Poêle de masse : retour sur les consommations (5/5)

Toutes les deux à trois semaines, l’Espace Info-Energie de l’ALEC27 à Louviers vous fait découvrir un équipement innovant de chauffage au bois à travers une série d’articles. Dans ce cinquème article Mr Boucherie propose un retour sur le confort et les consommations de son logement.

 

 

Bilan énergétique et écologique

Témoignage et rédaction par Mr Dominique Boucherie.

L’idée de départ (article 2/5) était de tendre vers l’autonomie énergétique voire passive en privilégiant des solutions écologiques. Malgré les efforts, l’ensemble n’est pas passif. Cependant, la quantité d’énergie consommée ramenée au  [m² et par an] a été divisée par 3 par rapport à notre ancien logement.

Bien que l’appareil de chauffage soit sous-dimensionné en puissance, le confort est atteint environ 6 mois sur 7 pendant la période de chauffe. Cela s’explique par les effets de l’inertie du poêle et de la maison.

L’énergie utilisée est désormais 100% renouvelable (8m³ de bois + des apports solaires + électricité « verte »). L’énergie électrique (~4000 kWh) est approvisionnée auprès d’un revendeur d’électricité qui s’approvisionne lui-même à 100% auprès de producteurs d’électricité renouvelable.

La récupération d’eau de pluie représente 36 m³, cela diminue la consommation annuelle d’eau potable de 36%.

Les apports solaires contribuent au chauffage du logement (à travers les baies) et de l’eau chaude (panneaux solaires ~2800 kWh).

Concernant  la consommation d’électricité liée à la production d’eau chaude, elle a été réduite de 70% grâce aux apports de l’installation solaire.

Bilan économique

Le coût des équipements solaires thermiques (~2000€) a été amorti en ~5 années (en s’appuyant sur un budget annuel moyen de 400 euros lié à la production d’eau chaude pour 4 personnes).

Le poêle de masse a coûté ~12000€. Nous avons bénéficié à l’époque d’un crédit d’impôt de ~6000€, d’une aide de la région Haute-Normandie de 750€ et d’une subvention de la Communauté d’Agglomération des Portes de l’Eure (la CAPE) de 325€.

Les autres solutions mises en place ayant été réalisées en autoconstruction, nous n’avons pas bénéficié d’autres aides.

Le poêle de masse a été financé à l’aide d’un prêt à taux zéro accordé par l’employeur. Remarque : nous avons constaté que le prix du poêle avait évolué en fonction des subventions accordées par l’État.

Cette année, nous avons acheté 8m³ de bouleau sur pied à 5€. Le budget chauffage 2014-2015 s’élève donc à 40€ (sans compter le temps, la main-d’œuvre, l’entretien d’une tronçonneuse et le coût du transport). Plusieurs personnes nous ont offert du bois comme par exemple un bouleau, un sapin gênant ou un peuplier déraciné contre enlèvement. Il nous est également arrivé de chauffer le logement à l’aide de palettes non traitées durant plusieurs mois. En moyenne, notre facture énergétique annuelle s’élève à ~600€ soit ~50€ par mois.

Sur ce graphique on remarque que la différence entres les résineux et les feuillus n’est pas si importante que l’on pourrait le penser.

Les apports solaires passifs pour le chauffage

A partir de début mars, le soleil est de plus en plus présent sur les baies vitrées. Lors des journées ensoleillées, les apports solaires permettent de diminuer les besoins du chauffage au bois ou parfois même de s’en dispenser. En effet, le rayonnement solaire traverse les baies vitrées (~10 m²) et est capté par la terre cuite du sol et des murs (inertie).

Sans apport bois, la température intérieure atteint alors régulièrement 22°C. Les calories sont stockées dans les matériaux, puis lentement restituées, y compris la nuit grâce au déphasage.

Les bienfaits de l’inertie de la maison

L’énergie accumulée est libérée progressivement, les variations de température constatées sont faibles, il n’y a  pas de surchauffe ou de perte brutale de température.

