Production d'eau chaude en rénovation énergétique

Souvent négligée à l’instar de la ventilation du logement, la production d’ECS reste une dépense énergétique conséquente. Pour la contextualiser, la production d’eau chaude sanitaire représente à elle seule 13 % de la consommation d’énergie des ménages dans leur logement sur une année (sources CEREN, Secteur résidentiel - Suivi du parc et des consommations d’énergie - Juillet 2016). Mais aujourd'hui, il existe des systèmes de production d’eau chaude sanitaire efficients, fonctionnant avec des énergies renouvelables, dont l’empreinte carbone est des plus minimes, et permettant de réduire d’environ 50 % sa consommation énergétique. 

Systèmes de production d'eau chaude sanitaire en rénovation énergétique

Parmi les systèmes d’ECS déclinés en usage individuel et incluant la rénovation énergétique pour leurs performances, on distingue principalement trois chauffe-eau :

• Le chauffe-eau solaire individuel (CESI) : il récupère les calories gratuites du soleil pour chauffer votre eau sanitaire. Économique et vertueux, il en existe différents types pour se prêter à tous les budgets et contraintes d’implantation. 

• Le chauffe-eau thermodynamique : il fonctionne comme une pompe à chaleur aérothermique. Facile à utiliser et programmable, il est rentabilisé en seulement quelques années. 

• Le système de production d’eau chaude sanitaire couplé à un système de chauffage (poêle hydraulique, bouilleur) : il permet d’utiliser une énergie à la fois pour chauffer le logement et l’eau sanitaire. Ce processus nécessite toutefois une production d’ECS secondaire lorsque le chauffage est éteint (énergie bois), et fait baisser le rendement.

Un chauffe-eau thermodynamique est en moyenne rentabilisé sur 5 ans. Un chauffe-eau solaire permet de réaliser de 60 à 70 % d’économie sur la consommation d'énergie du logement.

Le chauffe-eau solaire individuel est un système de production d’eau chaude sanitaire composé d’un ballon et de panneaux solaires thermiques. De la surface de ces capteurs solaires (différente selon les régions) et du volume du ballon dépendra la quantité d’eau chaude dont vous pourrez disposer. Sachant qu’elle pourra en moyenne couvrir entre 50 et 70 % des besoins du foyer, avec les mêmes économies en termes de facture à la clé !

Les différents types de chauffe-eau solaires

Il existe quatre grands types de chauffe-eau, à choisir au moment de votre rénovation en fonction de vos besoins et de votre budget.

• Le chauffe-eau solaire monobloc, où le panneau solaire et le ballon forment un seul bloc placé au même endroit, au sol comme sur un toit. C’est le plus simple à poser et le plus économique des chauffe-eaux solaires puisqu’il ne nécessite pas de pompe : l’eau, une fois réchauffée par le rayonnement solaire, devient moins dense et monte dans le ballon. Mais le ballon étant toujours en extérieur, il est plus difficile de conserver la température de l’eau. Ce type de ballon solaire peut également être assez inesthétique sur une toiture.

• Avec le chauffe-eau solaire à thermosiphon, le ballon est placé plus haut (souvent dans les combles) que les panneaux solaires : l’eau chaude, plus légère, remonte naturellement dans le ballon, tandis que l’eau froide redescend.

• Le chauffe-eau solaire à circulation forcée est en plus doté d’une pompe électrique qui permet d’installer le ballon où on le souhaite. Et c’est un fluide caloporteur qui transporte la chaleur jusqu’au ballon où elle est récupérée via un échangeur. Un second circuit transporte ensuite l’eau chaude sanitaire jusque dans la maison. Avec un fluide qui ne craint pas le gel, un rendement élevé et un régulateur qui peut déclencher le réchauffement sous certaines conditions, c’est le système le plus couramment installé, mais aussi le plus cher et le plus complexe à installer.

Il existe également des chauffe-eaux solaires à autovidange. Les panneaux solaires sont alors installés plus haut que le ballon. Lorsque le soleil ne chauffe plus les panneaux, la circulation s’arrête et le circuit est vidangé automatiquement.

Le chauffe-eau thermodynamique est un système de production d’eau chaude qui profite des calories gratuites de l’air pour chauffer l’eau chaude sanitaire. D’où des économies qui peuvent monter jusqu’à 70 % sur votre facture d’eau chaude. Et pas d’inquiétude en cas de forte demande d’eau chaude ou si les températures se font trop basses dans le cas d’un captage extérieur, le chauffe-eau thermodynamique est également doté d’une résistance électrique qui prend alors le relais pour chauffer l’eau.

Attention cependant à bien dimensionner le volume de votre installation afin de ne pas recourir trop souvent à cette possibilité, moins écologique et également moins économique. 

