Alors que le prix de l’électricité reste élevé, l’idée de devenir indépendant en énergie séduit de plus en plus de monde. S’il est extrêmement complexe et coûteux de parvenir à une totale indépendance énergétique en conservant un confort de vie moderne, il est possible de réduire significativement sa dépendance. Notamment en renonçant aux combustibles fossiles et en optimisant sa consommation.
Vous souhaitez devenir indépendant en énergie ? Très bien, mais si vous êtes à deux doigts de monter dans votre voiture, direction le magasin de bricolage le plus proche pour acheter une dizaine de panneaux solaires, on vous conseille de reposer vos clés, du moins pour l’instant. Atteindre l’indépendance énergétique ne consiste pas au simple fait d’acheter des panneaux solaires. D’ailleurs, l’achat de ces derniers constitue, en réalité, la dernière étape d’un long processus de réflexion que nous allons vous détailler.
Au quotidien, dans notre société moderne, consommer de l’énergie est si facile que nous ignorons la réalité derrière la prise, le robinet de la gazinière ou le pistolet de la station-service. Cette impression d’énergie illimitée nous a parfois fait perdre de vue la quantité d’énergie qui est nécessaire pour cuire ses aliments, parcourir 10 km en voiture, ou simplement se chauffer. Afin de se réapproprier certains ordres de grandeur, il est intéressant de garder en tête qu’un être humain, dans une forme moyenne, peut fournir une puissance instantanée située entre 100 et 200 W. Avec cet ordre de grandeur en tête, on peut désormais aborder les différentes étapes qui jalonnent la route vers l’indépendance énergétique.
Optimiser l’isolation de sa maison
Avant de devenir indépendant en énergie, il est indispensable de rationaliser ses dépenses d’énergie, et d’éliminer tout le superflu. Pour cela, la première étape consiste à optimiser son logement de toutes les manières possibles, en particulier pour limiter les déperditions thermiques. Comme nous l’avions indiqué dans notre article sur les solutions pour ne pas utiliser de chauffage en hiver, il existe de nombreuses façons de réduire les besoins en chauffage, en optant pour une isolation performante et une ventilation efficace tout en maximisant les apports solaires.
Pour obtenir une très faible consommation énergétique en termes de chauffage, il est possible de s’appuyer sur la récente norme RE2020. Les maisons construites selon cette norme ne dépassent pas les 12 kWh/m²/an de chauffage. Or, selon l’ADEME, les maisons construites après 1950 nécessitent, en moyenne, 106 kWh/m²/an d’énergie pour être chauffées. Pire encore, les maisons datant d’avant 1950 consomment environ 150 kWh/m²/an.
Pose d’un panneau d’isolant thermique / Illustration : Bilanol.
Choisir son mode de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire
Une fois que la consommation énergétique de votre maison a été optimisée grâce à une isolation performante, il est temps de passer à une étape cruciale : choisir son mode de chauffage. Celui-ci est, de loin, le poste le plus énergivore d’une maison avec en moyenne, selon le gouvernement, 66 % des dépenses d’énergie d’un logement.
Lorsque l’on souhaite être indépendant en énergie, il convient d’écarter le gaz, le fioul, et dans une moindre mesure, les granulés. Il nous reste donc 3 choix principaux :
Globalement très gourmands en électricité, les radiateurs électriques sont à limiter à des cas de force majeure, lorsqu’il n’est pas possible, pour des raisons techniques comme financières, d’installer un autre moyen de chauffage.
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La pompe à chaleur, meilleur moyen de chauffer de manière économique
La pompe à chaleur, grâce à son coefficient de performance énergétique (COP) élevé, est LA solution pour bénéficier d’un système de chauffage confortable et peu gourmand en énergie. Elle existe sous plusieurs formes différentes.
Les pompes à chaleur air/air et air/eau sont les plus répandues. Elles bénéficient d’un fonctionnement similaire, qui consiste à récupérer les calories contenues dans l’air extérieur pour le diffuser à l’intérieur de la maison. Ces pompes à chaleur ont généralement un COP proche de 3. La PAC air/air insuffle directement de l’air réchauffé tandis que la PAC air/eau permet de chauffer le réseau primaire de chauffage qui viendra alimenter les différents radiateurs de la maison. Chacun de ces deux systèmes a ses propres avantages et inconvénients.
Le COP, c'est quoi ?
Le COP, ou coefficient de performance énergétique, illustre le rendement d’une pompe à chaleur. Il correspond au ratio entre l’énergie consommée par la PAC pour son fonctionnement et l’énergie produite sous forme de chaleur. En d’autres termes, une PAC ayant un COP de 3 signifie qu’elle peut produire l’équivalent de 3 kWh de chaleur avec 1 kWh d’électricité. Ce coefficient varie en fonction de plusieurs paramètres comme le modèle de la PAC ou la technologie utilisée ou encore la température extérieure.