Cette caractéristique est liée à l’appareil de chauffage mais aussi à la capacité thermique du logement (détaillée dans l’article 2/4) qui a pour effet d’absorber la chaleur produite et de la restituer lentement, mais aussi d’éviter les pertes liées aux surchauffes.

La brique mono-mur s’accorde bien (thermiquement) avec le poêle de masse et cette isolation répartie est préférable à une isolation intérieure qui aurait eu pour effet de limiter la capacité du logement à stocker la chaleur produite par rayonnement du poêle.

Notre habitation a été pensée en fonction du poêle, c’est à dire une position centrale pour une bonne répartition de la chaleur, un vide sur entrée pour diffuser l’air chaud à l’étage, une isolation intérieure et des matériaux pleins pour favoriser l’inertie et donc la capacité du logement à stocker des calories.

Le confort

La chaleur du poêle de masse est transmise essentiellement par rayonnement infrarouge, le ressenti est très agréable. En effet, ce rayonnement chauffe les murs, les parois sont presque à température ambiante.

La masse du poêle contribue au confort, cela permet d’espacer les feux et donc les contraintes de présence dans le logement afin d’alimenter le foyer du poêle. on peut dire que  l’utilisation du poêle est compatible avec des horaires de travail conventionnels.

En période très froide (environ 30 jours par an), la température de 19°C est atteinte à l’aide de deux feux espacés de 12 heures. Cette période hivernale extrême, reste malgré tout moins confortable, car la température de confort est plus difficile à atteindre.

 Il est probable que ce soit la combinaison de plusieurs facteurs :

  • la masse du poêle est insuffisante (prescrit pour une surface de 70m2),
  • la brique mono-mur et sa mise en œuvre ne tient pas ses promesses en matière d’isolation,
  • les ponts thermiques affectent l’efficacité énergétique.

Ce type de poêle nécessite un bois plus fendu que celui d’un poêle traditionnel. Cela demande par conséquent un peu de temps à y consacrer, mais cet effort n’est pas inutile car le bois séchera plus rapidement.

Pour ceux qui aiment les chiffres, on peut essayer de comparer les résultats terrain (observés) avec les résultats théoriques

 1.      La puissance maximale du poêle

  • Le poêle installé (2,2t) est prescrit pour une surface de 70m² (en rez-de-chaussée).
  • Il permet de brûler environ 1,2 kg de bois pour 100 kg de stéatite, soit 25 kg dans notre cas.
  • En période de grand froid, la puissance du poêle de 3,5 kW (voir calcul) est théoriquement insuffisante. D’ailleurs, dans la pratique, cette donnée est confirmée au cours des 30 jours les plus froids.

a.      (Puissance) Explications de terrain :

  • La puissance du poêle de masse peut être estimée par la formule Pmax = (Q x C * R) / 24.
  • En effet l’énergie consommée E = (Puissance x Temps) / rendement.
  • Quantité de bois brûlée Q = 25 kg (par jour au maximum)
  • Valeur calorifique d’un kg de bouleau sec (18 à 20%)  C = 4 kWh/ Kg
  • Rendement estimé de l’appareil R = 85 %

La quantité d’énergie totale produite par 25kg de bouleau est estimée à 25 x 4 kWh.

La puissance maximale du poêle est estimée à : Pmax = (25 x 4 x 0,85) / 24 = 3 541 W

 b.      (Puissance) Explication théorique :

  • Les déperditions de la maison (en surface totale à 19°C) peuvent être estimées par la formule bien connue des thermiciens : Dmax = G x V x DeltaT.
  • Coefficient de déperdition pour une maison en brique mono-mur réalisée entre 2001 et 2006, prenons pour référence un  G = 0,8 W/m3.K
  • Volume chauffé V = 140 m² x 2,5 m = 350 m³
  • Différence de températures dans l’Eure entre l’intérieur et l’extérieur DeltaT = 19 – (-7) = 26°C

Déperditions maximales estimées au plus froid de l’hiver : Dmax = 0,8 x 350 x 26 = 7 280 W

Attention, cette puissance est nécessaire seulement quelques jours dans l’année, lorsque le résultat de la température moyenne extérieure durant une journée de 24h a été de -7°C. Cette puissance doit donc permettre de garder les 19°C de confort intérieur malgré les déperditions de la maison alors qu’il fait très froid à l’extérieur.

