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énergies renouvelables
Habitat et énergie : Les solutions d'équipements écologiques
Sommaire
Les énergies renouvelables
Production de chaleur
- Le bois énergie
- Le solaire thermique
- La géothermie
Production d'électricité
- Le solaire photovoltaïque
- L'éolien
- L'hydraulique
Production de force
Production de gaz
Les énergies renouvelables ; solutions d'équipements écologiques
L'installation d’équipements performants utilisant les énergies renouvelables dans l'habitat individuel est aujourd'hui une nécessité, bientôt une obligation avec la futur réglementation thermique RT2012.
Parce que les ressources en énergies fossiles s'épuisent ;
Parce que le bâtiment représente 40% de l’énergie consommée en France et 20% des émissions humaines de CO2 ;
Pour préserver l'environnement des générations futures, l'homme doit utiliser les ressources naturelles illimitées, exploitables et non polluantes que sont la chaleur et la lumière du soleil, la force du vent et de l'eau, le bois, le gaz produit par la décomposition des matières organiques, et la chaleur de la terre.
Elles sont nommées :
énergies solaires ; thermique et photovoltaïque
énergie éolienne
énergie hydraulique
énergies de la bio-masse ; bois énergie et biogaz
énergie géothermique
Elles permettent de produire de la chaleur ou du froid, de l'électricité ou de la force et des combustibles avec le bois ou le gaz.
Ces énergies doivent être intégrés dans la construction d'habitat individuel ou collectif.
Le choix d'une ou de plusieurs d'entre elles est déterminé par la situation géographique et le climat, le site et son environnement.
Des bureaux d'études spécialisés se développent progressivement.
Production de chaleur
Le bois énergie
C'est la plus ancienne et la première énergie renouvelable exploitée par l'homme.
Le bois est utilisé par l'humanité pour la protection, le chauffage et la cuisson des aliments depuis au moins 400 000 ans.
Issue de forêts exploitées, le bois énergie permet la valorisation de déchets et sous produits de la filière bois précédemment jetés ou brûlés en place.
Des appareils adaptés permettent d'équiper tous les types de logements, de l'appartement à la maison individuelle, du petit au très gros collectif.
Outre le chauffage du bâtiment, le bois énergie permet de chauffer l'eau chaude sanitaire ou de cuisiner.
Les dernières générations d'équipements atteigne les 90% de rendement et propose l'automatisation du fonctionnement. On considère le bilan carbone nul (les arbres replantés stockant le CO² émis), mais les émissions de CO² sont aussi très limitées (10 fois moins que le gaz naturel et même 2 fois moins que l'électricité).
En France, la ressource est bien répartie sur le territoire et la surface forestière à doublé au cours du dernier siècle. C'est une ressource locale non délocalisable.
Le chauffage au bois
Avec une combustion optimale, les dernières générations de poêles, cuisinières et chaudières, propres et automatisés, allient efficacité et coût faible du combustible.
Ces appareils peuvent être installés comme source unique de production ou en appoint d'une autre énergie renouvelable.
Le coût des nouveaux combustibles, plaquettes et granulés, déjà inférieur à celui des autres énergies, baissera avec le développement des installations.
Les appareils de chauffage au bois
Les poêles à granulés, de masse ou à inertie, à bûches traditionnels, à bûches performants, turbo, à bûches à post combustion
Les chaudières automatiques à granulés, automatiques à plaquettes, à alimentation semi-automatique, à alimentation automatique, à bûches, à combustion inversée, à combustion inversée assistée par ventilateur, à bûches avec accumulation en ballon d’eau chaude
Les cuisinières avec ou sans production d'eau chaude, chauffage central
Les cheminées à foyer ouvert (âtres), les inserts, les foyers fermés
Les combustibles bois sont les bûches, les briquettes ou bûchettes reconstituées, les plaquettes, les plaquettes issues de l'industrie du bois, les granulés
FLAMME VERTE est le label qui garantit la qualité, le rendement, et les hautes performances énergétiques et environnementales des appareils domestiques de chauffage au bois.
Vous trouverez un article très complet sur ces équipements
sur le site init environnement,
Fiches EcoC techniques et matériaux
- énergies –
bois énergie
Production de chaleur
Le solaire thermique
L'énergie solaire est inépuisable, non polluante, disponible partout, gratuite et abondante.
Les systèmes techniques pour utiliser cette énergie piègent les calories solaires avec un absorbeur et les stockent directement dans une dalle plancher ou dans un volume d'eau.
Le système absorbant les calories, il faut qu'il y ai du soleil pour qu'il fonctionne. La production de chaleur est donc intermittente (alternance jour et nuit et ciel dégagé ou couvert).
Pour la production d'eau chaude sanitaire comme pour le plancher chauffant, l'autonomie moyenne est de trois jours sans soleil. En France, il faut donc prévoir un système d'appoint pour le chauffage comme pour l'eau chaude.
En moyenne, ces installations couvrent 70% des besoins
Les systèmes installés sont :
Le chauffe-eau solaire monobloc ou à éléments séparés
Le plancher solaire direct (PSD)
Le chauffage solaire avec stockage
Pour bénéficier des aides publiques, les installations solaires thermiques doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
Production de chaleur
La géothermie
La géothermie de surface développée pour l'habitat individuel ou collectif est une énergie permanente et inépuisable.
Fonctionnant comme un réfrigérateur, la machine extrait les calories du sol pour les restituer dans un circuit en dalle plancher ou dans une réserve d'eau pour l'eau chaude sanitaire.
Le système est constitué
- d'un capteur, circuit hydraulique enterré :
Soit capteur horizontal installé dans le sol à une profondeur variable selon le climat sur une surface pouvant atteindre 2 fois la surface habitable ;
Soit capteur vertical avec une sonde installée dans un forage pouvant atteindre 100 m de profondeur.
