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Mémento de l’énergie GPL
[Les gaz Butane et Propane]
Réf. 293
Septembre 2013
L’énergie est notre avenir, économisons-la !
Sommaire
Présentation du CFBP ......................................................................................................... 3
Avant-propos...................................................................................................................... 4
Introduction ........................................................................................................................ 5
CARACTÉRISTIQUES ET PROPRIÉTÉS DE L’ÉNERGIE GPL..…………..……………………..............7
1. ORIGINES ...................................................................................................................... 8
2. PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES ................................................................................. 8
3. CONTENU ÉNERGÉTIQUE .............................................................................................. 11
4. TEMPÉRATURE D'ÉBULLITION ET TENSION DE VAPEUR ................................................. 12
5. ÉVAPORATION ............................................................................................................ 13
6. CONTENU EN CO2 ........................................................................................................ 14
CARACTÉRISTIQUES DES INSTALLATIONS……………………………………………….................17
1. IMPLANTATION DES RÉSERVOIRS ................................................................................ 19
2. LA DISTRIBUTION DES GPL PAR RÉSEAU CANALISÉ ...................................................... 23
3. SÉCURITÉ .................................................................................................................... 24
L’UTILISATION DES GPL DANS L’HABITAT .…………………………………………………………27
1. L’INTÉRÊT DES GPL ...................................................................................................... 28
2. CHAUFFAGE ................................................................................................................ 28
3. EAU CHAUDE SANITAIRE ............................................................................................. 29
4. CUISSON ..................................................................................................................... 29
LES USAGES PROFESSIONNELS DES GPL……………………………………………………………..31
1. AGRICULTURE – ÉLEVAGE - HORTICULTURE .................................................................. 32
2. CHAUFFAGE DE LOCAUX .............................................................................................. 32
3. SÉCHAGE ..................................................................................................................... 32
4. DÉSINFECTION DES SOLS ............................................................................................. 32
5. INDUSTRIES ................................................................................................................ 33
6. CHANTIERS ................................................................................................................. 33
7. SERVICES HÔTELLERIE RESTAURATION ......................................................................... 33
L’ENERGIE GPL DANS LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE………………………………………………35
1. L’ÉNERGIE LA PLUS ADAPTÉE POUR L’ACCOMPAGNEMENT DES ÉNERGIES
RENOUVELABLES ......................................................................................................... 36
2. LA CHAUDIÈRE À CONDENSATION ............................................................................... 36
3. LA POMPE À CHALEUR ................................................................................................ 37
4. LA CHAUDIÈRE À MICRO-COGÉNÉRATION .................................................................... 38
Références ....................................................................................................................... 39
Notes ................................................................................................................................ 40
Réf. 293 – Sept. 2013
> Mémento de l’énergie GPL
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Association de loi 1901, le Comité Français du Butane et du Propane (CFBP) est
l’organisation professionnelle de la filière des GPL qui assure la distribution des GPL
sur l’ensemble du territoire français et, en particulier, dans les 27 000 communes
françaises non raccordées au réseau de gaz naturel.
Le CFBP représente ses cinq adhérents - ANTARGAZ, BUTAGAZ, PRIMAGAZ, TOTALGAZ ET
VITOGAZ – auprès des différents acteurs politiques et économiques français.
En partenariat avec les instances nationales, européennes et internationales, le CFBP
contribue à l’élaboration des règles et des normes qui régissent l’exploitation et
l’utilisation des GPL.
Le CFBP informe le public et les différents services et industries liés aux GPL sur les
utilisations et avantages des gaz butane, propane et du GPL carburant ainsi que sur la
sécurité et les activités de la profession.
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Présentation du CFBP
Le CFBP, une association au service de la filière
Le Comité Français du Butane et du Propane (CFBP) est l’organisation professionnelle dont les
origines remontent à 1941 (association régie par la loi de 1901) qui participe de manière
active au développement de l’énergie GPL (Gaz de Pétrole Liquéfiés) en France. Ses
missions sont les suivantes :

Représenter ses adhérents auprès des pouvoirs publics nationaux, des autres industries
de l’énergie et des associations professionnelles nationales, européennes et
internationales et défendre les intérêts de l’industrie française des GPL.

Développer la sécurité à travers la mise en place des réglementations, la participation
aux formations et à l’agrément des professionnels du gaz.

Informer le public et les professionnels sur les avantages et les utilisations des GPL et
sur les activités de la profession ainsi que mettre à la disposition de ses adhérents
des informations statistiques, économiques et techniques sur les GPL.

Assurer la liaison entre les sociétés distributrices et les autres industries, tant au
niveau technique qu’économique.