La PAC air/air a l’avantage de pouvoir être réversible, et ainsi produire du frais en été. Cependant, il s’agit d’un système plus restreint qui pourra difficilement alimenter plus d’une pièce. À l’inverse, la PAC air/eau nécessite d’être intégrée à un circuit de chauffage, ce qui peut générer des coûts supplémentaires. En revanche, la PAC air/eau permet de combiner chauffage et production d’eau chaude sanitaire. De plus, il est possible d’associer une pompe à chaleur air/eau à des panneaux solaires thermiques qui permettent de préchauffer l’eau du circuit de chauffage. On parle, dans ce cas, de pompe à chaleur solarothermique.
Pour obtenir un coefficient de performance plus élevé, il est possible d’utiliser non pas les calories présentes dans l’air, mais celles présentes dans le sol : on appelle ça la géothermie. Plus onéreuses, les pompes à chaleur géothermiques récupèrent les calories présentes dans le sol pour chauffer l’intérieur de la maison. Le principal avantage de cette solution technique réside dans le fait que la température du sol est beaucoup plus constante dans le temps, offrant ainsi un COP plus régulier et plus élevé (environ 4). Certaines PAC géothermiques sont dites eau/eau, car elles récupèrent les calories présentes dans les nappes phréatiques. Le COP de ces installations est généralement proche de 5.
L’unité extérieure d’une pompe à chaleur air/eau / Image : Révolution Énergétique – HL.
Le chauffage au bois
Pour finir, le chauffage au bois constitue un complément de chauffage intéressant, car il permet de limiter la consommation électrique du logement, et offre une solution de secours pour chauffer la maison en cas de coupure de courant (à l’exception des poêles et chaudières nécessitant une alimentation électrique). Néanmoins, dans une démarche d’indépendance énergétique complète, il faut pouvoir s’approvisionner régulièrement en bois localement, ce qui n’est pas toujours possible.
Si les granulés permettent d’obtenir un meilleur rendement que les poêles et les cheminées récentes, leur transformation peut être une source de CO2, et le fonctionnement d’un poêle à pellet nécessite une alimentation électrique en permanence. En cas de coupure, vous ne pourrez donc pas vous chauffer.
Outre le chauffage, il est possible d’optimiser la consommation électrique de son logement en choisissant avec attention ses différents appareils électroménagers, car tous ne sont pas égaux en termes de consommation électrique.
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Déterminer ses besoins en électricité
Maintenant que nous sommes passés par l’optimisation du logement et des appareils électriques de la maison, il est temps de déterminer ses besoins quotidiens en électricité. C’est ce qui permettra ensuite un dimensionnement cohérent du futur moyen de production et de stockage d’électricité. Déterminer sa consommation en électricité peut se faire de deux manières différentes. Si vous ne comptez pas modifier vos habitudes de vie ou vos équipements, il est possible de consulter le relevé journalier de sa consommation électrique, et de repérer quel est le jour où l’on a le plus consommé sur une période d’un an.
Cette méthode, bien qu’elle permette d’obtenir un ordre de grandeur, doit tout de même être prise avec des pincettes, car le jour que vous allez prendre comme référence n’est peut-être pas représentatif de votre quotidien. Par exemple, si le 12 janvier dernier, vous avez passé votre journée à utiliser une machine énergivore, pour bricoler par exemple.
Vous pouvez également déterminer votre consommation théorique maximale en relevant la consommation de chacun de vos appareils électriques sur une durée représentative, et de le ramener à votre durée d’usage projetée. La durée représentative de consommation dépend du type d’appareil sélectionné. Une TV, par exemple, consomme de l’énergie de manière relativement constante, donc il est possible de choisir une durée de 1 h. En revanche, un frigo, un chauffe-eau ou une pompe à chaleur va fonctionner par cycles, de manière à se conformer à la température de consigne. Ainsi, il faut choisir une durée de représentative relativement longue, sur une année complète, idéalement. Autrement, il suffit de consulter sa consommation annuelle d’électricité et sa répartition mois par mois, auprès d’Enedis ou de votre fournisseur. Vous constaterez normalement de forts écarts entre les mois d’été et d’hiver.
Pour se déconnecter totalement du réseau électrique national, vous devez notamment identifier le jour de l’année où votre consommation a été la plus élevée. Vous dimensionnerez ainsi votre centrale solaire et système de stockage en conséquence. Attention, il est extrêmement coûteux de concevoir un système électrique domestique hors réseau en France métropolitaine en conservant un haut niveau de confort, sans faire appel à des combustibles extérieurs (fossiles ou bois).
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Dimensionner sa centrale solaire et ses batteries
Une fois que votre profil de consommation a été établi, place au dimensionnement de la centrale photovoltaïque à proprement parler. On parlera seulement de centrales photovoltaïques, car, à l’échelle individuelle, c’est le moyen de production d’énergie renouvelable le plus adapté dans la grande majorité des cas.
En premier lieu, il conviendra de choisir l’emplacement des futurs panneaux solaires, en considérant les caractéristiques de votre maison ou de votre terrain. Cet emplacement devra être exposé vers le sud, avec aucune ombre portée sur les futurs panneaux. En cas d’installation au sol, prenez un soin particulier à bien calculer l’inclinaison des panneaux en fonction de votre latitude. Certains supports permettent de régler avec précision cette inclinaison.
La difficulté de créer une centrale solaire à des fins d’indépendance énergétique réside dans le choix des puissances à installer, tant pour la production avec les panneaux solaires, que pour le stockage avec les batteries. En général, on considère qu’il faut un minimum de 4 à 5 jours de capacité de stockage d’électricité, par rapport à la consommation journalière moyenne, si vous souhaitez obtenir un système totalement hors-réseau.
Si votre logement a consommé 25 kWh par jour en moyenne sur une année complète (à peu près l’ordre de grandeur pour une petite maison occupée par 4 personnes chauffée avec une pompe à chaleur), vous devrez donc prévoir un parc de batteries d’au moins 100 kWh. Une capacité considérable, qui vous en coûtera de l’ordre de 40 000 euros.
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Néanmoins, les besoins en capacité de stockage seront variables en fonction d’un très grand nombre de paramètres qu’il faut savoir anticiper. La localisation a, par exemple, une très grande influence sur vos futurs besoins en capacité de stockage. Les régions du nord de la France, étant plus souvent confrontées au mauvais temps, en particulier pendant l’hiver, devront surdimensionner leurs capacités de stockage.
Votre capacité de stockage dépendra également de votre capacité de production d’électricité, qui dépendra de plusieurs paramètres comme le nombre de panneaux que vous installez. Pour dimensionner une centrale solaire, il existe de nombreux outils en ligne qui permettent de simuler une installation par rapport aux caractéristiques de votre localisation. C’est notamment le cas du Photovoltaic Geographical Information System. Cet outil, entièrement gratuit, permet, par exemple, de simuler la cohérence d’une installation photovoltaïque à batterie pour site isolé.
Un local de batteries de seconde vie chez un particulier / Image : Eric Peton.
Installer sa centrale solaire
Maintenant que vous avez pu préparer votre installation, vous allez enfin pouvoir passer à la fabrication de votre centrale solaire. Pour cela, comme souvent, deux solutions existent : faire appel à un professionnel, comme ce particulier résidant en Martinique, ou réaliser son installation soi-même. Car, si créer soi-même sa centrale photovoltaïque peut paraître impressionnant au premier abord, les exemples d’installation DIY réussies se multiplient sur internet. On vous avait notamment présenté la centrale d’Audren, ou encore celle d’Eric, qui est parvenu à intégrer des batteries recyclées.
Prix et compromis
Même avec toute la volonté du monde, l’indépendance énergétique totale est bien souvent teintée de compromis, car le prix des batteries est encore très élevé pour les particuliers et rendent les installations extrêmement difficiles à rentabiliser. Face à cela, pour limiter ce budget, deux façons de voir les choses sont possibles. On peut sous-dimensionner sa capacité de stockage et accepter de faire des compromis durant les jours les plus difficiles de l’année (et dans ce cas un poêle à bois est tout de même recommandé), ou bien conserver sa connexion au réseau public, qui permettra de tenir les jours les plus difficiles de l’année. Dans ce dernier cas, il est important de noter que réduire sa consommation d’électricité provenant du réseau ne rend pas l’installation moins dépendante. Elle reste entièrement dépendante puisqu’elle ne peut pas fonctionner sans.
Et le transport dans tout cela ?
Si on souhaite être réellement indépendant en énergie, le transport constitue une équation qui peut s’avérer difficile à résoudre. La solution la plus simple consiste, lorsque cela est possible, à n’utiliser que des moyens de transport individuels comme le vélo, voire le vélo électrique. Cette solution permet de se déplacer en n’utilisant que très peu d’énergie et à moindre coût. En revanche, si l’on souhaite aller plus loin, conserver un minimum de confort ou encore pouvoir emmener sa famille, la voiture électrique devient le choix logique. Cependant, opter pour une voiture électrique engendre des besoins en électricité bien plus élevés, ce qui entraîne un surdimensionnement de votre installation de production d’électricité photovoltaïque.
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