Une troisième option consiste à extraire et à ré-injecter à l'aide de deux forages l'eau d'une nappe chaude en prélevant les calories nécessaires en surface.
- d'un émetteur, circuit hydraulique alimentant un plancher chauffant basse température ou des radiateurs
- d'une pompe à chaleur géothermique (PAC)
Différents systèmes sont proposés, sol/sol, eau/eau, sol/eau .
Pour bénéficier des aides publiques, les installations géothermiques doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
Production d'électricité
Le solaire photovoltaïque
C'est la lumière du soleil qui est directement transformée en électricité. Nul besoin d'un grand soleil mais de luminosité. Le système fonctionnera même par temps couvert toute la durée du jour.
Les panneaux photovoltaïques sont constitué de cellules photovoltaïques composées de silicium, matériau semi-conducteur qui a la propriété de générer de l'électricité lorsqu'il se trouve exposé à la lumière.
L'électricité produite est soit consommée instantanément, soit stockée dans des batteries, soit envoyée sur le réseau pour les installations raccordées.
Le solaire photovoltaïque est considéré comme écologique parce qu'il n'émet pas de CO² et ne produit pas de déchets polluants.
Cependant, la fabrication des composants des panneaux utilisant la technologie du silicium nécessite beaucoup d'énergie.
Une nouvelle génération de capteurs constitués de gel organique entre deux feuilles de verre permettrons à des vitrages transparents de produire de l'électricité.
Pour bénéficier des aides publiques, les installations photovoltaïques doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
Production d'électricité
L'éolien
L'énergie cinétique du vent qui entraîne une hélice en rotation est transformée en énergie mécanique. Cette dernière actionne une génératrice qui produit de l'électricité.
L'électricité produite est soit consommée instantanément, soit stockée dans des batteries, soit envoyée sur le réseau pour les installations raccordées.
La production des éoliennes est dépendante de la force et de la régularité du vent. Le choix de cette technique sera lié à la météorologie locale et à la topographie du site.
A l'exception de petits modèles « familiaux » et pour bénéficier des aides publiques, les installations d'aérogénérateurs doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
Production d'électricité
L'énergie hydraulique
C'est le mouvement des masses d'eau s'écoulant des hauteurs vers les océans qui génère cette énergie.
La petite centrale hydraulique (PCH) en haute chute nécessite un dénivelé important entre le captage et la turbine. En plaine, le détournement de la rivière dans un canal permet de créer un petit dénivelé ; c'est le procédé de basse chute.
Si un ruisseau ou une rivière avec un débit suffisant traverse ou borde votre propriété, vous pouvez installer une centrale moyennant quelques démarches administratives.
La production de ce type d'installation est stable et fiable.
L'électricité produite est soit consommée instantanément, soit stockée dans des batteries, soit envoyée sur le réseau pour les installations raccordées.
Pour bénéficier des aides publiques, les installations de petites centrales électriques doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
L'énergie des marées et des vagues peut être captée. Pour une propriété en bord de mer ou d'estuaire, l'installation d'un radeau hydraulienne permet de produire de l'électricité. Le système fonctionne en continu sauf durant les périodes d’étal de haute et de basse mer (voir la rubrique énergies renouvelables système D ; exemples et modèles).
Production de force
L'éolien
Une éolienne génère une force mécanique. Cette force peut être utilisée pour actionner directement une pompe à eau ; c'est l'éolienne de pompage, autrefois courante dans nos campagnes.
Production de force
L’énergie hydraulique
La roue à aube entraînée par la force de l'eau peut actionner les meules d'un moulin ou une scie à bois. Si une chute d'eau se trouve sur votre terrain cette application peut être d'actualité.
Production de biogaz
Le biométhane
Connu au moyen âge sous le nom de gaz des marais et malgré une tentative industrielle dans les années 1950, il n'a pas connu le développement que ses possibilités laisse présager.
En Inde dès la fin du 19ème siècle on construisait des digesteurs (ou cuve de fermentation) simples incluant un gazomètre cloche permettant d'alimenter un ou plusieurs brûleurs pour la cuisson des aliments.
La matière organique recouverte d'eau est mise à fermenter dans une cuve alimentée en bactéries comme la fosse septique d'un système d'assainissement.
Ces bactéries anaérobies (sans oxygène) digèrent la biomasse et produisent le méthane.
On retrouve ces bactéries dans la pense des bovins qui contribuent ainsi au réchauffement climatique en évacuant des quantité importante de méthane.
Un système de production et de valorisation comprend :
Le digesteur ou cuve de fermentation
Le dispositif d'épuration (pour éliminer le CO²)
Le gazomètre souple ou rigide
Le méthane peut être utilisé directement, les gazomètres assurant une pression ajustable.
Les applications possibles
Production de chaleur en alimentant des brûleurs Il est utilisé pour le chauffage, la production d'eau chaude sanitaire, la cuisson des aliments.
Production d'électricité ou de force en alimentant un moteur thermique entraînant soit une génératrice d'électricité soit un outil (scie à bûches...)
Production de carburant après épuration il est compressé et stocké en bouteille, il peut être utilisé comme carburant pour un véhicule adapté (attention à la législation).
Pour envisager l'étude d'une telle installation, il faut disposer d'une source de biomasse suffisante.
Pour bénéficier des aides publiques, les installations de production de biogaz doivent être étudiées par un bureau d'étude et mises en œuvre par des professionnels spécialisés.
Vous trouverez un article très complet sur l'ensemble de ces équipements
sur le site init environnement,
Fiches EcoC techniques et matériaux
- énergies –