Promouvoir les produits et accroître la notoriété de la filière GPL.
Les membres du CFBP
Le CFBP est constitué de membres titulaires représentés par les sociétés distributrices de
GPL et de membres associés, tous ayant des intérêts directs ou indirects importants dans
l’industrie des GPL. Le Comité est géré par un Comité Directeur de cinq membres.
Cinq membres intégrés :
Quatorze membres associés :
Une filière qui représente 22 000 emplois dans l’ensemble des territoires et non
délocalisables pour la plupart.
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Avant-propos
Le présent guide s’adresse à l’ensemble des professionnels du monde de
l’énergie, bureaux d’études et autres prescripteurs qui souhaitent disposer
d’informations techniques sur les gaz de pétrole liquéfiés (GPL) et leurs
différents usages. Complet et synthétique, celui-ci a vocation à renseigner les
porteurs de projets sur les qualités et les atouts des gaz butane et propane
pour atteindre de hautes performances énergétiques et réduire les émissions
de gaz à effet de serre.
Des informations complémentaires sur l’énergie GPL sont disponibles sur le
site internet du Comité Français du Butane et du Propane à l’adresse
suivante : http://www.cfbp.fr/
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Introduction
Véritable énergie du quotidien, les gaz butane et propane sont présents dans
la vie quotidienne de plus de 10 millions de personnes en France depuis plus
de 70 ans mais aussi dans le monde. Leurs multiples usages, leur facilité
d’accès et leurs qualités environnementales continuent d’en faire une
énergie clé pour aujourd’hui et pour demain.
Disponibles dans plus de 55 000 points de vente en France ou directement
livrés à domicile, les GPL (Gaz de Pétrole Liquéfiés) sont accessibles même
dans les territoires les plus reculés. Les nombreux centres de stockage
garantissent des ressources mobilisées en permanence pour un
approvisionnement continu quels que soient le lieu et l’importance de la
consommation.
Dans les 27 000 communes où le gaz naturel n'est pas présent, à la
campagne, à la montagne ou sur une île par exemple, les GPL permettent de
répondre à nos besoins énergétiques, quels qu'ils soient, grâce à leur
disponibilité sous forme de réservoirs aériens ou enterrés dans le jardin, de
bouteilles ou de réseaux canalisés. L'implantation de l'installation varie en
fonction des matériels et équipements utilisés.
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CARACTÉRISTIQUES ET PROPRIÉTÉS DES GPL
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1. ORIGINES
Les gaz butane et propane, appelés couramment GPL ou Gaz de Pétrole
Liquéfiés (LPG en anglais pour Liquefied Petroleum Gas) font partie de la
famille des hydrocarbures dits «saturés» dont les molécules sont composées
d‘atomes de carbone et d’hydrogène.
Les Gaz de Pétrole Liquéfiés sont issus :


des champs de gaz à plus de 60%
du raffinage du pétrole brut pour moins de 40 %
Les pourcentages de GPL contenus dans le pétrole brut (sous forme de gaz
associés dissous) et le gaz naturel sont extrêmement variables d'un gisement
à un autre. Typiquement, les champs de gaz naturel sont composés à 90 %
de méthane (CH4). Les 10 % restants se répartissent entre 5 % de propane
(C3H8) et 5 % d'autres gaz dont le butane (C4H10). Le gaz naturel, dont la
production a très fortement augmenté depuis plus d'une décennie, est
devenu la première source de fourniture de GPL avec plus de 60 % des
volumes produits dans le monde.
Les GPL représentent entre 2 et 3 % de l'ensemble des produits obtenus lors
du raffinage du pétrole brut. Selon sa provenance, une tonne de pétrole brut
traitée produit 20 à 30 kg de GPL.
Pour l'Europe, les sources d'approvisionnement des GPL sont principalement
le Royaume-Uni, la Norvège et le pourtour méditerranéen.
2. PROPRIÉTÉS PHYSICO-CHIMIQUES
Les formules chimiques des molécules de propane (C3H8) et de butane (C4H10)
sont formées respectivement de 3 et 4 atomes de carbone et de 8 et 10
atomes d’hydrogène.
Propane
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Butane
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Cela leur confère des propriétés légèrement différentes qui expliquent leur
grande polyvalence d’utilisation. L’appellation GPL est réservée à ces deux
produits car ils sont les seuls à se liquéfier sous une faible pression (entre 1,5
et 7 bar soit une pression équivalente à celle de l’eau du robinet ou à celle
de l’air dans un pneu). Ils sont naturellement gazeux dans des conditions
normales de pression et de température (respectivement 1013 mbar et
15°C).
Ce qui différencie principalement le butane et le propane est leur
température d’ébullition ou tension de vapeur, c’est-à-dire la température à
laquelle les produits passent de l’état liquide à l’état gazeux.
A la pression atmosphérique de référence (1013 mbar) :


en dessous de -44°C, le propane est liquide, au-dessus il devient
gazeux,
en dessous de 0°C, le butane est liquide, au-dessus il devient
gazeux.
Le point d’ébullition particulièrement bas du propane lui confère l’avantage
de pouvoir être utilisé dans les lieux froids ou pendant les hivers les plus
rigoureux.
En comparaison le méthane, communément appelé gaz naturel, se liquéfie
sous haute pression (47 bar à - 82°C) ou à très basse température (1 bar à 161°C).
Butane
Propane
Point d’ébullition
(°C à pression
atmosphérique)
0
- 44
Masse volumique Masse volumique
du liquide
du gaz
3
(kg/m ) à 15°C
(kg/m3) à 15°C
585
2,50
515
1,85
Tableau 1.- Caractéristiques des gaz butane et propane
La masse volumique du butane et du propane à l’état liquide est bien
supérieure à leur masse volumique à l’état gazeux. Cette propriété physique
fondamentale a des conséquences pratiques sur leurs usages.
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Gazeux dans les conditions normales de température et de pression, les GPL
peuvent ainsi être liquéfiés très simplement, ce qui permet de les manipuler,
de les transporter et de les stocker facilement. Grâce à ces caractéristiques
physiques uniques, il est possible de transporter une grande quantité
d’énergie dans un petit volume.


