Bilan concluant pour une solution d’hybridation en logement social

Construite en 2012, la résidence Les Alcéas, gérée par Atlantique Habitations, comprend douze logements sociaux en R+3, conformes à la RT 2005 et raccordés au gaz. La résidence utilisait une chaudière murale de 45 kW couplée à quatre chauffe-eau thermodynamiques (CET) air/eau installés dans les combles, permettant de profiter d’une énergie renouvelable. Après la panne prématurée d’un CET (10 ans au lieu de 17), il a fallu trouver une solution fiable sans interrompre le service ni nuire au confort. Remplacer le CET à l’identique a été écarté pour éviter le risque de légionelles. Plusieurs options ont été envisagées, comme l’installation d’une pompe à chaleur (PAC) pour l’ECS ou une solution 100 % PAC, mais l’espace disponible était insuffisant. Finalement, une solution hybride, associant la chaudière gaz à des pompes à chaleur, a été retenue.

Pour la maîtrise d’ouvrage, le recours à une solution PAC hybride est une première, mais s’inscrit dans l’objectif de réduire l’empreinte carbone. Habituellement, les bâtiments sont raccordés à des réseaux de chaleur alimentés en énergie renouvelable, mais ce n’est pas toujours possible. D’où la recherche de solutions adaptées pour les ensembles bien isolés. L’hybridation permet d’utiliser une énergie renouvelable via les PAC, tout en gardant le gaz comme appoint. La résidence Les Alcéas, déjà raccordée au gaz et équipée d’une chaudière en bon état, a permis d’installer des PAC air/eau moins puissantes et moins encombrantes qu’une solution 100 % PAC.

En phase d’avant-projet, une étude de la puissance appelée heure par heure sur l’année a permis de dimensionner les équipements selon les taux de couverture attendus des PAC et de la chaudière. Sur des sites plus grands, les PAC représentent environ 30 % de la puissance installée, pour un taux de couverture annuel de 70 %, afin de limiter l’investissement pour le client.

Un schéma hydraulique simplifié

L’installation comporte deux PAC air/eau Weishaupt de 13 kW chacune, associées à une chaudière gaz existante de 45 kW pour limiter la dette carbone. Les PAC sont dimensionnées pour couvrir 30 % des besoins en chauffage, avec une redondance : l’une dédiée au chauffage, l’autre au préchauffage de l’ECS et pouvant compléter le chauffage. Ce choix permet d’atteindre un taux de couverture des PAC de 80 % sans dépasser le budget du bailleur social. Les PAC fonctionnent en priorité toute l’année, assurant le chauffage de base et le préchauffage de l’ECS à 50 °C. Les trois générateurs sont hybridés en bivalence parallèle, la chaudière venant en appoint. Une carte électronique permet la communication entre la chaudière et les PAC. Pour le chauffage, les PAC alimentent un ballon tampon de 200 l, avec une température de départ de 55 °C par -5 °C extérieur. La production d’ECS est assurée par la PAC double service, avec un préchauffage à 50 °C, puis un appoint de la chaudière pour atteindre 60 °C, température minimale contre la légionellose. Ce système hybride offre un avantage : en cas de panne d’une PAC, la chaudière prend le relais, réduisant l’urgence d’intervention et assurant le confort des résidents, priorité du maître d’ouvrage.

Un chantier rationalisé

Les travaux ont été planifiés durant l’été 2023 pour garantir la continuité de service et la production d’ECS, alors que le chauffage était coupé. Un mois a été nécessaire pour reconfigurer l’installation. Trois CET ont été utilisés provisoirement pour assurer l’ECS pendant les travaux, avec un agencement temporaire des ballons, dont le nouveau ballon tampon associé aux PAC. Une fois la nouvelle installation prête, la bascule et le raccordement des PAC ont été réalisés. Les deux unités extérieures des PAC ont été installées en toiture-terrasse sur plots antivibratiles pour limiter les nuisances sonores. Le choix de PAC de puissance réduite a permis d’éviter le recours à un bureau d’études acoustiques et de simplifier le raccordement électrique. La résidence dispose d’un compteur ≤ 36 kVA, segment C5 ; une solution 100 % PAC aurait nécessité un changement de compteur et d’abonnement, impliquant des démarches longues auprès d’Enedis et un passage au segment C4 (tarification pour puissance supérieure à 36 kVA). Pour garantir la continuité de service d’ECS et répondre à l’urgence, ce choix s’est imposé.

Pour obtenir un suivi en temps réel des performances de cette solution hybride mixant chaudière gaz et pompes à chaleur et conforter Atlantique Habitations dans ce choix, GRDF a mis en place une instrumentation légère. Celle-ci était composée d’un compteur volumétrique sur l’alimentation en eau froide de la production d’ECS, de deux sous-compteurs électriques sur les compresseurs de chacune des PAC, d’un compteur énergétique en départ chauffage et d’un compteur gaz dédié à la chaudière. Le bailleur social a ainsi pu obtenir le bilan énergétique de la chaufferie hybride de la résidence Les Alcéas sur une année complète de fonctionnement. Pour l’ensemble des parties prenantes, le bilan se révèle concluant, comme en témoigne Vincent Langouët : « Nous sommes très satisfaits, puisque nous avons eu la démonstration que les PAC sont en mesure d’assurer un taux de couverture compris entre 70 % et 80 % sur l’année. »