L’écogénérateur

Le contexte

1

Evolution du contexte réglementaire Les orientations du Grenelle

Bâtiments neufs RT 2012 en résidentiel : seuil de 50 kWh EP /m².an indépendant de l’énergie utilisée (sauf bois et RCU EnR)

+

Obligation « EnR » ou équivalent : Solaire thermique, m-CHP, CET, RCU EnR ou tout système produisant plus de 5 kWh EnR/m2.an

2020 : Bâtiments à Energie Positive

Construction neuve Exigences en énergie primaire kWhep/m² SHON

130 Grenelle Loi POPE 2005 100 50 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 0 2050 2060 Bâtiments existants D’ici 2020 : réduction de 38% les consommations énergétiques du parc Passer de 240 kWhep/m².an (parc actuel) à une cible de 150 kWhep/m².an Plus de 45% du parc en classe énergétique E, F ou G, moins de 1% en A Mécanismes : RT élément / élément, RT globale Incitations : Crédits d’impôts, bouquets de travaux, labels de performances

La Directive EUP :

seuil de NOx, voiture balai en terme de performance énergétique 2

L’écogénérateur : Une étape importante dans l’évolution globale des produits gaz Économies d’Énergie primaire par rapport à une chaudière Standard

50%

Couplage EnR (solaire thermique, photovoltaïque…)

40% 30%

Pile à combustible Pompe à Chaleur absorption Pompe à Chaleur moteur gaz Mini Cogénération Ecogénérateur Stirling

20%

Chaudière à condensation

10% 0% 1990

Chaudière basse température Chaudière standard

2000 2010 2020 3

Le contexte applicable à l’écogénérateur

• Neuf : l’écogénérateur est très bien valorisé dans la réglementation thermique  Intégré dans la RT 2005 via un titre V et nativement pris en compte dans la RT 2012  La performance de l’écogénérateur se traduit par un très bon positionnement réglementaire : sur un bâti équivalent, il fait mieux qu’un couplage condensation + CESI  Sur un bâti à l’exigence réglementaire (Bbio = Bbiomax), l’écogénérateur conduit à une performance meilleure que le niveau RT2012 d’environ 20% • Existant : une séries de mécanismes favorables à ce produit  Nouveauté de la loi de finance 2012    Crédit d’impôts de 17 % (P <3 kVA par logement, critères de performances encore à préciser par décret) Bonification du crédit d’impôt à 26% dans le cas d’un bouquet de travaux avec une autre action éligible (isolation murs ou toiture, fenêtres etc.) Cumul possible avec le prêt à taux zéro sous conditions de ressources (30 k€ par foyer fiscal)  L’écogénérateur est intégré à la RT existant (labels de rénovation)  Il est éligible aux CEE 4

L’écogénérateur

Le principe

5

Le principe de la cogénération

Produire de la chaleur et de l’électricité à partir de gaz naturel (voir d’autres combustibles) « Micro-cogénération » pour des puissances électriques inférieures à 36 kW Avantages du système : Produire de l’électricité au prix du gaz Réduire les émissions de CO2 Réaliser des économies d’énergie primaire

Le principe de la cogénération

PRODUCTION CENTRALISEE Chaleur COGENERATION Chaleur récupérée Production d’électricité

Energie primaire

Le principe de la cogénération Centrale élec.

r = 34% 47 kWh 64% 2% Chaudière BT r = 83% (PCS) 96 kWh 16 kWh Elec.

80 kWh Chaleur 47 kWh Pertes Économies d’énergie primaire : 43 / 143 = 30% 4 kWh Pertes Micro cogé.

100 kWh PCS Gaz

L’écogénérateur

Le produit : Hybris Power

9

Hybris Power : Le produit

Rendement global : 107 % 2 exécutions (Gaz naturel) 24/28 kW mixte instantanée - 28 kW chauffage seul Caractéristiques du moteur Stirling Puissance électrique 1 kW - Puissance thermique 5,8 kW Encombrement réduit : 490 x 910 x 422 mm

Hybris Power : La technologie Eau de refroidissement du circuit de chauffage Bobine Aimants Brûleur gaz Ressorts

Hybris Power : La technologie

Moteur à combustion externe Permet de produire de l’électricité à la fréquence réseau (50 HZ) Pas de lubrification nécessaire -> pas de maintenance Performants, fiable, longue durée de vie, silencieux