1 litre de butane liquide libère 239 litres de gaz (15 °C à 1 bar)
1 litre de propane liquide libère 311 litres de gaz (15 °C à 1 bar)
Les caractéristiques du butane commercial et du propane commercial sont
définies dans les arrêtés du 28 décembre 1966 modifiés par les arrêtés du 10
octobre 1973 et du 3 septembre 1979.
Ces arrêtés précisent leurs compositions et leurs spécifications : odeur, masse
volumique, pression de vapeur relative, composés sulfurés, corrosion à la
lame de cuivre, évaporation. Ils fixent les normes qui doivent être appliquées
pour déterminer les spécifications énoncées, notamment les normes NF M
40-001 pour le butane et NF M 40-002 pour le propane.
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3. CONTENU ÉNERGÉTIQUE
Les GPL ont un pouvoir calorifique élevé et constant.
Le butane offre un pouvoir calorifique inférieur (PCI) de 12,66 kWh/kg, le
propane un PCI de 12,78 kWh/kg.
Si l'on considère leur pouvoir calorifique supérieur (PCS), le butane et le
propane affichent respectivement 13,7 kWh/kg et 13,8 kWh/kg.
PCI
(pouvoir calorifique
inférieur)
PCS
(pouvoir calorifique
supérieur)
BUTANE commercial
PROPANE commercial
45,6 MJ ou 12,66 kWh/kg
109,6 MJ ou 30,45 kWh/m3
à 15°C et 1013 mbar
49,4 MJ ou 13,7 kWh/kg
120,5 MJ ou 33,5 kWh/m3
à 15° C et 1013 mbar
46,0 MJ ou 12,78 kWh/kg
85,3 MJ ou 23,70 kWh/m3
49,8 MJ ou 13,8 kWh/kg
93,3 MJ ou 25,9 kWh/m3
MJ : mégajoule (1 MJ = 1000 kJ = 106 joules)
kWh : kilowattheure (1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ)
Figure 1.- Graphique du pouvoir calorifique inférieur des différentes énergies de
chauffage
(Sources : Base Carbone®, base carbone de l’ADEME www.basecarbone.fr)
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4. TEMPÉRATURE D’ÉBULLITION ET TENSION DE
VAPEUR
Gazeux à température normale (15°C) et à la pression atmosphérique (1013
mbar), les GPL sont liquéfiables sous faible pression :


1,7 bar absolu pour le butane
7 bar absolu pour le propane
Leur température d'ébullition est de :



0°C pour le butane,
- 44°C pour le propane
- 25°C pour le GPL carburant
Pour les températures supérieures à ces valeurs, chaque fois que l'on ouvre
le robinet du récipient, il y a ébullition du liquide, formation de vapeur donc
de gaz (« ciel gazeux ») qui se régénère au fur et à mesure des soutirages de
ce gaz au robinet. Ce sont les calories contenues dans l'air ambiant qui
provoquent et entretiennent cette vaporisation naturelle.
A l'inverse, si la température ambiante descend au-dessous de la
température d'ébullition, la phase gazeuse se retransforme en phase liquide :
il ne peut plus y avoir de soutirage.
C'est l'une des raisons pour laquelle les bouteilles de butane sont toujours
utilisées à l'intérieur des locaux, tandis que les bouteilles et réservoirs de
propane sont obligatoirement installés à l'extérieur.
Figure 2.- Courbes de tension de vapeur des gaz butane et propane
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5. ÉVAPORATION
Les hydrocarbures liquéfiés sont stockés en phase liquide et le plus souvent
utilisés en phase gazeuse, ce qui implique de fournir au produit un apport de
chaleur suffisant pour assurer la vaporisation du débit nécessaire aux
utilisations.
Un soutirage effectué sur la phase gazeuse engendre en effet, un
déséquilibre provoquant simultanément :




une baisse de pression dans le récipient ;
l’assèchement de la vapeur ;
l’apparition d’un phénomène d’ébullition au sein du liquide ;
le refroidissement du liquide.
L’apport de chaleur nécessaire à la vaporisation peut venir exclusivement du
milieu ambiant dans lequel se trouve le stockage (évaporation naturelle) ou
d’une source d’énergie auxiliaire telle que l’électricité ou la combustion du
gaz lui-même lorsque les conditions requises pour l’évaporation naturelle ne
peuvent être réunies en toutes périodes de l’année. La chaleur fournie est
alors transmise au liquide par l’intermédiaire d’échangeurs adaptés à cet
effet et qui sont disposés à l’extérieur de ces derniers (vaporiseurs).
Figure 3.- Schémas des procédés de vaporisation
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6. CONTENU EN CO2
Le CO2 est considéré comme le gaz à effet de serre à réduire en priorité pour
limiter le phénomène de réchauffement climatique. Le CFBP s'intéresse ainsi
au contenu en CO2 des GPL, c'est-à-dire à la quantité de dioxyde de carbone
dégagée sur l'ensemble du cycle de vie du produit.
Toutes les énergies émettent du CO2 aux différentes phases de leur cycle de
vie : fabrication des moyens de production, extraction, transport, utilisation,
fin de vie. Les énergies fossiles produisent l'essentiel de leur contenu en CO2
et autres gaz à effet de serre lors de leur utilisation et très peu lors des
phases amont. Pour l'électricité, le contenu en CO2 demeure une source
régulière de débats car la part de chacun des modes de production
d’électricité consommée sur le territoire (nucléaire, hydraulique, thermique,
ENR) varie continuellement en fonction de la demande, sur un rythme
journalier et saisonnier. De plus, l’introduction significative de sources
d’énergie intermittentes d’origines renouvelables et les importations
d’électricité fortement carbonées, notamment au moment des pointes
hivernales, viennent renforcer la complexité du sujet.
En 2012, l'ADEME a réactualisé le contenu en CO2 de l’électricité pour l’usage
chauffage1 à 210g/kWh sur le parc existant (approche saisonnière), et estime
de 500 à 600 g de CO2/kWh le contenu en CO2 de l’électricité évalué grâce à
une méthode dite « marginale2». Comparé à la production d’électricité
obtenue par des groupes au fioul ou TAC (Turbines à combustion), le contenu
en CO2 du GPL avec 266 g CO2/kWh est donc près de trois fois moins élevé.
________________________________________
1 Pour l'électricité, le contenu CO2 varie selon la saison d'utilisation (en hiver, lorsque les pics de
consommation sont les plus importants, il est nécessaire de faire appel à des centrales thermiques
au fioul ou au charbon qui sont fortement émettrices en CO2), et selon le moment de la journée
(pic de consommation de 12h30 et de 19h30). On distingue donc les contenus en CO2 par usages.
Pour l'usage chauffage, l'ADEME a retenu une émission de 210 gCO2/kWh sur le parc existant
(approche saisonnière), et estime de 500 à 600 gCO2/kWh les nouveaux besoins (approche
marginale).
2 La méthode marginale d’évaluation du contenu en CO2 de l’électricité permet d’intégrer
l’évolution du parc de production par rapport à une modification de la demande d’électricité à
court, moyen ou long terme.
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Figure 4.- Graphique des émissions de CO2 des énergies sur leur cycle de vie
Sources :
[1]
ADEME : Le contenu en CO2 du kWh électrique. Avantages comparés du contenu
marginal et du contenu par usages sur la base de l’historique (RTE / ADEME)
[2]
Base Carbone® - Base Carbone de l’ADEME, en ligne depuis le 29-03-2012
(www.basecarbone.fr)
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CARACTÉRISTIQUES DES INSTALLATIONS
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La distribution des GPL pour les usages domestiques peut s’effectuer de
différentes manières :


