Chaudière à condensation & module de cogénération au gaz naturel

Cette solution composée d’un module de cogénération et d’une chaudière à condensation au gaz naturel en appoint est particulièrement adaptée au projet visant une très haute performance énergétique.

Elle permet d’assurer l’intégralité des besoins de chauffage et d’ECS. Elle peut également couvrir les besoins électriques des parties communes des logements collectifs.

La partie ci-dessous décrit brièvement le fonctionnement de chaque produit ainsi que celui de la solution dans son ensemble :

Un module de cogénération (ou cogénérateur) est un produit fiable et efficace permettant d’assurer une partie des besoins en chauffage et ECS dans les logements collectifs. De plus, c’est moyen idéal pour réduire les charges communes d’électricité dans les bâtiments grâce à la possibilité de produire de l’électricité via ce dispositif.

Un cogénérateur est composé :

• D’un module de cogénération
• D’un raccordement électrique du module de cogénération au réseau électrique

Les productions thermique et électrique d’un cogénérateur sont toutes deux valorisables :

• D’une part pour le chauffage des locaux et/ou la production d’ECS
• D’autre part pour l’autoconsommation électrique de l’électricité produite

Après échanges avec les différents circuits du moteur (eau de refroidissement, huile moteur et produits de combustion), l’eau du circuit secondaire atteint une température maximale de 90°C. Cette production thermique du cogénérateur peut donc être utilisée :

• Soit pour le chauffage des locaux
• Soit pour le chauffage des locaux et pour la production d’ECS
• Plus rarement, pour la production d’ECS uniquement

La production électrique d’un cogénérateur peut être utilisée pour répondre aux besoins en électricité des parties communes des logements collectifs. On parle alors d’autoconsommation. 

La chaudière gaz à condensation reprend le même principe de fonctionnement qu’une chaudière traditionnelle et permet en plus d’optimiser la récupération de la chaleur contenue dans les produits de combustion, tirant ainsi profit de toute l’énergie libérée lors de la combustion du gaz.

Dans une chaudière classique, le circuit d’eau du chauffage central est réchauffé uniquement grâce à la combustion du gaz naturel. La chaudière gaz à condensation récupère en plus l’énergie contenue dans les fumées. En effet, ces produits de combustion contiennent de la vapeur d’eau qui libère de la chaleur en se condensant. En récupérant cette chaleur (dite chaleur latente), la chaudière à condensation bénéficie d’un surplus d’énergie et consomme moins d’énergie que les chaudières traditionnelles.

Il s’agit d’un équipement fiable et performant qui permet de compléter l’apport du cogénérateur et d’assurer les besoins thermiques dans les logements collectifs en cas de fortes baisses de température.

Le plus souvent, le module de cogénération couvre la base des besoins, et l’appoint est assuré par une chaudière à condensation afin d’atteindre un optimum technico-économique. La chaudière à condensation est en principe peu utilisée, ou pour des niveaux de température très bas. Ainsi, au vu de sa performance en production combinée de chaleur et d’électricité, le module de cogénération est le générateur prioritaire, et la chaudière à condensation la structure d’appoint.

• Très bon positionnement RT 2012 : la production d’électricité est prise en compte dans le calcul du Cep en déduction des postes consommateurs (chauffage, refroidissement, ECS, auxiliaires, éclairage)
• Une large gamme de choix grâce à de nombreux industriels et distributeurs présents aujourd’hui sur le marché français.
• Installation facilitée en chaufferie grâce à des modules « Plug & Heat »
• La micro et mini-cogénération favorise l’obtention des labels de très haute performance énergétique (Effinergie, Bepos)

• Factures énergétiques réduites grâce à l’autoconsommation
• Production d’électricité pour réduire les charges communes dans les logements collectifs
• Possibilité d’assurer un secours électrique (ascenseurs, éclairages des communs...). Ce secours ne répondra pas néanmoins à la durée réglementaire imposée dans d’autres types de bâtiments (hôpitaux notamment), à savoir une durée maximum de deux secondes pour la mise en route des appareils électriques.

• Le contrat de raccordement au réseau électrique est à prévoir très en amont de la mise en service du module de cogénération.
• Deux conduits d’évacuation des produits de combustion sont nécessaires (un pour le module de cogénération, l’autre pour l’appoint)
• L’installation et l’entretien du module de cogénération font appel à différentes compétences. Les rôles des différents corps d’états (plombiers, électriciens…) sont à définir en amont par la maîtrise d’ouvrage. Principalement la frontière entre le lot plomberie et le lot électricité.

Les chaufferies collectives sont souvent dimensionnées avec des facteurs de surpuissance. Ils sont entre autres liés aux facteurs de relance définis par la norme EN 12831, au « cumul » des puissances chauffage et ECS, parfois pratiqué par la profession, et à la sécurité de puissance minimum à garantir en cas de panne d’un des générateurs.

Or quand la chaudière fonctionnera en dessous de son seuil minimum de modulation, elle fonctionne en mode marche-arrêt (cyclage), ce qui entraînera l’usure prématurée du brûleur, une augmentation des pertes par pré-ventilation et des pics de polluant. Ce mode de fonctionnement sous le seuil minimum de modulation de la chaudière sera plus long dans le temps si la chaudière est surdimensionnée.

Consulter le guide Cegibat pour plus de détails sur l’influence de cette surpuissance mais aussi sur la bonne conception d’une installation composée de chaudière à condensation.

Le couplage d’un module de cogénération et d’une chaudière à condensation gaz naturel est bien valorisé par la RT 2012. 

Le prix de la solution varie en fonction de chaque projet selon sa taille, ou encore les modèles choisis. Néanmoins, pour une première approche, les ratios suivant peuvent être utilisés :

• Le prix fourni-posé d’un système de cogénération au gaz naturel varie de 7 000 €/kWe pour les petits systèmes à 2 500 €/kWe pour les systèmes plus puissants, voire 1800 €/kWe pour les très grandes installations. A titre d’exemple, le prix d’un module fourni-posé est d’environ 50 000 € HT pour une puissance de 7,5 kWe à environ 350 000 € HT pour une puissance de 250 kWe.
• Pour la chaudière à condensation au gaz naturel, il faut compter 100 €/kW (net installateur) pour la chaudière gaz à condensation.