Hybris Power : Le principe de fonctionnement

Quelques ratios…

Fonctionnement moyen du moteur (fortement dépendant du type de logement et de l’utilisation): 2500h à 3000h de fonctionnement du moteur Stirling Soit environ 50% de la durée de la saison de chauffe 2500 à 3000 kWh de production électrique  correspond environ de 50 à 80 % des besoins électriques annuels d’un logement  la dessus environ 70% d’autoconsommation 12500 à 15000 kWh de production thermique  couvre environ 2/3 des besoins thermiques pour un logement moyen

Hybris Power : La mise en œuvre

- Raccordements du type plug & play Le moteur Stirling étant une « black box » Hydraulique / Gaz / Fumées : idem chaudière murale - Electrique : Raccordement par câble dédié au tableau électrique (idem chaudière) Rachat actuel au prix du tarif bleu HT

Hybris Power : La mise en œuvre

Équipements électriques câble puissance (dédié) Tableau électrique disjoncteur Soutirage Réseau public de distribution d’électricité injection Compteurs

Hybris Power : Le raccordement électrique

Coûts du raccordement électrique (par ErDF) entre 500 € et 700€ Coût d’abonnement du 2 ème 60 € TTC/an compteur électrique : ErDF a démarré des Fieldtests de mise en place de compteurs communicants double-sens > Objectif de généralisation à partir de 2013/2014

Hybris Power : En résumé

Hybris Power : En résumé Les attentes

Répondre à la RT 2012 ou aux labels de performance dans l’existant Compétitivité en cout d’investissement Compétitivité en cout d’exploitation Facilité à mettre en œuvre Maintenance aisée Encombrement limité Valorisation du bien

Les réponses

Solution très bien positionnée dans la RT neuve et existante, permettant d’aller cherche facilement des labels de performance énergétique 17 % de crédit d’impôts (bonifié à 25% si bouquets) ~ 15 à 40% sur la facture de gaz (électricité déduite).

Installation 100% intérieure, pas d’impact visuel Raccordement identique à une chaudière condensation (excepté le diamètre du câble électrique) Maintenance identique à une chaudière condensation. Pas d’intervention sur le moteur Stirling (HxLxP) 900x440x550 similaire à une chaudière condensation Solution moderne et innovante permettant de produire localement son électricité (indépendance énergétique) 19

L’écogénérateur

Retour d’expérience sur les fieldtests réalisés en 2010/2011

20

Les données du Field Test et principaux résultats

Environ 100 unités installées un peu partout en France, dans le neuf et dans l’existant • • 11 sites ont fait l’objet d’une instrumentation détaillée, avec : Plus de 34 semaines de mesures par client (> 40 000 000 de points de mesure) 1,5 MWh d’électricité produite Des résultats qui confirment les autres atouts du produit : Très bon

rendement électrique moyen en hiver

(14 %) Forte

autoconsommation

électrique (70 %) La

pointe de consommation

électrique est réduite en hiver La production de l’écogénérateur

suit la tendance de la consommation

électrique française La

modulation du Stirling

permet de limiter le cyclage

HIVER 2010 – 2011 : SUR LE PARC INSTRUMENTÉ

LA PRODUCTION DES ECOGENERATEURS ACCOMPAGNE NATURELLEMENT LES BESOINS D’ÉLECTRICITE

22

DIMINUTION DE LA POINTE ELECTRIQUE LOCALE

UN PRODUIT NATURELLEMENT « SMART GRID » Puissance moyenne (sur le panel mesuré) soutirée au du réseau, fin janvier 2011 23

Fonctionnement type d’une journée d’hiver

24

L’écogénérateur

Quelques exemples de réalisations

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L’écogénérateur une réalité variée

Installation dans l’existant Installation dans le neuf Installation en chaufferie

Une maison individuelle BBC – l’écogénérateur une solution ENR RT2012

Installation de Lauwin Planque – Dépt 59 Maison individuelle de type T4

Surface habitable: 152,2m² SHON:180 Zone H1a

Objectif:

Atteinte du label BBC Effinergie sans panneau solaire thermique

Une maison individuelle BBC – l’écogénérateur une solution ENR RT2012

Descriptif du bâti

Murs extérieurs Plancher sur vide sanitaire Toiture Menuiserie Brique porotherme GFR20 + ITI Laine de verre 16cm dalle béton + polyurethane 6cm + chappe de compression 5cm laine de verre 26 cm double vitrage 4.16.4 Argon + volets roulants