Soit grâce à l’implantation d’un réservoir en clientèle.
Soit grâce au raccordement à un réseau canalisé qui permet de
mutualiser l’alimentation de différents clients.
Afin de garantir l’alimentation continue de l’habitation, le propane est stocké
dans un réservoir qui peut être soit aérien, soit enterré :


Il est dit aérien lorsque le (ou les) réservoir(s) est placé en plein air,
sous simple abri ou en local ouvert.
Il est dit enterré lorsque le (ou les) réservoir(s) est placé entièrement
en dessous du sol environnant dans les conditions fixées par l’art. 3
de l’arrêté du 30 juillet 1979 modifié.
Sa capacité est variable, s’adaptant ainsi aux besoins du client en termes de
consommation et d’autonomie souhaitées. Les réservoirs les plus
communément employés à l’heure actuelle dans le secteur résidentiel,
possèdent une contenance d’une tonne.
La réglementation qui s'applique lors du positionnement du réservoir (aérien
ou enterré et inférieur à 6 tonnes) est définie dans l'arrêté du 30 juillet 1979
modifié. Celui-ci précise, par exemple, qu’il est nécessaire de respecter un
certain nombre de distances minimales d'éloignement qui s'entendent par
rapport à des limites de propriétés, des sources électriques, des ouvertures
d'un bâtiment, etc.
Concernant la pression d’utilisation, un détendeur en sortie du réservoir fait
office de première détente (1,5 bar) ; il est suivi par un limiteur (1,75 bar).
De même, à proximité de chaque appareil d'utilisation, un robinet détendeur
déclencheur de sécurité (RDDS) NF Gaz 37 mbar de pression sert de détente
finale.
Les conduits d'évacuation des produits de combustion des appareils à gaz
sont soumis aux conditions d'installation de l'arrêté du 2 août 1977 modifié
titre IV : « Prescriptions concernant l’aménagement des locaux où
fonctionnent les appareils à gaz ».
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1. IMPLANTATION DES RÉSERVOIRS
Les réservoirs sont installés en poste fixe et ravitaillés par véhicule citerne.
Une plaque d’identification permet d’attester de leur conformité et d’assurer
leur repérage ainsi que leur suivi en service.
Les réservoirs aériens sont revêtus d’une couche de peinture blanche afin
d’éviter un échauffement trop important du GPL pendant la période estivale.
Les réservoirs enterrés sont protégés de la corrosion par leur peinture et par
un système de protection cathodique ou par une coque en matière plastique.
L’efficacité de la protection assurée par ces deux dernières technologies est
vérifiée régulièrement.
Figure 5.- Exemple d’une installation propane dans le secteur résidentiel
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Il existe une large gamme de réservoirs en acier d’une capacité de 0,275 à 50
tonnes :
Réservoirs « petit vrac »
CAPACITE (kg)
275 kg vertical
330 kg vertical
500 kg
1000 – 1100 – 1200
1400 kg
1600 – 1750 – 1900
kg
3200 kg
5500 kg
DIAMETRE (mm)
800 - 1200
1000
800
1000 – 1200 – 1000
1250
LONGUEUR (mm)
1 480 - 859
1 200
2 500
3 190 – 2 380 – 2 690
– 3 710
HAUTEUR (mm)
1 630 - 1 180
1 520
1 150
1 350 – 1 650 – 1 350
– 1 700
1 200 – 1200 – 1200
3 420 – 3 850 – 4 120
1 550 – 1 550 – 1 550
1 200
1 700 – 2 500
6 840
5 610 – 2 885
1 550
Réservoirs « gros vrac »
CAPACITE (t)
6,7 tonnes
12,5 – 15 tonnes
32 tonnes
DIAMETRE (mm)
1 900
1900 – 2500
2500 ou 2900 ou
3000
2500 ou 3000
45 – 50 tonnes
2900 ou 3000
25 tonnes
LONGUEUR (mm)
6 082
10 950 – 7 130
12570 ou 9640 ou
9060
15560 ou 11400
14730 – 18730 ou
17560
HAUTEUR (mm)
-
-
Tableau 2 : Les capacités et les dimensions des réservoirs
Les débits de soutirage possibles sont donnés ci-dessous à titre indicatif :
Débit des réservoirs « petit vrac »
CAPACITE DU
RESERVOIR
0,5 tonne
1 tonne
1,75 tonne
TEMPERATURE
AMBIANTE
en °C
-15
-5
+5
-15
-5
+5
-15
-5
+5
SOUTIRAGE DISCONTINU
en kg/heure
------------------------------------TEMPS D’UTILISATION PAR
JOUR
1h
2h
4h
8h
9
18
28
17
37
55
25
53
80
5,4
11,5
17
10
21
33
14
30
47
3,7
7,9
12
6,5
13,8
22
9
19
31
3,1
6,7
10
5,2
11
16,8
8
16
24
SOUTIRAGE
CONTINU
en kg/heure
3
6,3
9,5
4,7
10
15,4
7
14
22
Tableau 3 : Débits de soutirage des réservoirs "petit vrac"
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Basse pression :
Les tableaux suivants sont établis pour des pressions de 28 à 37 mbar et de
112 à 148 mbar. Ils tiennent compte d’une perte de charge de 5 %. Le
diamètre intérieur minimal des canalisations est de 8 mm (recommandation
DTU). Les coudes, les tés et les robinets doivent être comptés unitairement
pour 1 m de canalisation.
kW
5,1
7,7
10,2
12,8
19,2
25,6
32
38,4
44,8
51,2
57,6
64
76,8
89,6
102,4
115,2
128
Longueur
canalisation
(m)
Débit gaz
(g/h)
400
600
800
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1
2
4
6
8
10
15
20
25
30
40
50
6
6
6
6
8
8
10
10
10
10
10
10
12
14
14
14
14
6
6
8
8
8
10
10
10
12
12
12
12
14
14
16
16
18
6
8
8
8
10
10
12
12
14
14
14
14
16
16
18
18
20
8
8
8
10
10
12
12
14
14
14
16
16
18
18
20
20
20
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
16
16
18
20
20
22
22
8
8
10
10
12
14
14
16
16
16
18
18
20
20
22
22
24
8
10
10
12
12
14
16
16
18
18
18
20
22
22
24
24
26
8
10
10
12
14
14
16
18
18
18
20
20
22
24
24
26
26
8
10
12
12
14
16
18
18
20
20
20
22
24
24
26
26
28
10
10
12
14
14
16
18
20
20
20
22
22
24
26
26
28
28
10
12
12
14
16
16
18
20
20
22
22
24
26
26
28
30
30
10
12
12
14
16
18
18
20
22
22
24
24
26
28
30
32
32
Tableau 4 : Diamètres intérieurs minimaux des canalisations (en mm) pour une pression de 28 à 37 mbar
Longueur
canalisation
(m)
Débit gaz
(g/h)
400
600
800
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1
2
4
6
8
10
15
20
25
30
40
50
4
4
4
6
6
6
6
8
8
8
8
8
10
10
10
10
12
4
4
6
6
6
8
8
8
8
8
10
10
10
10
12
12
12
4
6
6
6
8
8
8
10
10
10
10
12
12
12
14
14
14
6
6
6
8
8
8
10
10
12
12
12
12
14
14
14
16
16
6
6
6
8
8
10
10
10
12
12
12
12
14
16
16
16
16
6
6
8
8
8
10
10
12
12
12
12
14
14
16
16
16
18
6
8
8
8
10
10
12
12
12
14
14
14
16
16
18
18
20
6
8
8
8
10
12
12
12
14
14
14
16
16
18
18
20
20
6
8
8
10
10
12
12
14
14
14
16
16
18
18
20
20
22
8
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
16
18
20
20
22
22
8
8
10
10
12
12
14
14
16
16
16
18
20
20
22
22
24
8
8
10
10
12
14
14
16
16
16
18
18
20
22
22
24
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Tableau 5 : Diamètres intérieurs minimaux des canalisations (en mm) pour une pression de 112 à 148
mbar
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Moyenne pression
Les valeurs ci-dessous ont été déterminées en prenant comme base une
pression de 1500 mbar susceptible d’être atteinte lors d’un important
puisage continu et (ou) par temps froid. Elles sont calculées pour une perte
de charge de 100 mbar. Les coudes, les tés et les robinets doivent être
comptés unitairement pour 1 m de canalisation.
Longueur
canalisation
(m)
Débit gaz
(g/h)
2000
3000
4000
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
50000
100000
5
10
15
20
25
30
40
50
60
70
80
100
4
6
6
6
8
10
10
12
12
12
14
14
18
6
6
8
8
10
12
12
14
14
14
16
16
20
6
8
8
8
10
12
14
14
16
16
16
18
24
6
8
8
8
12
12
14
14
16
16
18
20
26
6
8
8
10
12
14
14
16
16
18
18
20
26
6
8
8
10
12
14
16
16
18
18
20
20
26
8
8
10
10
12
14
16
18
18
20
20
22
30
8
8
10
10
14
16
16
18
20
20
22
24
32
8
10
10
10
14
16
18
18
20
20
22
24
32
8
10
10
10
14
16
18
20
22
22
22
24
32
8
10
10
12
14
16
18
20
22
22
24
26
34
8
12
12
16
18
20
20
22
24
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Tableau 6 : Diamètres intérieurs minimaux des canalisations (en mm) pour une pression de 1,5
bar
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2. LA DISTRIBUTION DES GPL PAR RÉSEAU
CANALISÉ
Un réseau de distribution de gaz combustible par canalisations est un
système d’alimentation en gaz qui dessert un même espace géographique et
qui dépend d’un même opérateur.
Les réseaux comportent notamment les conduites de distribution, les postes
de détente, les organes de coupure, les branchements ainsi que les
accessoires et incluent ceux spécialement dédiés à l’alimentation directe
d’un client. Il existe des réseaux de distribution publique et des réseaux
privés :

Les réseaux de distribution publique sont l’aboutissement d’une procédure de
délégation de service public (DSP) par laquelle une autorité concédante commune, syndicat d’énergie, syndicat de communes …- accorde la
distribution de gaz sur le domaine public de son ressort.

