Coup de projecteur sur les solutions gaz innovantes de demain

En œuvrant aux côtés des fabricants pour développer les produits gaz naturel répondants aux attentes des clients et des acteurs de la filière, GRDF encourage le développement de nouvelles technologies et renforce au quotidien son engagement auprès des industriels en vue de faire progresser les technologies disponibles et de répondre aux défis à venir avec des technologies de demain notamment autour de 3 grands axes :
• solutions gaz hybrides avec le couplage d’une chaudière à condensation gaz avec une pompe à chaleur (chaudière hybride)
réversible ou encore un Chauffe-Eau Thermodynamique (CET hybride);
• solutions gaz utilisant des Énergies Renouvelables avec une chaudière EnR utilisant le CO2 comme fluide thermodynamique;
• solutions gaz combinant la production de chaleur et d’électricité avec une chaudière à micro- cogénération (écogénérateur)
intégrant un ballon d’eau chaude, un module de micro-cogénération à micro turbine ou encore une pile à combustible au gaz
naturel.

FOCUS SUR… La pile à combustible au gaz naturel

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En quelques mots…

La pile à combustible au gaz naturel est un produit particulièrement innovant pour la production d’électricité, de chaleur et d’eau chaude sanitaire pour les maisons neuves et rénovées. La régulation intelligente optimise le fonctionnement de la pile à combustible pour maximiser ses performances.

Le principe de fonctionnement

Que ce soit avec la technologie à basse (PEM) ou haute (SOFC) température, le gaz naturel est transformé en hydrogène dans un reformeur. Celui-ci réagit avec l’oxygène de l’air dans un cœur de pile permettant ainsi une production d’électricité et de chaleur.

Avec son rendement électrique remarquable (jusqu’à 60 %), la pile à combustible au gaz naturel apparaît comme la technologie de micro-cogénération la plus prometteuse.

La chaleur produite par la pile à combustible est accumulée dans un ballon de stockage qui sert au chauffage et à l’eau chaude. Une chaudière à condensation couplée à la pile apporte le complément de chaleur et garantit le confort des habitants. L’électricité produite couvre une grande partie des besoins électriques de la maison.

Des atouts majeurs pour le marché

Avec son rendement électrique remarquable (jusqu’à 60 %), la pile à combustible au gaz naturel apparaît comme la technologie de micro-cogénération la plus prometteuse. Dans une démarche d’autoconsommation, jusqu’à 80 % de l’électricité produite par la pile à combustible sera utilisée directement dans la maison.

Avis d’expert GRDF

Pour Régis CONTREAU, chef produits systèmes de production d’électricité décentralisée chez GRDF :

« La pile à combustible au gaz naturel est parfaitement adaptée aux maisons individuelles performantes, neuves ou rénovées. L’autoconsommation de l’électricité permet de limiter l’apport électrique provenant du réseau. À ce titre, elle s’inscrit dans la perspective des futurs labels de performance énergétique ».

FOCUS SUR… La chaudière hybride réversible

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En quelques mots…

Association intelligente d’une chaudière à condensation et d’une pompe à chaleur de faible puissance, la chaudière hybride réversible permet d’utiliser l’énergie la plus avantageuse à tout moment et ainsi d’optimiser la performance énergétique dans la production de chauffage et d’eau chaude sanitaire. La version réversible assure en plus une fonction de rafraîchissement de l’air. La solution se compose d’une PAC aérothermique de faible puissance (≤ 5kW), d’une chaudière à condensation (de 24 à 30 kW) et d’une régulation pour optimiser la consommation d’énergie primaire.

Le principe de fonctionnement

La PAC aérothermique assure le chauffage lorsque la température extérieure est douce (et dans certains cas le pré- chauffage de l’eau chaude sanitaire). La chaudière à condensation prend le relais lorsque la température extérieure est faible. C’est la régulation intelligente qui permet d’utiliser le système le plus performant en énergie primaire, en comparant le COP (coefficient de performance) de la PAC et le rendement de la chaudière à condensation en fonction de la température extérieure et de la température de consigne.

Des atouts majeurs pour le marché

Ce système hybride associe deux solutions éprouvées sur le marché. De par son prix compétitif (maîtrise du coût d’achat et de la pose) et de ses caracté- ristiques permettant d’atteindre les objectifs de la réglementation thermique, cette combinaison influe sur la maîtrise des coûts de construction. Par ailleurs, la chaudière hybride peut être installée par un seul intervenant plombier chauffagiste. La chaudière hybride garantit un confort optimal en toute saison, donc même en été, grâce au rafraîchissement et ce, avec un encombrement très limité.

