Cuire du pain grâce au soleil, c’est possible, et partout en France. Cette technique se répand progressivement grâce au développement de fours solaires de plus en plus performants. Elle nécessite tout de même une adaptation des processus de fabrication, de quoi donner des idées à plus grande échelle. 

D’ici peu, les quelque mille habitants du petit village du Brusquet, dans les Alpes-de-Haute-Provence, vont avoir droit à leur propre boulangerie, et pas n’importe laquelle. Celle-ci sera équipée d’un four qui ne fonctionnera ni à l’électricité, ni au gaz, ni au feu de bois, mais à l’énergie solaire. Au Soleil Levain sera, en effet, équipée d’un four solaire permettant de réduire au minimum l’impact environnemental de la boulangerie.

Pour aller au bout de cette démarche de minimisation de l’impact environnemental, ses créateurs ont décidé de soigner les détails avec un bâtiment réalisé en ossature bois et isolé avec de la paille, ainsi qu’un circuit d’approvisionnement en ingrédients le plus court possible. Même les livraisons des épiceries environnantes et de la cantine de l’école primaire du Brusquet se feront à vélo pour éviter les émissions de gaz à effet de serre.

3 500 W d’énergie thermique sur une simple remorque

À l’instar du Présage, ce restaurant marseillais qui « carbure » à la cuisine solaire, on retrouve au cœur de cette démarche écologique, un four chauffé par le soleil. Ici, le choix des boulangers s’est porté sur le Lytefire Deluxe. Un petit modèle installé sur remorque, capable de cuire entre 50 et 110 kg de pain chaque jour, ou de torréfier 20 kg de cacahuètes en trois heures, selon son fabricant. Pour cela, il développe un maximum de 3,5 kilowatts (kW) de puissance thermique par le biais de plusieurs dizaines de miroirs incurvés, représentant une surface de réfléchissement totale de 5 m². L’installation est autrement plus puissante que les fours solaires portatifs destinés aux particuliers. Il est possible d’obtenir jusqu’à 300 °C au point focal, et ainsi de faire monter le four en température en 45 minutes. Le four est également équipé d’un tambour spécifique, permettant de torréfier certains aliments comme des céréales, grains de café, de cacao, etc.

Réorganiser sa manière de travailler

La boulangerie solaire n’est pas l’apanage du sud de la France. On compte déjà quelques courageux qui se sont lancés dans l’aventure, comme Au gré du soleil et Brin de levain, tous deux dans la Drôme, mais aussi Barasol en Bretagne et Néoloco, en Normandie.

Choisir la cuisson solaire nécessite de réorganiser ses méthodes de travail pour s’adapter au caractère intermittent de cette énergie. Que l’on soit situé près de Marseille, ou près de Lille, impossible, avec un four solaire, de faire cuire ses baguettes à 7 heures du matin comme tout boulanger traditionnel. Face à ces contraintes, Arnaud Cretot, créateur de l’atelier Neoloco, a développé une méthode d’organisation d’entreprise appelée TELED, destinée à intégrer l’intermittence de l’énergie dans les processus de fabrication à l’échelle artisanale, mais aussi à l’échelle industrielle.

Concernant la boulangerie, le caractère périssable du pain nécessite de revisiter en profondeur le processus de fabrication, pour identifier les étapes pendant lesquelles il est possible d’obtenir une certaine marge de manœuvre. Cela permet de gagner en flexibilité, et ainsi de pouvoir optimiser l’utilisation de l’énergie solaire lorsqu’elle est disponible. À l’inverse, l’activité de torréfaction, parfois réalisée avec le même four, permet d’obtenir des denrées non périssables. Dans ce contexte, l’objectif est de maximiser la production dès lors que l’énergie solaire est disponible, et ensuite d’effectuer de la gestion de stock.

Et quand il n’y a pas de soleil durant plusieurs jours ? La boulangerie solaire du Brusquet fonctionnera probablement au moyen d’un four à bois, comme le fait l’atelier Neoloco les jours de mauvais temps. Le pain sera donc garanti à 100 % cuit à partir d’énergies renouvelables.

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Pour accélérer la décarbonation du chauffage dans les bâtiments et l’industrie, le gouvernement entend miser sur les pompes à chaleur (PAC). Après avoir annoncé un plan national visant à produire un million de PAC par an en France dès 2027, il dévoile les détails de la stratégie.