Les réseaux privés résultent de contrats commerciaux de droit privé entre
un propriétaire ou une copropriété et un opérateur de réseau pour la
desserte d’un ensemble de bâtiments - immeubles collectifs, lotissements
- sur un terrain privé.
Figure 7 : Exemple de réseau canalisé desservant 3 bâtiments

La réglementation applicable à la conception, la construction et l’exploitation
des réseaux est définie dans l’arrêté du 13 juillet 2000 et les différents
cahiers des charges qui lui sont rattachés.
Réf. 293 – Sept. 2013
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3. SÉCURITÉ
3.1 Réglementation applicable aux installations intérieures de GPL
La réglementation qui s'applique pour les installations au gaz dans les
logements est définie dans l'arrêté du 2 août 1977 modifié relatif aux règles
techniques et de sécurité applicables aux installations de gaz combustible et
d'hydrocarbures liquéfiés situées à l'intérieur des bâtiments d'habitation ou
de leurs dépendances.
Cet arrêté définit dans son article 25 les exigences de contrôles à réaliser sur
les travaux effectués avant la mise en gaz puis l’utilisation de l'installation.
Les règles de l’art sont définies dans les normes « Document Technique
Unifié », en application de l’arrêté du 2 août 1977 modifié :

La norme NF DTU 61.1 révisée en août 2006 s’applique à l’équipement en
gaz des bâtiments d’habitation ou de leurs dépendances, situé en aval
de l’organe de coupure générale, y compris cet organe de coupure.

La norme NF DTU 24.1 révisée en février 2006 s’applique pour tous les
travaux de fumisterie.
3.2 Règlementation applicable aux installations extérieures de GPL
La réglementation qui s'applique lors du positionnement du réservoir aérien
ou enterré est définie dans l'arrêté du 30 juillet 1979 modifié relatif aux règles
techniques et de sécurité applicables aux stockages fixes d'hydrocarbures
liquéfiés. L’article 3 de cet arrêté traite des règles d’implantation des
stockages aériens et enterrés et précise les conditions de mise en place pour
les stockages enterrés, épaisseur et matériau du remblai, grillage avertisseur.
Pour les réservoirs de capacité supérieure à 6 tonnes et inférieure à 50
tonnes l’arrêté du 23 août 2005 modifié s’applique.
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Réf. 293 – Sept. 2013
Concernant les Établissements Recevant du Public (ERP), la réglementation
en vigueur est celle décrite dans l’arrêté du 25 juin 1980 modifié portant
règlement de sécurité contre l’incendie relatif aux établissements recevant
du public et complété par l’arrêté modificatif du 23 janvier 2004 précisant les
différentes règles de mise en œuvre des installations gaz (articles GZ). A
noter qu’à la différence des bâtiments d’habitations, l’implantation du
réservoir doit se faire dans une zone non accessible au public.
Le lecteur pourra se reporter aux Guides d’application techniques du CFBP :

« Installations de stockage de GPL inférieures ou égales à 6 tonnes », CFBP,
janvier 2013 (version 2), Réf. 517. Ce Guide a pour but d’expliquer
l’arrêté du 30 juillet 1979 « relatif aux règles techniques et de
sécurité applicables aux stockages fixes d’hydrocarbures liquéfiés non
soumis à la législation des installations classées ou des immeubles
recevant du public » (JO du 10 août 1979) modifié par l’arrêté du 5
février 1991 (JO du 27 février 1991).

« Installations de stockage de gaz inflammables liquéfiés inférieures à 50
tonnes », CFBP, Janvier 2009, Réf. 515.