Descriptif des systèmes

Plancher chauffant RDV et R+1 [Ecogénérateur Hybris + Ballon ECS 150L] ou CESI + condensation gaz naturel Simple flux hygro B microwatt

Une maison individuelle BBC – l’écogénérateur une solution ENR RT2012

Avec le CESI :

Ubat Tic Cep

PROJET solaire

0.374

27.57

62.5

REFERENCE

0.501

29.37

103.14

Cep CESI = 62.5 < 65

Le solaire aurait également permis d’atteindre le label BBC Effinergie Cep solaire =

Cep effinergie – 4% Néanmoins le site de ce prêtait pas à l’énergie solaire: présence de masque, toit terrasse… Gains

- 25% - 40%

Une maison individuelle BBC – l’écogénérateur une solution ENR RT2012

Performance énergétique:

Ubat Tic Cep sans valorisation de la production électrique

PROJET écogé

0.374

27.57

74.77

REFERENCE

0.501

29.37

103.14

Production électrique de l’écogénérateur:

24.74 kWhep/m².an

Atteinte du label BBC Effinergie:

74.77 < 65+12= 77 kWhep/m².an

Cep projet= 74.77-24.74 = 50.03 soit Cep effinergie – 23% Grace à l’écogénérateur, le bâtiment atteint une performance énergétique au delà du BBC.

GAINS

-25% - 27.5%

Une maison individuelle BBC Sur la route du bâtiment à énergie positive

Installation de Muzillac – Morbihan Maison individuelle de type T4

Surface habitable: 102 m² SHON:139 m² Zone H2a

Objectif:

Atteinte du label BBC effinergie Sur la route du bâtiment à énergie positive

Une maison individuelle BBC Sur la route du bâtiment à énergie positive

Murs extérieurs ossature bois + ouate de cellulose (22cm) + laine de bois 6cm Double isolation: chappe, isolant sous chappe (6,5cm), dalle béton et hourdis polystyrène (18cm)

Descriptif du bâti

Plancher sur vide sanitaire Toiture végétalisée Ouate de cellulose 35cm Toiture bac zinc Menuiserie isolant 30cm bois / Alu triple vitrage

Descriptif des systèmes Radiateurs

Ecogénérateur Hybris et Ballon ECS 200 L Double Flux , efficacité 90%

Une maison individuelle BBC Sur la route du bâtiment à énergie positive

Résultats de l’étude thermique:

Ubat [W/m².K] Tic [ ° C] Cep sans valorisation de l’electricité [kWhep/m².an]

PROJET

0,272 26,7 54,5

REFERENCE

0,535 29,35 105

Gains

- 49% - 48%

Cep = 54,43 < 55 kWhep/m².an

Grace à un bâti travaillé, le bâtiment respecte l’exigence de performance énergétique BBC sans valorisation de la production électrique Production électrique: 17 kWhep/m².an

Cep projet: 37,5 kWhep/m².an = BBC effinergie – 31% Grace à la combinaison d’un bâti et d’un système très performant, l’exemplarité énergétique est atteinte

Une maison individuelle BBC Sur la route du bâtiment à énergie positive

Performance énergétique:

Cep (chauffage et ECS) [kWhep/m².an] Production électrique[kWhep/m².an] Cep (CH ECS et elec) [kWhep/m².an]

PROJET écogé

40,5 17 23,5

Réel

20,75 9 11,75

GAINS

-48% -47% - 50%

Dans la réalité le pavillon de Muzillac consomme 2 fois moins (sur les postes chauffage et ECS) que prévu par le calcul réglementaire.

L’écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d’un pavillon

Rénovation d’un pavillon - Pantin Maison individuelle de type T7

Surface habitable: 120 m² SHON:139m² Zone H1a

Objectif:

Rénovation performante pour bénéficier du prêt à taux zéro

L’écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d’un pavillon

Performance à atteindre :

Respect de la RT élément pat élément Respects des conditions d’accès à l’éco prêt à taux zéro :

Le bâti :

Murs extérieurs Menuiseries Toiture

AVANT

Brique 22cm Simple vitrage Divers états U= 1,412 à 0,524 > Coefficient C après réno < 195kWh -> Tic< Tic ref > perméa < 1,7 m3/h.m²

APRES

Brique 22cm + ITI (plaque de liège expansé 85mm) U= 0,391 W/m².