Le fonctionnement d’un chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique combine une pompe à chaleur aérothermique à un ballon d’eau. La pompe à chaleur récupère ainsi les calories naturellement présentes dans l’air pour réchauffer un fluide frigorigène. En s’échauffant, ce fluide se transforme en un gaz qui va être comprimé au sein d’un compresseur afin d’augmenter sa pression et sa température. Cette chaleur est ensuite transférée au ballon via un échangeur. En refroidissant, le fluide caloporteur redevient liquide et un nouveau cycle peut recommencer. 

Bien choisir l’implantation

Le chauffe-eau thermodynamique peut capter les calories de l’air intérieur ou extérieur :

• S’il extrait l’air intérieur, le chauffe-eau thermodynamique doit être installé dans une pièce éloignée des pièces de vie et avec un volume d’air d’au moins 20 m3, soit 10 m2. Cette pièce ne doit pas être chauffée, mais la température ne doit pas tomber en dessous des 5° C. 

• S’il extrait l’air extérieur, le chauffe-eau thermodynamique peut utiliser un système de gaines ou être choisi en version split, la cuve étant alors placée à l’intérieur, la pompe à chaleur à l’extérieur. Le chauffe-eau thermodynamique est une solution pratique dans le cadre de la rénovation d’un appartement ou si vous ne disposez pas d’une pièce non chauffée, bien qu’il soit un peu moins efficace en période de froid. 

Coupler son système de production d’eau chaude sanitaire à un système de chauffage biomasse permet de bénéficier d’une énergie économique et écologique. L’eau chaude peut ainsi être produite par une chaudière ou un poêle à biomasse, ainsi que par une chaudière gaz THPE (cette dernière installation est non éligible aux aides de MaPrimeRénov').

Un système de production d’eau chaude sanitaire couplé à une chaudière gaz THPE

La chaudière gaz à très hautes performances énergétiques (HTPE) est le plus souvent couplée à système de production d'eau sanitaire. Offrant une production d'ECS instantannée ou avec réserve grâce à un ballon d'hydro-accumulation, systèmes de chauffage et de production d'ECS sont indépendants et fonctionnent séparément.

Depuis le 1 janvier 2023, les chaudières à gaz THPE ne sont plus éligibles aux aides de MaPrimeRénov'.

Un système de production d’eau chaude sanitaire couplé à une chaudière biomasse

La chaudière biomasse est non seulement un moyen écologique et performant de se chauffer, mais elle peut tout aussi bien produire de l’eau chaude sanitaire. Si cette production d’eau chaude peut être instantanée, dans les faits, cette solution est rarement utilisée car elle est peu économique et ne peut répondre qu’à de faibles besoins en eau. 

La chaudière bois est donc le plus souvent couplée à un ballon d’hydro-accumulation, dont la mission est de stocker l'eau chaude produite. Si vous optez pour une chaudière à granulés bois, vous bénéficierez en outre d’un rendement énergétique élevé et d’une grande autonomie.

L’installation reste volumineuse, un espace suffisant doit être prévu au moment de la rénovation. D’autant qu’il vous faudra également stocker les granulés ou les bûches.

Un système de production d’eau chaude sanitaire couplé à un poêle bois

A l’instar des systèmes de production d’eau chaude sanitaire couplés à une chaudière biomasse, les poêles, à granulés ou à bûches, offrent aussi leur déclinaison hydro. C’est le cas du poêle à bûches bouilleur et du poêle à granulés hydro. L’un et l’autre sont couplés à un réservoir tampon permettant la production d’ECS. 

Comme pour les chaudières biomasse, ce processus de production n’est réellement intéressant qu’en période de chauffage, et peut faire baisser les performances thermiques du système de chauffage. 

Reste à s’orienter vers une autre solution de production d’eau chaude sanitaire en été, et dès lors que le chauffage central n’est pas en fonctionnement. 

La rénovation énergétique désigne l’ensemble des travaux de rénovation des bâtiments visant à réduire la consommation énergétique et les émissions de gaz à effet de serre, tout en améliorant le confort des habitants du logement. Dans ce cadre, on distingue principalement 5 projets de rénovation : 

• Systèmes de chauffage et gestion en rénovation énergétique

• Production d'eau chaude en rénovation énergétique

• Procédés de ventilation en rénovation énergétique

• Menuiseries extérieures en rénovation énergétique

• Isolants et les travaux d'isolation en rénovation énergétique

Dans l’objectif de répondre au mieux aux besoins environnementaux, et de favoriser l’accessibilité des travaux à tous les propriétaires de logements, la rénovation énergétique est encadrée par des labels, des aides financières, et s’inscrit dans le vaste programme qu’est la transition énergétique.

• Aides en rénovation énergétique : ce qu'il faut savoir

• Les principaux labels en rénovation énergétique

• Rénovation énergétique : un enjeu écologique

• Transition énergétique : ce qu'il faut savoir