« Réseaux gaz propane », CFBP Juin 2012, Réf. 524. Ce guide a pour but
d’expliquer l’application de l’arrêté du 13 Juillet 2000 modifié portant
règlement de sécurité de la distribution de gaz combustible par
canalisation.
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Réf. 293 – Sept. 2013
L’UTILISATION DES GPL DANS L’HABITAT
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1. L’INTÉRÊT DES GPL
Les gaz butane et propane sont des sources d’énergie facilement
transportables et de mise en œuvre aisée qui permettent d'allier confort et
besoins énergétiques n'importe où, y compris dans les régions isolées,
puisqu'ils sont accessibles et disponibles partout.
Ils sont utilisés indépendamment ou simultanément par plus de 10 millions
de foyers français pour le chauffage, la production d’eau chaude sanitaire
ainsi que la cuisson et sont donc une alternative au gaz naturel et à
l’électricité pour ces trois usages.
Les gaz butane et propane sont également le complément naturel du
développement des énergies renouvelables dans l'habitat. Ainsi, en absence
d'ensoleillement suffisant pour la production solaire d'eau chaude, celle-ci est
néanmoins produite grâce à l'appoint d'une installation GPL. Pour les
consommateurs exigeants, soucieux de leur bien-être, les GPL garantissent
donc confort et polyvalence en s’adaptant à leurs besoins et leur mode de
vie, dans le respect de l’environnement.
Pour alimenter les installations, qui doivent respecter les contraintes
réglementaires associées au stockage et aux installations intérieures
(raccordement des appareils, ventilation et aération des locaux), la fourniture
de GPL s’effectue par bouteilles, par réservoirs ou par réseau canalisé.
2. CHAUFFAGE
Quelle que soit la superficie à couvrir, la nouvelle génération de chaudières
et d’émetteurs de chaleur au gaz propane s’adapte à tous les besoins.
Chaudières murales ou chaudières au sol, basse température ou à
condensation, radiateurs ou planchers chauffants, le chauffage au propane
permet de régler la température souhaitée au degré près dans chaque pièce
et d’y répartir la chaleur de façon homogène. De dimensions réduites et
adaptées pour de petites surfaces de chauffe, les chaudières murales
s'insèrent facilement dans une pièce à vivre, comme la cuisine par exemple,
alors que les chaudières au sol sont recommandées pour une puissance plus
importante.
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Réf. 293 – Sept. 2013
Avec leurs faibles émissions de polluants, les installations au gaz propane
préservent l’environnement. Leur durée de vie est elle-même bien plus
longue puisqu’aucun résidu n’est produit dans les chaudières.
3. EAU CHAUDE SANITAIRE
Avec une installation au gaz propane, l’eau chaude sanitaire est également à
disposition instantanément, en grande quantité et à température.
4. CUISSON
Les gaz butane et propane sont l’énergie par excellence pour cuire avec
rapidité, précision et homogénéité. La montée en température quasiimmédiate, régulable au degré près, autorise une grande souplesse
d’utilisation. C’est pourquoi la cuisson au gaz est souvent privilégiée par les
restaurants gastronomiques.
De plus, les appareils de cuisson au gaz offrent aux utilisateurs un large choix
esthétique et pratique, permettant d’adapter leur «espace cuisson» au décor
environnant et à leurs préférences techniques.
Si une autre énergie est utilisée pour le chauffage de l'habitation, les
bouteilles de propane (installées à l'extérieur) ou de butane (installées à
l'intérieur) permettent d’assurer la cuisson au gaz. La consommation
moyenne de gaz pour l'usage cuisson est d'environ 25 kg de butane ou de
propane dans l'année, soit 2 bouteilles standard de 13 kg.
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LES USAGES PROFESSIONNELS DES GPL
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1. AGRICULTURE – ÉLEVAGE - HORTICULTURE
Les gaz butane et propane sont les véritables « gaz des champs ». Facilement
transportables, ils vont là où le gaz naturel ne va pas. Grâce à la souplesse de
réglage de la flamme qui permet un contrôle très fin de la température, les
gaz butane et propane servent au séchage en silos (céréales, tabac, maïs,
etc.), au chauffage des serres et des bâtiments d’élevage (aviculture), au
désherbage et à l’incinération des déchets. Autre avantage, les gaz butane et
propane ne laissent de déchets ni dans l’air ni sur les végétaux.
2. CHAUFFAGE DE LOCAUX
Le chauffage des lieux d'élevages est généralement réalisé par des panneaux
radiants fonctionnant au propane. Le chauffage peut également être assuré
par des aérothermes fonctionnant également au gaz. Ces choix nécessitent
des bâtiments clos et isolés thermiquement.
3. SÉCHAGE
Le séchage des céréales ou des fruits (maïs, pruneaux, noix, etc.) est une
activité importante à certaines saisons. Les gaz butane et propane sont une
énergie idéale pour cette activité, car ils permettent d'améliorer les
techniques de séchage grâce à la propreté de leur combustion.
Les silos à céréales ou à fruits étant souvent éloignés des réseaux de gaz
naturel, les exploitants choisissent souvent les gaz butane et propane en
substitution du fioul.
4. DÉSINFECTION DES SOLS
Des rampes thermiques au gaz peuvent être utilisées pour la désinfection
des sols (poulaillers par exemple), jusqu'à 10 cm de profondeur dans le cas
de sols en terre, de manière à éviter l'usage de produits chimiques.
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5. INDUSTRIES
