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Coupler le photovoltaïque à un chauffe eau thermodynamique : une solution innovante pour couvrir les besoins énergétiques en eau chaude

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Coupler le photovoltaïque à un chauffe eau thermodynamique : une solution innovante pour couvrir les besoins énergétiques en eau chaude

Dans le cadre de la réhabilitation de la Résidence Galliéni à Fort-de-France, l’association Allo Héberge Moi, via l’Agence de Réhabilitation et de Construction à Vocation Sociale (ARCAVS), a fait appel à So Watt pour donner vie à un projet innovant : coupler le solaire à des chauffe-eaux thermodynamiques. Mais, pourquoi l’association a-t-elle pris le parti de cette solution novatrice ? Quels sont ses avantages ? Les détails de cette réalisation et de ses objectifs dans cet article.

Faire de la résidence Gallieni un bâtiment au bilan à énergie positive.

Depuis 2017, l’association Allo Héberge Moi (AHM) s’est lancée dans un grand plan de réhabilitation de son parc immobilier, devenu vétuste. L’occasion pour elle d’accroître ses capacités d’accueil, en augmentant le nombre de ses logements destinés à héberger des personnes seules ou des couples en situation d’exclusion. Mais également, l’opportunité pour l’association d’améliorer la performance énergétique de ses bâtiments.

C’est dans ce cadre que la résidence Gallieni, une construction moderniste du centre ville de Fort-de-France, datant de la fin des années 30, a fait peau neuve. Outre la restructuration complète de l’immeuble, auparavant occupé par des bureaux et comprenant désormais 15 appartements d’habitation ainsi qu’un local commercial au rez-de-chaussée, l’ARCAVS a mené des travaux de rénovation énergétique conséquents.

Lauréat d’un Appel à Projets de l’ADEME en 2018, le bâtiment réhabilité présente aujourd’hui un bilan à énergie positive. Mais surtout, propose une innovation : le couplage d’une centrale photovoltaïque avec un chauffe-eau thermodynamique.

Vue de haut de la résidence Gallieni des panneaux solaires photovoltaïques posés par So Watt

Une production photovoltaïque en autoconsommation couplée à un chauffe-eau thermodynamique

Comment couvrir à 100% les besoins énergétiques en eau chaude de la résidence Galliéni (Fort-de-France) grâce à une énergie 100% renouvelable ?

Afin de répondre à cette question, l’ARCAVS a opté pour un procédé innovant : celui de coupler la production d’une centrale photovoltaïque en autoconsommation à un chauffe-eau thermodynamique.

Qu’est-ce que qu’un chauffe-eau thermodynamique ?

Le cumulus thermodynamique, ou chauffe-eau thermodynamique, associe une pompe à chaleur aérothermique à un ballon d’eau chaude. Il permet donc de produire de l’eau chaude sanitaire grâce aux calories naturellement présentes dans l’air : captées par la pompe à chaleur, elles sont ensuite transmises à un fluide caloporteur qui lui même chauffe l’eau contenu dans le ballon.
Cette solution est très performante : elle consomme jusqu’à 3 fois moins d'énergie qu'un chauffe-eau électrique. Toutefois, elle a besoin d’électricité pour faire fonctionner la pompe à chaleur. Une électricité qui, dans le cas de la résidence Gallieni, provient du solaire.

A la demande de l’ARCAVS, So Watt a donc étudié la possibilité d’installer une centrale photovoltaïque sur le toit de la résidence, de manière à alimenter les 12 chauffe-eaux thermodynamiques (1 CET est utilisé conjointement par 2 T1) dont elle dispose.

Une centrale solaire de 52 panneaux a finalement été installée, couvrant 86m2 de toit, et dégageant une puissance totale de 14,56 kWc, pour une production annuelle estimée à 21 000 kWh/an.

Dans la mesure où les besoins énergétiques en eau chaude et pour les autres usages électriques (tels que l’alimentation des appareils l’électroménager) ne représentent que 60% des capacités de la centrale, il a été décidé que les 40% d’énergie verte produite en surplus seront revendus et injectés dans le réseau EDF.

Les avantages d’une production photovoltaïque en autoconsommation couplée à un chauffe-eau thermodynamique

Deux arguments ont pesé pour qu’Allo Héberge Moi et l’Agence de Réhabilitation et de Construction à Vocation Sociale (ARCAVS) fasse le choix de ce procédé innovant.

Les arguments écologiques

Le premier argument est écologique. Inscrite dans une démarche en faveur de l’environnement, la réhabilitation de la résidence Gallieni se devait d’adopter une solution permettant de produire de l’électricité propre et locale, tout en consommant moins d’énergie.

Au total, ce sont 13 barils de pétrole que la Martinique n’importera pas chaque année (soit 2100 L), et 17t de CO2 qui ne seront pas émis grâce à la centrale photovoltaïque.

Les arguments économiques

Ce procédé innovant a un impact positif sur le coût électrique de la résidence : en utilisant l’électricité produite par la centrale pour alimenter des chauffe-eaux thermodynamique déjà économes en électricité, en plus d’autres usages électriques, ce système permet une double économie d’énergie, et donc, une double réduction sur la facture EDF.

Les avantages de cette solution par rapport à une centrale de production d'eau chaude solaire

Pourquoi AHM et l’ARCAVS ont préféré ce projet pilote à une centrale de production d’eau chaude solaire ?

Des rendements proches

Si l’efficacité globale d’une centrale de production d’eau chaude solaire est d’environ 80%, celle de l’installation centrale PV/chauffe-eaux thermodynamiques est estimée à plus de 70%. Des rendements donc proches.

Moins d’encombrement


Produire de l’eau chaude grâce à deux sources renouvelables (solaire et aérothermique) demande moins de place qu’avec le solaire seul.
En effet, les chauffe-eaux solaires sont dimensionnés de manière à avoir jusqu’à 3 jours d’autonomie (en prévision d’une météo moins favorable). Des précautions inutiles avec le couplage centrale PV/chauffe-eau thermodynamique : par jour de mauvais temps, les besoins énergétiques des CET peuvent être apportés par le réseau EDF.

Une bonne fiabilité technique

Alors qu’un réseau hydraulique est nécessaire au fonctionnement d’une centrale de production d’eau chaude solaire, le couplage centrale PV/chauffe-eau thermodynamique s’en passe : sa fiabilité technique s’en trouve renforcée

En conclusion

Ce projet pilote, mis en service en mars 2020, porté par l’AHM, l’ARCAVS et So Watt, avec le concours financier de L’État, la Collectivité de Martinique, l’ANAH, l’ADEME et ARCAVS, constitue une véritable innovation et permettra d’affiner nos connaissances sur la production d’eau chaude via deux sources d’énergies renouvelables en Martinique. 

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