Longtemps ignoré lors des calculs de la RT2012, le besoin de rafraîchissement est réel et croit avec le besoin de confort. (figure 3.5 du rapport de l'OCDE sur le futur du rafraîchissement)
Le rafraîchissement peut être généré par une clim air-air, appareil utilisé pour modéliser le graphique ci-dessus et extrêmement groumant en énergie, par une pompe à chaleur air-eau moins consommatrice ou par le système basé sur la géothermie appelé " géocooling passif" qui permet de rafraîchir sans dépenser d'énergie en allant chercher la fraîcheur sous terre. Vous trouverez dans cet article :
- le besoin de rafraîchissement moyen par zone climatique d'un logement RT2012
- les moyens pour rafraîchir classés par ordre décroissant de consommation d'énergie qui correspond aussi à l'ordre décroissant de popularité.
- Les prochaines étapes sur le rafraîchissement "écologique" sans consommation d'énergie
Le besoin en rafraîchissement
Grâce au logiciel que nous avons fait développer par le BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), nous avons pu calculer le besoin de rafraîchissement en fonction de la zone géographique et climatologique selon le référentiel RT2012, La carte ci-dessous montre les besoins pour des maisons ou immeubles ayant un G=0,65 représentatif d'un immeuble RT2012 et une surface de 100 m²
Résultat sans appel: oui, il y a besoin d'un rafraîchissement si l'on veut que le niveau de température reste inférieur à 25°c dans une maison isolée suivant les normes RT2012. Bien sûr ces valeurs peuvent être minorées en utilisant des isolants à déphasage, ou en occultant complètement les fenêtres donnant sur le soleil, mais la carte ci-dessus explique le pourquoi de la frénésie vers les climatiseurs l'été. Le nombre d'heures d'inconfort, c'est à dire avec une température supérieure à 25°c varie de 940 heures à 2180 heures par an suivant les régions.
Hypothèses prises pour les calculs: Maison au niveau RT2012 (G=0,65), surface de 100m², hauteur sous plafond de 2,5m, 3 résidents, niveau de température de confort à 25°c dans toutes les zones sauf pour les zones H2d et H3 pour lesquelles la température de confort est de 26°c. référentiel climat RT2012 (hors effets climatiques)
Comment rafraîchir par ordre décroissant de consommation
Le rafraîchissement par clim air-air, extrêmement énergivore
La climatisation air-air, très populaire car facile en ajout et attractive, car elle a un bon rendement facial (le COP), cache le fait que 2/3 de l'énergie dépensée par la clim sont pour la déshumidification. Bien qu'ayant un COP de 3 ou plus, seulement 1/3 est vraiment utile pour baisser la température.
De ce fait, quand on parle de 1000 kwh de besoin en rafraîchissement sur la carte du chapitre précédent, cela donne aussi 1000 kwh électrique soit 2500 kwh d'énergie primaire au sens de la RT2012. Ramené au m², cela fait 25 kwh/m²/an. A titre de comparaison, le besoin annuel de chauffage pour une maison RT2012 est de l'ordre de 35 kwh/an/m².
Le moyen le plus populaire de rafraîchissement peut dépenser presque autant d’énergie que le chauffage.
Le rafraîchissement par pompe à chaleur air-eau: beaucoup mieux mais pas assez
Le rafraîchissement par pompe à chaleur air-eau est beaucoup plus attractif que la clim air-air, car dans ce cas on ne va pas déshumidifier l'air et donc épargner cette dépense d'énergie superflue. De ce fait la consommation électrique se trouve diminuée du facteur du COP de la pompe
En suivant le même calcul, pour 1000 kwh de besoin de rafraîchissement, le besoin en électricité est alors de 333 kwh et le besoin en énergie primaire de 832 kwh soit 8.32 kwh / m² /an. Cependant, l'utilisation de mode de production de frais, si il n'est pas prévu dans les calculs thermiques d'un immeuble, fait perdre le sésame de la lettre A ou certification RT2012.
Pour utiliser cette méthode, il faut aussi prendre des précautions:
- Utilisation d'un plancher, mur ou plafond chauffant rafraîchissant ayant une faible inertie pour permettre de rafraîchir au moment voulu. Ainsi, une chape de type fermacell ayant 30 minutes d'inertie sera préférable à une chape liquide pouvant avoir une inertie de plusieurs heures.
