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Etude de l'assainissement du système de chauffage d'une maison individuelle

Cette étude a pour objet une maison individuelle de 163 m2 situé à Villars-Burquin (commune de Tévenon). Le bâtiment est à ossature bois et a la particularité de posséder plusieurs surfaces avec un fort potentiel solaire et photovoltaïques étant donné l'orientation sud (11° est). Actuellement, la production de chauffage et d'eau chaude sanitaire est assurée par une chaudière propane à condensation. La consommation moyenne annuelle est de 13'515 kWh dont 2'933 kWh électriques qui sont prélevés sur le réseau.

Le maître d'ouvrage a pour souhait d'étudier la possibilité de s'affranchir d'une partie ou de la totalité de l'énergie fossile par une énergie renouvelable. Deux cas ont été étudiés. Un premier en gardant la chaudière actuelle mais en couplant l'installation à des énergies renouvelables thermiques et électriques. Un deuxième, ou la chaudière serait remplacée par une pompe à chaleur air/eau afin de s'affranchir totalement des énergies fossiles toujours avec l'intégration d'énergies renouvelables.

Pour réaliser cette étude, le bâtiment a été modélisé dans un premier temps sous Lesosai 2016 afin de comparer les consommations théoriques aux consommations réelles et par la suite d'évaluer le potentiel d'amélioration du bâtiment au niveau de l'enveloppe et du système de régulation.

Une deuxième partie du travail consiste à modéliser sous PolySun 2016 les deux cas d'études et d'optimiser les configurations afin de dimensionner l'installation pour maximiser le potentiel solaire.

Il en ressort de cette étude, que le remplacement de la régulation actuelle par une régulation avec un départ par pièce ou une température de départ ≤ 30°C permet de réduire les besoins annuels pour le chauffage de 20%.

Dans les deux cas, des panneaux à tubes sous vide seraient installés en façade. Le ballon de stockage d'ECS serait remplacé par un accumulateur de 970 litres dont 190 litres sont dédiés à l'eau chaude sanitaire. De plus, il serait installé une batterie de 10 kWh.

Pour le cas où la chaudière serait gardée avec l'ajout des énergies renouvelables, il ressort de cette simulation que la nouvelle consommation serait réduite de 31% et passerait à un total de 8'931 kWh. La facture énergétique serait réduite quant à elle de 34%. 6 panneaux PV seraient installés sur l'abri pour voiture et le toit serait composé de 6 panneaux PV et de 5 capteurs plans. Avec cette configuration, 53% des besoins pour le chauffage et l'eau chaude sanitaire sont couvert. Le coût total serait de 35'000 CHF avec un retour sur investissement de 50 ans.

Dans le cas avec la pompe à chaleur, la nouvelle consommation serait de 5'583 kWh soit une réduction de 59 % de la consommation par rapport à celle actuelle. La facture annuelle d'énergie serait réduite de 45%. La toiture serait munie de 12 panneaux PV et de 3 capteurs plans. La couverture solaire du bâtiment serait de 50%. Le coût de l'installation est de 45'000 CHF pour un retour sur investissement de 45 ans.