre pour un modèle avec double ou triple vitrage performant)
- la pièce se trouve au-dessus d'une cave froide ou sous des combles froids (>> isoler le plafond de la cave ou les combles)…
Si ces problèmes sont corrigés, la pièce pourra être chauffée avec une température de départ moins élevée qui pourrait convenir aussi à l'ensemble du bâtiment.
Lorsqu'on isole un mur ou un toit, ou lorsqu'on change des fenêtres, on doit dans tous les cas respecter les normes de performances énergétiques en vigueur.
Quelques soient les mesures choisies, on gagnera à isoler la tuyauterie du chauffage au niveau de la chaufferie: c'est une mesure bon marché et facile à réaliser soi-même.
pdf 2Mo- Isoler la tuyauterie, fiche d’information
La Confédération et les cantons ont édité plusieurs documents pour aider les propriétaires qui choisissent de rénover un bâtiment par étapes. Il est important de s'y prendre tôt et d'avoir une bonne idée de l'ordre dans lequel entreprendre les différents travaux. Avant de se décider pour un nouveau chauffage, il est fortement conseillé d'investir un peu d'argent pour établir un CECB©Plus (Certificat énergétique cantonal des bâtiments, version Plus) par un expert en énergie du bâtiment. Un CECB©Plus est une sorte d'audit qui fait le bilan énergétique du bâtiment et qui propose plusieurs scénarios pour sa rénovation. Il en résulte un document de plusieurs pages qui est d'ailleurs souvent exigé pour l'octroi de subventions dans le cadre du Programme Bâtiments.
pdf 4Mo- Comment réduire de moitié la consommation énergétique dans une maison individuelle grâce à des mesures ciblées -www.suisseenergie.ch
pdf 350Ko- Rénovation par étapes -www.suisseenergie.ch
Bâtiment-type construit en 1990, isolation et vitrages d'origine. Besoins de chaleur: 150 kWh (~14 litres de mazout) par m2 chauffé et par an.
– Testez les effets des mesures d'assainissement énergétique sur la consommation du bâtiment.
Besoins de chaleur
L'expérience a montré que seul un quart des bâtiments du siècle passé non rénovés peuvent recevoir une pompe à chaleur "air/eau" dans de bonnes conditions sans modification des radiateurs en place. Pour savoir si la PAC pourra bien fonctionner, il est nécessaire de procéder à une calorimétrie (selon la norme SIA 384/201), autrement dit de calculer la puissance de chauffage que peuvent théoriquement diffuser les radiateurs en fonction de la température et du débit de l'eau qui les traverse.
Au terme du calcul, on saura si on peut garder les radiateurs en place, ou s'il faut en changer un ou plusieurs pour des modèles de plus grande surface. On peut très bien conserver des radiateurs anciens. Ce qui compte surtout, c'est la surface d'échange avec l'air. On peut trouver des radiateurs plus puissants, et qui ne prennent pas davantage de place (par exemple, un double radiateur plat avec des ailettes métalliques prises en sandwich). Dans la gamme des modèles modernes dits "basse température", il existe des radiateurs de très grande surface qui forment un angle de 90 degrés, à installer dans les coins. Il y en a même de forme triangulaire qui peuvent se glisser le long d'un escalier ou sous la pente d'un toit.
Dans la plupart des cas, il est nécessaire d'équiper les radiateurs de vannes thermostatiques. De plus, l'installateur devra prêter une grande attention à l'équilibrage hydraulique du chauffage, c'est-à-dire la bonne répartition de l'eau chaude dans les différents radiateurs.
Ceci-dit, il est possible d'installer un chauffage au sol dans certaines pièces seulement, par exemple dans le séjour où le confort est particulièrement important (sous le serpentin de chauffage au sol, le plancher doit être bien isolé). Au sein du même bâtiment, une PAC peut chauffer à différentes températures l'eau de plusieurs circuits: par exemple, un premier circuit à 35°C pour les pièces chauffées par le sol, un deuxième circuit à 50°C pour les pièces chauffées avec des radiateurs, et un troisième à 60°C pour préparer l'eau chaude sanitaire dans le chauffe-eau.