Cette puissance théorique, part du principe que toutes les pièces sont à 19°C, même à l’étage !

L’énergie consommée par le poêle durant la période de chauffe

  • Annuellement nous consommons moins de 8m³ de bois.

 a.      (Energie) Explications de terrain :

  • La quantité d’énergie consommée sur la période de chauffe est estimée par la formule suivante : E= N x M x C
  • Nombre de m³ de bois consommés  N = 8 m³
  • Valeur calorifique d’un kg de bouleau sec (entre 18 et 20%)  C = ~4 kwh
  • Masse estimée d’un m³ de bouleau sec M= 400 kg

E consommée = 8 x 400 x 4 = 12800 kWh / an

 b.      (Energie) Explications théoriques :

  • En considérant toujours notre maison en coefficient de performance G = 0,8
  • En prenant un rendement poêle de 85%
  • En prenant comme DJU pour l’Eure le chiffre de 2500 (degré jour unifié)

On peut calculer la consommation théorique pour chauffer la maison durant la période de chauffe :

E = G * Vol * DJU * 24h / 1000 soit E = 0,8 * 350 * 2500 * 24 / 1000

E = 16 800 kWh en tenant compte d’un rendement de 85% nous arrivons à 19 765 kWh d’énergie nécessaire sur la période de chauffe.

Les résultats théoriques indiqueraient qu’il manque environ 7 000 kWh pour couvrir les besoins de chauffage de la maison sur l’année. Mais n’oublions pas les apports solaires qui ne sont pas présents ici. Tout cela se calcule, mais restons en-là.

Enfin pour conclure

Dans le contexte présenté, le poêle de masse remplit son objectif. Il est économique, facile d’utilisation, confortable et écologique. Un petit chauffage électrique (2000w) en appui au chauffage bois serait le bienvenu durant les 30 jours les plus froids de l’année. Nous projetons l’installation d’un renfort de l’isolation thermique par l’extérieur, cela réglerait le problème définitivement.

Qu’il pleuve ou que le soleil brille, nous sommes en mesure de récupérer ce qui est facilement et localement exploitable. Une éolienne de type Hugh PIGOTT est en cours de construction. Un article est paru dans le magazine de « La maison Ecologique » n° 86 d’Avril-Mai 2015 sur le sujet.

L’énergie du vent mériterait d’être exploitée et le département de l’Eure offre des vents nominaux séduisants.

L’autonomie dans chacun de ces domaines demande des investissements plutôt importants, c’est pourquoi, nous pensons qu’il est souhaitable de ne pas tomber dans des excès en recherchant systématiquement l’autonomie à 100%. L’idée est plutôt de profiter des apports facilement exploitables (bois, solaire, eau de pluie, vent) et de compenser les besoins énergétiques (si nécessaire) grâce aux réseaux classiques disponibles (électricité, eau potable …).

A notre échelle, c’est une réponse à la transition énergétique pensée en 2005. Si c’était à refaire, le projet serait probablement différent, moins coûteux, plus performant et avec une part dédiée à l’autoconstruction plus importante.

Pour tous renseignements, vous pouvez contacter l’ALEC27 au 02 32 59 25 70 ou par e-mail  eie@www.alec27.fr

Les précédents articles publiés :

Poêle de masse : un système de chauffage peu connu (1/5)

Poêle de masse : naissance du projet (2/5)

 Poêle de masse : conception de la maison (3/5)

 Poêle de masse : mise en œuvre pratique (4/5)

Et aussi :

Poêle ou insert : critères de choix économiques et écologiques (1/2)

Poêle ou insert : critères de choix techniques (2/2)

 

7 avril 2015
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