Avis d’expert GRDF

Pour Thomas CASCARRE, chef de produit marché résidentiel existant chez GRDF :

« Disponible sur le marché depuis cet été, la chaudière hybride réversible, qui associe deux technologies reconnues sur le marché, intègre la réglementation dans le neuf. C’est, selon nous, une solution très intéressante en maison individuelle, notamment dans les zones sud-ouest et méditerranéenne où, de plus en plus, les clients ont besoin du rafraîchissement de l’air tout en restant au gaz naturel ».

FOCUS SUR… Le Chauffe-Eau Thermodynamique (CET) hybride

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En quelques mots…

La solution associe un chauffe-eau thermodynamique individuel et une chaudière gaz à condensation. Les deux générateurs sont couplés et régulés afin de tirer les meilleures performances de chacun. La régulation innovante développée permet de faire fonctionner les générateurs sur des plages de température où ils sont les plus efficients en énergie primaire et ainsi d’améliorer la production d’EnR du chauffe-eau thermodynamique.

GRDF a été distingué de la mention spéciale « Performance Énergétique » au concours de l’innovation du mondial du bâtiment 2015 pour son soutien à la société Chaffoteaux pour le développement de la solution Aquanext Opti.

Le principe de fonctionnement

Le fonctionnement du CET hybride s’appuie sur un concept innovant : l’eau chaude sanitaire est préchauffée par un CET équipé d’une pompe à chaleur alimentée par l’air extérieur ; la chaudière à condensation assure l’appoint si nécessaire en l’élevant à la température de consigne. La chaudière assure également le chauffage du logement.

Des atouts majeurs pour le marché

Sans surcoût pour le bâti et grâce à son coût d’investissement compétitif, cette solution est parmi les plus économiques pour respecter les exigences de la RT 2012 en maison individuelle neuve. Elle s’installe facilement et ne génère pas de surcoût d’entretien. Positionnée en entrée de gamme, les premiers modèles seront disponibles sur le marché dès le début 2016.

Avis d’expert GRDF

Pour Elisabeth AUBERT, chef de produits – marché résidentiel neuf et EnR chez GRDF :

« Du fait des évolutions réglementaires qui exigent de plus en plus de performance énergétique des bâtiments neufs, les consommations de chauffage ont été drastiquement réduites et la production d’eau chaude sanitaire devient ainsi un poste de consommation de plus en plus important. Le couplage intelligent d’un chauffe-eau et d’une chaudière gaz permet de doubler la part d’énergie renouvelable et d’économiser 10 % sur la consommation d’énergie pour la production d’eau chaude. C’est véritablement une solution d’avenir autour de laquelle les fabricants poursuivent le travail d’optimisation vers des modèles encore plus compacts en diminuant le volume du ballon ce qui permettra de disposer la chaudière au-dessus du CET et ainsi de réduire l’encombrement ».

FOCUS SUR… La chaudière gaz EnR utilisant du CO2

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En quelques mots…

Cette technologie brevetée, développée par la société boostHEAT, fusionne une chaudière à condensation et une toute nouvelle pompe à chaleur gaz utilisant un fluide naturel : le CO2. Au cœur de l’innovation : un compresseur thermique innovant à très haute efficacité au service d’une pompe à chaleur gaz haute performance.

GRDF a été distingué de la médaille d’or dans la catégorie « système utilisant des EnR» pour le développement avec boostHEAT de cette chaudière EnR utilisant le CO2 comme fluide thermodynamique et assurant une division par 2 des consommations d’énergies par rapport aux chaudières à condensation actuelles.

Le principe de fonctionnement

Le compresseur thermique utilise la chaleur du brûleur gaz pour comprimer efficacement le CO2 à haute température (de l’ordre de 700 °C). Le pouvoir calorifique du combustible est utilisé non pour alimenter le circuit de chauffage mais pour réaliser la compression du frigorigène utilisé dans la PAC. Cette compression se fait sans transmission mécanique de puissance ce qui est très favorable pour la fiabilité et la fréquence de maintenance.

Des atouts majeurs pour le marché

Selon les premiers tests réalisés, la chaudière EnR boostHEAT permet d’atteindre une division par 2 des consommations d’énergie. Même à des températures de chauffage élevées, sa performance reste très importante. Elle affiche une autonomie par grand froid, contrairement aux pompes à chaleur électriques, et prévoit un fonctionnement sans maintenance pendant 50000 heures soit plus de 15 ans.

Avis d’expert GRDF

Pour Thibault STABAT, chef produits smart et chaudière thermodynamique chez GRDF :

« Avec des puissances de 10 et 20 kW, la chaudière thermodynamique boostHEAT constitue une réelle rupture technologique pour le marché de la maison individuelle. Les choix hydrauliques permettent une production simultanée du chauffage et de l’eau chaude sanitaire avec une performance saisonnière attendue inégalée: SGUE = 2 et 1,65 respectivement pour des températures de chauffage de 35 et 65 °C ».