Les fabricants de pompes à chaleur "air/eau" ont fait beaucoup de progrès au cours des dernières années. On trouve aujourd'hui des PAC air/eau dites "modulantes (inverter)" qui adaptent leur puissance en fonction de la demande de chaleur. Les modèles dits "haute température", plus chers, sont conçus spécialement pour fournir une température de départ de chauffage jusqu'à 60-65°C pour des radiateurs. C'est d'ailleurs la température nécessaire à produire l'eau chaude sanitaire. Évidemment, une telle PAC aura un rendement énergétique moins bon (elle consommera davantage d'électricité) qu'un modèle dit "basse température" placé dans un bâtiment bien isolé, puisque l'écart entre la température de l'air extérieur et la température de l'eau de chauffage est plus élevé.
De surcroît, un bâtiment peu isolé demandera une pompe à chaleur plus puissante – et donc plus chère – que s'il était bien isolé. Mais la même PAC pourra rester en place, lorsque le bâtiment sera isolé par étapes par la suite. Elle travaillera alors "moins fort" et moins souvent, et son efficience s'améliorera (elle consommera moins d'électricité). C'est donc une question de coûts: il faut faire la balance entre le prix de la pompe à chaleur et le prix des travaux ciblés qui permettraient de diminuer les besoins de chaleur du bâtiment – et donc d'opter pour une PAC moins puissante et moins chère.
Il faut se méfier des pompes à chaleur bon marché dont on peut trouver des publicités sur internet. Les pompes à chaleur "air/air" (elles soufflent de l'air chaud dans les pièces), qui sont des climatiseurs réversibles, ne sont pas efficaces pour le chauffage des bâtiments d'habitation ou de bureaux. Elles ne sont pas recommandées en Suisse, sauf pour des usages particuliers. À environ la moitié du prix des pompes à chaleur "air/eau" recommandées en Suisse, on trouve des modèles qui sont conçus pour fonctionner jusqu'à une température extérieure d'environ 5°C. Elles sont destinées au Sud de l'Europe, et elles ne sont pas conçues pour le climat du pays.
Pour choisir une pompe à chaleur, on peut se fier aux modèles recommandés par le Groupement professionnel suisse pour les pompes à chaleur; leur durée de vie devrait atteindre 20 ans (norme SIA). Dans tous les cas, on a intérêt a recourir à un installateur qui applique le PAC Système-Module, qui sert à la fois de guide et de garantie pour le choix, l'achat, l'installation et le suivi technique d'une pompe à chaleur.
www.pac.ch, Groupement professionnel suisse pour les pompes à chaleur
www.pac-systeme-module.ch, garantie de performance pour que la pompe à chaleur fonctionne parfaitement
Si on remplace une vieille chaudière à mazout par une neuve, on est reparti pour 20 ans d'émissions de CO2 importantes et de polluants de l'air.
Dans un bâtiment dont l'isolation n'est pas idéale, la pompe à chaleur consommera beaucoup d'électricité lors des jours les plus froids d'hiver – une électricité qui est en partie produite dans des centrales à énergie fossile (charbon, gaz, pétrole) en Allemagne, car la Suisse importe de l'électricité en hiver. Si, certains jours très froids les émissions de CO2 (indirectes) de la PAC sont à peine plus basses que celles de la chaudière à mazout, sur l'ensemble de la saison de chauffage, elles sont nettement plus faibles: pour un bâtiment typique des années 1990 qui demande environ 14 litres de mazout au m2 par an (presque 3 fois plus qu'un bâtiment neuf), la PAC air/eau dégage environ 60-80% de CO2 de moins qu'une chaudière à mazout.