Nombreux sont les secteurs de l’industrie qui utilisent les gaz butane et
propane pour leurs activités : la métallurgie, la pétrochimie, les cimenteries,
l’industrie textile ainsi que l’industrie du papier. Ils sont aussi utilisés pour les
fours à traitement thermique, de cuisson et d’émaillage (verre, poteries,
peintures, porcelaines, céramiques, etc.) où l’on exploite les propriétés
oxydantes ou réductrices des GPL pour élargir la palette de couleurs souhaitée.
Partout où des processus de chauffe pointus sont requis, les gaz butane et
propane répondent présents. Leur combustion complète et propre, sans
résidus ni odeurs par rapport au fioul notamment, fait des gaz butane et
propane l’énergie n°1, avec le gaz naturel, dans l’industrie agro-alimentaire
ainsi que dans les usines de pâtisserie et de plats cuisinés.
6. CHANTIERS
Fournissant l’énergie nécessaire au chauffage des baraquements ou pour le
décapage et le soudage, il n’est pas rare de trouver des bouteilles de
propane de 35 kg sur les chantiers des bâtiments et de travaux publics. Les
couvreurs et les étancheurs utilisent également le propane pour leurs travaux
d’étanchéité des toitures ou de finition des chaussées.
7. SERVICES HÔTELLERIE RESTAURATION
Tous les usages du confort domestique des gaz butane et propane se
retrouvent également dans l’hôtellerie. Alliés de la gastronomie et de
l’hospitalité, ils sont au service d’accueils de qualité : cuisine de chefs,
chauffage / climatisation dans les chambres et parties communes, eau
chaude en abondance, piscine chauffée, etc., sans oublier les terrasses de
restaurants et cafés de plus en plus nombreux à utiliser les parasols
chauffants. Dans ces lieux de vie et de passage où confort et bien-être
doivent être irréprochables, les qualités des gaz butane et propane prennent
toute leur dimension.
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LES GPL
DANS LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE
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1. L’ÉNERGIE LA PLUS ADAPTÉE POUR
L’ACCOMPAGNEMENT DES ÉNERGIES
RENOUVELABLES
Les solutions alternatives existantes de production énergétique, comme
l’énergie solaire (thermique ou photovoltaïque), l’hydroélectricité ou encore
l’énergie éolienne présentent l’avantage d’être renouvelables et de
n’émettre que peu de gaz à effet de serre ou de polluants.
Cependant, leur production étant variable au cours de la journée ou selon les
saisons, il est encore aujourd’hui nécessaire de coupler celles-ci à une
énergie disponible sans délais.
Le butane et le propane étant des énergies stockables, ils répondent
parfaitement à ce besoin alternatif et peuvent être aisément couplés à une
source renouvelable, gratuite et inépuisable, permettant ainsi de concilier
économies et préservation de l’environnement.
2. LA CHAUDIÈRE À CONDENSATION
Alors qu’une chaudière traditionnelle laisse s'échapper la vapeur d'eau
produite pendant la combustion, une chaudière à condensation récupère
cette vapeur pour la transformer en chaleur.
Ce type d’installation permet donc d’effectuer en moyenne 30 à 40 %
d’économies par rapport à une chaudière ancienne génération et environ
15% par rapport à un modèle standard récent.
Nul besoin de modifier l’ensemble du système de chauffage, la chaudière à
condensation prend simplement la place de l’ancienne chaudière. Bien que
n’étant pas un équipement à énergie renouvelable, une chaudière à
condensation permet d’économiser près de 6 900 kg de CO2 par an, soit
l’équivalent des émissions annuelles émises par une voiture ayant roulé
50 000 km (soit plus de deux fois le nombre moyen de kilomètres annuels
parcourus par un véhicule diesel (INRETS)).
Si cette technologie représente un investissement plus lourd au départ, elle
permet de bénéficier d’un crédit d’impôts en 2013 de 10 à 18 % sous
certaines conditions (le crédit d’impôts pouvant être majoré à 18% dans le
cadre d’un bouquet de travaux). Dans tous les cas, les importantes
économies d’énergie permettent un retour sur investissement plus rapide.
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3. LA POMPE À CHALEUR
Les pompes à chaleur disponibles sur le marché fonctionnent dans la plupart
des cas à l’électricité et présentent comme principal inconvénient une chute
du coefficient de performance (COP) lors de faibles températures extérieures,
c’est-à-dire lorsque les besoins en chauffage sont les plus importants.
La technologie gaz permet, grâce à la récupération de chaleur sur le moteur
à gaz ou sur la réaction d’absorption, de s’affranchir de ce type de
désagrément en présentant des performances identiques quelles que soient
les conditions climatiques. Cette caractéristique lui permet également
d’assurer en toute autonomie, les besoins en chauffage et en eau chaude
sanitaire tout en divisant par deux la surface de capteurs thermiques
(géothermie) nécessaire à son fonctionnement, réduisant ainsi
significativement les coûts d’installation.
De plus, grâce à leur principe de fonctionnement, les PAC gaz permettent la
fourniture d’eau chaude à des températures de l’ordre de 65 à 70 °C et
présentent ainsi une forte polyvalence qui leur permet de s’adapter à tout
type d’émetteurs de chaleur (plancher chauffant, radiateurs ou ventiloconvecteurs). Les pompes à chaleur gaz peuvent être soit du type air-eau
(aérothermie) soit du type eau-eau (géothermie).
Différentes technologies existent à l’heure actuelle :

la PAC à moteur à gaz dont le principe de fonctionnement est
assimilable à celui de la PAC électrique à la différence près que le
compresseur est entraîné par un moteur à gaz. La revalorisation par la
PAC de la chaleur dégagée par le moteur thermique permet ainsi, de
garantir un COP élevé même lors de très faibles températures
extérieures.

la PAC à absorption à gaz dont la circulation du fluide est obtenue par
une compression thermochimique assurée par un brûleur à gaz au
lieu du traditionnel compresseur mécanique. Plusieurs sources de
chaleur sont alors valorisées : la condensation du fluide frigorigène, la
réaction d’absorption ainsi que la récupération de chaleur sur les
produits de combustion.

la PAC à absorption-diffusion à gaz qui utilise des fluides frigorigènes
composés d’eau, d’ammoniac et d’hélium. Leur circulation est
obtenue, non plus par une pompe ou un compresseur, mais grâce à la
différence de densité et de concentration des fluides frigorigènes
occasionnées par les apports de chaleur du brûleur à gaz.
Réf. 293 – Sept. 2013
37/40
Les autres atouts de la PAC gaz résident dans :

Leur réversibilité, garantissant de ce fait, le chauffage des locaux en
hiver et le rafraîchissement de ces derniers en été.

Leurs performances élevées qui en font une technologie adaptée aux
nouvelles règlementations thermiques et autres labels de
performance énergétique.

L’utilisation de fluides frigorigènes non impactants pour l’environnement.

Leur silence de fonctionnement.
4. LA CHAUDIÈRE À MICRO-COGÉNÉRATION
La chaudière à micro-cogénération, également appelée « écogénérateur »,
est une chaudière à condensation qui, couplée à un moteur Stirling permet
de produire, en plus du chauffage et de l’eau chaude sanitaire, de
l’électricité.
Cette technologie présente des performances et un rendement élevés
(pouvant atteindre près de 107 % sur PCI). Elle garantit ainsi la réalisation
d’économies de l’ordre de 35 % par rapport à une chaudière standard et
réduit les coûts d’exploitation de l’ordre de 5,5 % par rapport à une
chaudière à condensation.
En Angleterre, où la micro-cogénération est plus développée, la réduction
des coûts d’exploitation et d’émissions de CO2 par rapport à une chaudière
standard à condensation sont encore plus significatifs, s’élevant
respectivement à 17,6 % et 12,9 %.
La chaudière à micro-cogénération présente également l’avantage, non
négligeable, de produire de l’électricité au moment des pics de
consommation. Elle constitue ainsi une solution d’effacement de la pointe de
consommation engendrée par le chauffage électrique. L’Etat soutient le
développement de cette technologie par un crédit d’impôts en 2013 de 17 %
à 26 % sous certaines conditions (le crédit d’impôts pouvant être majoré à
26% dans le cadre d’un bouquet de travaux).
38/40
Réf. 293 – Sept. 2013
Références
Sites internet






http://www.cfbp.fr
http://www.energies-avenir.fr
http://www.developpement-durable.gouv.fr
http://www.legifrance.gouv.fr
http://www.legrenelle-environnement.fr
http://www.logement.gouv.fr
Réf. 293 – Sept. 2013
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Notes
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Réf. 293 – Sept. 2013
Comité Français du Butane et du Propane
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