- Utilisation d'une sonde de mesure du point de rosée pour couper le rafraîchissement quand l'hygrométrie grimpe, par exemple à l'arrivée d'un orage. Sur ce point, les calculs montrent que les plupart des régions sont très peu impactées par le problème de point de rosée. Reste les zones côtières où il faudra être très vigilant.
- Suivant les régions, avoir un mode constructif du plancher ou mur ou plafond permettant de délivrer de 19 à 25 w/m². Cette puissance peut être délivrée en utilisant des modes constructifs très optimisés, savoir faire de Caleosol.
Autre limitation: la pompe à chaleur air-eau ne représente que 20% du marché à comparer aux chaudières gaz qui ocuupent 80% du marché.
Le rafraîchissement par géocooling passif "sans consommation d'énergie" Titre V RT2012
Encore peu connue, cette technique consiste à puiser la fraîcheur de la terre à quelques mètres sous nos pieds à l'aide d'une sonde géothermique. Cette même sonde peut aussi être utilisée l'hiver pour chauffer avec une pompe à chaleur eau-eau ayant des rendements bien supérieurs aux pompes air-eau. Le géocooling passif s'utilise sans pompe à chaleur. La seule consommation est celle du circulateur entre le liquide de la sonde et le liquide du plancher ou mur ou plafond rafraîchissant. Cette consommation est de l'ordre de 30 w/heure soit 0,03 w/m². Sur 1000 heures de fonctionnement, cela fait 30 kwh ou 75 kwh d'énergie primaire ou 0,75 w/m²/an. cette technique est éligible à la RT2012 avec le titre V adopté en 2017 grâce aux efforts de l'AFPG. C'est le rafraîchissement de confort sans dépenser d'énergie.
Pour utiliser ce type de rafraîchissement, les contraintes sont les mêmes que pour le rafraîchissement par pompe à chaleur air-eau.
La corbeille géothermique est la sonde utilisée dans cette publication pour calculer le matériel nécessaire et comprendre si le geocooling peut rendre service dans toutes les régions .
Caractéristiques de la corbeille géothermique:
- très compacte : 1,2 m de diamètre par 2,7 m de haut
- Installation à une profondeur de 1,5 m sous terre. A cette profondeur, on commence à éviter les variations de la température de la terre dues aux saisons
- Travaux réalisables par une pelle hydraulique "8T" assez commune chez les terrassiers. Le trou à creuser étant du même gabarit qu'un puisard.
- Peut convenir dans la plupart des régions
- Fabriquée en France
- Tests de performances réalisés sur la plateforme géothermique du BRGM à Orléans
Autre élément important: ce système fonctionne avec tous types de systèmes de générateurs de chauffage y compris chaudières gaz (80% du marché) pourvu que l'on ait un plancher, mur ou plafond chauffant avec les contraintes mentionnées plus haut.
Avec des corbeilles géothermiques, il est possible de rafraîchir une maison RT2012 avec un matériel d'un prix comparable à l'ajout de clim air-air.
Principe d'installation source Terrendis
La carte ci-dessous montre le besoin en nombre de corbeilles par zone géographique
Une corbeille nécessitant une emprise totale au sol d'environ 20 m², une surface de 40 à 120 m² de jardin sont nécessaires par 100 m² de logement suivant les régions. Cela est compatible avec la taille de jardin des nouveaux lotissements.
Les autres types de sondes pouvant être utilisés:
- La sonde verticale mise en oeuvre à l'aide d'une foreuse et pouvant atteindre 200 m de profondeur , elle est très performant et très compacte.
- Le géocooling sur nappe phréatique bien documentée avec la base cartographique du BRGM
- La sonde horizontale sera à éviter car trop proche de la surface et donc trop chaude en été
Réaliser une étude gratuite de rafraîchissement par géocooling
Juste par simple appel chez FreeHeat Caleosol au 02 34 46 00 00 ou en remplissant une demande sur
https://www.plancher-chauffant-caleosol.fr/
en cliquant sur le bouton bleu de demande d'étude
Les prochains articles sur le rafraîchissement
- Impact de l'augmentation de la température (changement climatique) sur le rafraîchissement
- Impact du niveau d'isolation sur le rafraîchissement
Les prochaines étapes de R&D sur le géocooling
- Programme de 3 ans sur l'optimisation du rafraîchissement de bâtiment tertiaires avec comme participants : BRGM, AFPG, FreeHeat Caleosol, CEBI45, Terrendis