° C Double vitrage 4.16.4 Argon 10 LDV entre les chevron + 10cm LDV filante continue en sous face U= 0,144 W/m².

° C Plancher bas sur sous sol Plancher bas du sous sol Pas d’isolation Dallage béton 15cm Idem Idem

L’écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d’un pavillon

Les systèmes:

Production Emissions ECS Ventilation

AVANT

Chaudière gaz basse température Radiateurs Ballon de 80L Ventilation naturelle

APRES

Chaudière BT ou Ecogénérateur Plafond chauffant BT Radiateurs eau chaude R+1 et combles Ballon de 130L VMC Simple flux hygro A

L’écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d’un pavillon

Résultats de l’étude thermique sans changement de la gérération (TH CEx) AVANT travaux PROJET REFERENCE

Ubat [W/m².K] Cep sans changement de la gérération 1,899 355 0,989 200 0,709 172

Gains/situation initiale

- 47% -43% Sans modification de la génération (conservation de la chaudière gaz BT) le projet ne respecte pas les conditions d’accès à l’éco PTZ

Cep = 200 > 195 kWhep/m².an

L’écogénérateur au cœur de la rénovation exemplaire d’un pavillon

Résultats de l’étude thermique avec l’écogénérateur (TH CEx)

Cep sans changement de la gérération Cep écogé sans valorisation de l’électricité Cep écogé avec valorisation de l’électricité

AVANT travaux

355 355 355

PROJET

200 186 132

REFERENCE

173 173 173

Gains/situation initiale

-43% -47% -63% Grace à la présence de l’écogénérateur, le projet pourra bénéficier de l’éco prêt à taux zéro.

Cep HPE = 132 kWhep/m².an < 195 Le choix de l’écogénérateur combiné à une isolation renforcée à permis d’atteindre une performance au delà du label HPE rénovation

Mutualiser pour optimiser la performance

Ecogénérateur en mini-chaufferie – Aulnay Immeuble collectif :

24 logements (R+1 et R+2+combles) Surface habitable:1 593 m² SHON:2 102 m² Zone H1a

Objectif :

Atteinte du label THPE Charges réduites pour les locataires

Mutualiser pour optimiser la performance

Descriptif du bâtiment:

3 mini-chaufferies pour desservir 24 logements: - chaufferie A : 5 logements - chaufferie B : 6 logements - chaufferie C : 13 logements

Mutualiser pour optimiser la performance

Descriptif des systèmes - exemple : chaufferie 1:

Ecogénérateur Hybris + chaudière condensation en appoint 9,5 m² de panneaux solaire Ballon solaire de 300 L Ballon d’appoint 150 L Radiateur basse température (60 ° C/40 ° C) VMC simple flux Hygro B microwatt

Mutualiser pour optimiser la performance

Mode de fonctionnement:

priorité aux écogénérateurs en mode chauffage et ECS chaudières condensation en appoint secours utilisation locale de l’électricité produite: VMC, Communs…

Performance théorique:

  Sans valorisation de la production électrique: Cep=75 kWhep/m².an Avec valorisation de l’électricité: Cep= 55 kWhep/m².an (titre V déposé)

L’écogénérateur

En conclusion

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Aujourd’hui l’écogénérateur Stirling… …Demain l’écogénérateur Pile à Combustible

Une réponse à l’évolution des besoins des logements

Création du marché Développement du marché

45 45

Chaudière Ecogénérateur Stirling 2011 Ecogénérateur Pile à combustible Besoin électrique Besoin thermique

Conclusions

• L’écogénérateur est une solution pertinente pour atteindre les labels de performance énergétique dans le neuf comme dans l’existant • Il présente de nombreux autres atouts clés, notamment sur les aspects mise en œuvre et maintenance, par rapport à d’autres systèmes innovants • Le retour d’expérience sur le Field Test montre une bonne maturité pour une introduction commerciale du produit et une confirmation des atouts de la solution • Le contexte réglementaire et fiscal est aujourd’hui favorable pour une introduction du produit sur le marché français : 2012 est année de pré lancement avec montée en puissance progressive • De Dietrich et GrDF sont là pour vous accompagner sur vos projets : n’hésitez pas à faire appel à nous ! 46

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

QUESTIONS ???

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