Le chauffage représente le plus grand poste de consommation d’énergie du secteur résidentiel. Depuis quelques années, les politiques publiques incitent les Français à remplacer leur chauffage vétuste par des modèles plus économiques et écologiques, comme les chaudières à biomasse, mais surtout les pompes à chaleur. Toutefois, si la France produit environ 350 000 PAC chaque année, elle doit encore importer 30 à 40 % de ses besoins, notamment d’Asie.

Les 8 axes du gouvernement pour atteindre 1 million de pompes à chaleur d’ici 2027

En septembre 2023, Emmanuel Macron avait déjà annoncé son souhait de voir la France porter la production à un million d’exemplaires chaque année, d’ici la fin de son quinquennat en 2027. Encore fallait-il connaître les moyens prévus pour développer la filière sur le territoire. C’est chose faite depuis le 15 avril 2024, avec l’annonce du ministre de l’Économie et de l’Énergie, Bruno Le Maire, d’un plan national en la matière. Il s’articule autour de 8 points :

• Construire de nouvelles usines de production de PAC grâce à une prise en charge importante des coûts d’investissement ;
• Flécher la commande publique et les aides publiques en faveur des PAC françaises ;
• Simplifier la réglementation pour favoriser l’installation des PAC dans les logements collectifs ;
• Accompagner la montée en puissance des métiers de la filière ;
• Agir pour que le consommateur ait confiance en ce mode de chauffage ;
• Mieux faire connaître les solutions proposées par les PAC ;
• Développer la PAC dans l’industrie.

Dans un communiqué, le gouvernement rappelle que la France est le premier marché des PAC domestiques en Europe et qu’elle dispose d’un important potentiel pour augmenter sa production locale. À terme, il s’agirait de décarboner le chauffage et de diminuer notre dépendance aux importations de gaz.

Un des points du plan consiste à faire mieux connaître les systèmes de PAC au grand public. En effet, il n’est pas évident pour un consommateur de s’y retrouver sur ce marché puisque le produit se décline en plusieurs modèles : aérothermiques, géothermiques ou hydrothermiques. Le fonctionnement et les prix divergent d’une technologie à l’autre. Mais toutes partagent la particularité de puiser les calories de l’air extérieur ou du sous-sol pour les redistribuer dans le système de chauffage du bâtiment. Et l’intérêt réside dans son efficacité puisque la PAC utilise moins d’énergie qu’elle n’en produit.

Les obstacles rencontrés par la filière de la pompe à chaleur

La filière se heurte toutefois à plusieurs difficultés. Déjà, il s’agit d’un mode de chauffage économique, certes, mais qui fonctionne à l’électricité. Or, l’augmentation régulière des prix de l’électricité pourrait freiner les consommateurs à investir dans ce mode de chauffage. Ensuite, si l’installation d’une PAC permet d’obtenir des aides. Toutefois, les dispositifs sont parfois complexes et difficiles à mettre en œuvre. Ainsi, en 2024, le dispositif MaPrimeRénov’ a changé pour favoriser les rénovations d’ampleur des logements. Mais il fait l’objet de critiques régulières dans le traitement des dossiers et les délais de versement des primes. Un point à améliorer pour rendre ce soutien réellement efficace et incitatif.

Ensuite, les PAC ont fait d’énormes progrès pour améliorer leur technologie. Mais elles sont souvent critiquées pour leur moindre efficacité en période de grand froid et la nécessité de s’équiper d’un mode de chauffage complémentaire pour améliorer le confort dans le logement. Une étude récente montre que la PAC présente des résultats satisfaisants pour les climats doux et que seules les températures extrêmes de l’ordre de -30 °C par exemple, amoindrissent leur efficacité. Pour autant, certains pays au climat particulièrement rigoureux comme la Finlande adoptent en masse les pompes à chaleur, en les associant à un mode de chauffage au bois.

Par ailleurs, le secteur manque de professionnels qualifiés pour conseiller, installer et effectuer la maintenance des équipements. Le plan du gouvernement mise justement sur la formation à ces métiers pour suivre la cadence de déploiement des PAC.

Un appel à manifestation d’intérêt PAC pour soutenir les industriels

En parallèle du plan annoncé par le gouvernement, un appel à manifestation d’intérêt PAC a également été lancé le 15 avril. