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Le projet ene.field, la micro-cogénération pour les
bâtiments de demain, disponible dès aujourd’hui
Une utilisation du gaz naturel efficace
La cogénération est un procédé de production combinée
d’électricité et de chaleur largement utilisé dans des
installations de grande puissance (de l’ordre du mégawatt).
Elle est traditionnellement utilisée dans des centrales de
production d’électricité. La chaleur fabriquée est utilisée
dans des réseaux de chaleur pour le chauffage à proximité
de la centrale.
La micro-cogénération, en particulier domestique, consiste à utiliser le même procédé
à des puissances beaucoup plus faibles (de l’ordre du kilowatt) pour des habitations
individuelles. Dans ce cas, la micro-cogénération est dimensionnée pour fournir les
besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire à une habitation, et produit en
même temps de l’électricité. Un système de micro-cogénération regroupe donc trois
fonctions en une seule technologie : chauffage, eau chaude sanitaire et électricité.
175%
Rendement primaire
La pile à combustible a un ratio
électricité / chaleur produite adapté à
l’habitat individuel d’aujourd’hui mais
surtout de demain. En effet, alors que les
besoins en chaleur diminuent sous l’effet
des rénovations énergétiques et des
nouvelles réglementations thermiques
pour le neuf, les besoins en électricité
augmentent avec le développement des
appareils et des nouveaux usages. La
micro-cogénération
par
pile
à
combustible répond donc à cette
évolution.
145%
Réaction chimique
Pas d’émissions de
CO2/NOx
115%
Pas de pièces en
mouvement
75%
Compact
Technologies
Chaudières
actuelles
Chaudières condensation
+ solaire
Micro-cogénération
à moteurs
Micro-cogénération
à pile à combustible
La pile à combustible est la technologie la plus évoluée pour la micro-cogénération. En particulier, c’est la
technologie qui permet d’obtenir les meilleurs rendements électriques (de l’ordre de 30 à 50 % en fonction du
type de pile à combustible). Par conséquent, le rendement global d’une micro-cogénération par pile à
combustible peut atteindre jusqu’à 175 % sur énergie primaire (en valorisant la production locale sans pertes
d’électricité).
Comment ça marche ?
La pile à combustible de Vaillant, dite pile
« céramique » est alimentée directement en gaz
naturel. Le gaz réagit avec l’oxygène contenu dans l’air
ambiant dans un cœur de pile en céramique qui
fonctionne à haute température pour former de la
vapeur d’eau. La réaction d’électrolyse, qui est
comparable à celle d’une pile ou d’une batterie de
voiture, produit de l’électricité. Cette même réaction
dégage
en
même
temps
de
la
chaleur.
La chaleur produite par la pile à combustible est accumulée dans un ballon de stockage qui sert au chauffage
et à l’eau chaude sanitaire dans la maison. Une chaudière à condensation est couplée à la pile à combustible
pour apporter le complément de chaleur. La régulation intelligente du système fait tourner en continu la pile à
combustible pour optimiser ses performances.
Par principe, la pile à combustible est une technologie respectueuse de
l’environnement, car elle utilise le gaz naturel et l’air, et rejette de la
vapeur d’eau. Comme l’électricité est produite directement dans la
maison, il n’y a pas non plus de pertes sur le réseau de distribution (qui
sont en général de l’ordre de 20 % (chiffre du projet Callux en
Allemagne). On estime que les émissions de CO2 sont réduites de 50 %
par rapport à la production séparée de chaleur et d’électricité (moyenne
des valeurs constatées dans le projet « Callux » en Allemagne).
Au global, la micro-cogénération par pile à combustible permet au
particulier d’avoir une meilleure indépendance vis-à-vis de
l’augmentation du prix des énergies en :
­ en diminuant la consommation de gaz naturel pour le chauffage
et l’eau chaude jusqu’à 25 % ;
­ en diminuant la quantité d’électricité achetée sur le réseau pour
les autres usages et donc la facture d’électricité aujourd’hui et demain.
Enfin, une pile à combustible n’intègre pas de pièces en mouvement, ce
qui permet une utilisation plus silencieuse et un entretien facilité par rapport aux autres technologies de microcogénération.
Vaillant et GRDF se sont associés dans le
cadre du projet européen ene.field. Ce
programme d’ampleur a pour objectif de
démontrer que les piles à combustibles sont
une réalité chez les particuliers dès
aujourd’hui. Pour cela, le projet vise à installer
1 000 systèmes chez des particuliers dans
11 pays d’ici 2016.
Vaillant a inauguré sa première installation
dans la banlieue de Lille. Alimenté au gaz
naturel, le système est capable de répondre
au besoin de chauffage et en eau chaude
sanitaire d’une maison de 130 m² tout en
produisant une partie de son électricité. La pile
à combustible fonctionne sans interruption
depuis sa mise en route en janvier 2015.
Les performances des systèmes vont être suivies en continu et à distance pendant les 3 années du projet
ene.field. Le retour d’expérience des installations permet à Vaillant d’envisager la commercialisation à grande
échelle des micro-cogénérations par pile à combustible d’ici 3 ou 4 ans.
Pour en savoir plus
Site dédié à la pile à combustible Vaillant : http://www.pile-a-combustible-vaillant.fr/
Site du projet ene.field : http://enefield.eu/field-trials/technology/end-users-recruitment-vaillant-group/
Principe de fonctionnement (animation) : https://www.youtube.com/watch?v=qP_sr_Bm11I
Brochure produit (document à télécharger)
Fiche chantier à Lille (document à télécharger)
http://eArticle
dans
le
numéro
d’avril
2015
du
magazine
« L’Installateur » :
magazine.lebatimentperformant.fr/INSTALLATEUR_724/sessionId_7d29e64633af8f3e5c9a0bbf6a30c828
Interview du directeur de marque Vaillant sur BFM TV (mars 2015) : http://www.dailymotion.com/video/x2l0t1u
Vaillant est un fabricant de chaudières, systèmes de chauffage et eau
chaude.