On peut ainsi considérer le choix de la PAC air/eau comme un premier pas vers la transition énergétique. Sans oublier que le fait de s'équiper d'une pompe à chaleur favorise le marché des énergies renouvelables ainsi que les emplois et le savoir-faire dans le domaine.
Par la suite, le bâtiment pourra s'équiper de panneaux solaires photovoltaïques au moment de la réfection du toit pour améliorer le bilan CO2 de la pompe à chaleur. Étant donné la baisse de prix des installations photovoltaïques, l'électricité solaire est aujourd'hui rentable, surtout si on peut consommer une bonne partie de sa production et fournir l'excès à ses voisins (voir autoconsommation et communauté d'autoconsommateurs).
Bâtiment construit en 1990, isolation et vitrages d'origine. Chaudière à mazout de plus de 25 ans.
– Testez les options:
1. Mazout
2. Électricité du réseau
3. CO2
Dans un bâtiment moderne ou dans un bâtiment ancien énergétiquement assaini, la pompe à chaleur "air/eau" est la solution de chauffage la moins chère sur le long terme – surtout si le bâtiment est équipé de capteurs solaires photovoltaïques dont la PAC peut utiliser l'électricité.
Dans un bâtiment partiellement rénové, il faudra installer une pompe "haute température" plus complexe – et donc plus chère – et consommer davantage d'électricité. La différence avec le chauffage au mazout va dépendre de l'octroi de subventions (les conditions diffèrent dans chaque canton) et de l'évolution du prix du mazout et de l'électricité. Actuellement, le kWh de chaleur mazout coûte environ moitié moins cher que le kWh électrique (rappel: avec une PAC, chaque kWh électrique consommé permet de récupérer gratuitement dans l'environnement de 1 à 3 kWh de chaleur en plus, selon le coefficient de performance annuelle). Mais personne ne peut dire comment ces prix évolueront. Il est vraisemblable que, pour freiner le réchauffement climatique, les énergies fossiles (gaz naturel et mazout) seront plus lourdement pénalisées par des taxes.
Les cantons de Fribourg et de Neuchâtel ont mis en ligne un calculateur qui compare les coûts de plusieurs solutions de chauffage, en tenant compte des subventions cantonales:
Comparatif des coûts de chauffage (Fribourg) -www.fr.ch
Comparatif des coûts de chauffage (Neuchâtel) -www.ne.ch/energie
On peut aussi choisir une pompe à chaleur pour des raisons éthiques, sans se préoccuper de la rentabilité immédiate. Lors de l'achat d'une voiture, on ne se soucie généralement pas de la rentabilité et on peut dépenser beaucoup pour un véhicule qui passe la plupart du temps parqué dans un garage ou dans la rue... Le temps n'est-il pas venu de tirer davantage de fierté de son système de chauffage que de sa voiture ;-)
Dans le cadre du Programme Bâtiments, la plupart des cantons octroient une subvention lors du remplacement d'une chaudière à combustible fossile (gaz ou mazout) ou d'un chauffage électrique direct par une pompe à chaleur. Par contre, les montants et les conditions ne sont pas exactement les mêmes. Un CECB est parfois exigé. La demande de subventions doit être faite avant les travaux.
Dans ses calculs, il faut aussi prévoir que les coûts des travaux d'assainissement énergétiques du bâtiment peuvent être déduits des impôts (mais pas les montants des subventions, évidemment). On trouvera des informations auprès du service de l'énergie du canton où se trouve le bâtiment.
Trouver la bonne personne est souvent la clé du problème. Tous les installateurs ne se valent pas. Et il faut avouer que si la Confédération, les cantons et les associations professionnelles ont mis en place le PAC Systeme-Module, c'est justement parce qu'il est arrivé trop souvent qu'une pompe à chaleur soit mal dimensionnée par rapport au bâtiment, mal installée, ou encore mal réglée – et parfois les trois à la fois.
Les services cantonaux de l'énergie n'ont pas le droit de favoriser un installateur particulier. Mais ils recommandent de s'adresser à un installateur certifié par le Groupement professionnel suisse pour les pompes à chaleur. Dans tous les cas – et peu importe le mode de chauffage choisi – il est toujours bon de se renseigner auprès d'amis ou de voisins.
Pour le chauffage d'une maison individuelle, on peut se contenter des conseils d'un bon installateur qui a de l'expérience dans la pose des pompes à chaleur, l'équilibrage hydraulique du réseau de chauffage central, la calorimétrie des radiateurs (et des chauffages au sol) et les réglages fins de l'installation. Pour un bâtiment de plusieurs logements, il vaut vraiment la peine de dépenser environ CHF 2000.- pour avoir les conseils d'un ingénieur en thermique du bâtiment avant de s'adresser à un installateur de pompe à chaleur.
www.pac.ch, Groupement professionnel suisse pour les pompes à chaleur
www.pac-systeme-module.ch, garantie de performance pour que l'installation de chauffage fonctionne parfaitement
L'électricité délivrée à nos prises a plusieurs origines qui varient constamment, de même que son "contenu" en CO2, (voir mix électrique). En hiver en Suisse, durant certaines heures, le courant de la prise "contient" beaucoup d'électricité produite par des usines thermiques (d'Allemagne surtout) qui brûlent du charbon, du gaz naturel ou du mazout. En fait, cette production de pointe lancée à l'étranger répond à notre demande domestique d'électricité; elle nous coûte financièrement cher, et est responsable de grandes émissions de CO2 et de pollution de l'air à l'étranger.
En Suisse, une pompe à chaleur est généralement soumise à des "heures de blocage" de la part du fournisseur d'électricité, autrement dit elle est déconnectée à distance et ne peut pas fonctionner aux heures où la demande d'électricité est la plus forte. Or, c'est lors de ces fortes demandes que le courant électrique est responsable du maximum d'émissions de CO2.
Le développement des pompes à chaleur réduit aussi la consommation électrique globale du pays. Les chauffages électriques directs sont peu à peu remplacés par des pompes à chaleur qui consomment environ 3 fois moins d'électricité; les chauffe-eau électriques sont remplacés par des chauffe-eau pompe à chaleur (CEPAC) tout aussi performants; même les séchoirs sont remplacés par des séchoirs à pompe à chaleur qui divisent la consommation d'électricité par trois. Sans parler du fait que les bâtiments neufs et rénovés demandent trois fois moins d'énergie de chauffage que ceux du siècle passé.
Bien sûr, pour que notre pays réussisse sa transition énergétique et participe aux efforts de réduction des émissions de gaz à effet de serre (CO2 notamment) qui réchauffe le climat de la Terre, il faut multiplier les sources d'énergie renouvelable (utilisation de la chaleur de l'environnement par les pompes à chaleur, panneaux solaires, géothermie, bois, vent, etc.), réduire le gaspillage (notamment en isolant les anciens bâtiments), améliorer l'efficacité des systèmes de chauffage et de transport, et mieux stocker l'électricité et la chaleur. Ce n'est en tous cas pas en installant de nouvelles chaudières à mazout ou à gaz qu'on y arrivera.
Dans le cas où la Suisse n'arriverait pas à se passer des combustibles fossiles, il faut savoir que ce n'est pas en les brûlant dans des chaudières individuelles qu'on peut en tirer le meilleur parti. Il vaut mieux brûler le gaz et le mazout dans une installation de cogénération qui produit à la fois de la chaleur et de l'électricité (CCF/couplage chaleur-force/centrale à énergie totale), et utiliser cette électricité pour faire tourner des pompes à chaleur: au terme du processus, on chauffe deux fois plus de bâtiments.
La Suisse importe actuellement 80% de l'énergie qu'elle utilise – de l'énergie non renouvelable – qui pèse à la fois sur l'environnement et sur la balance commerciale du pays. Toute mesure qui vise à faire baisser ce chiffre est donc salutaire.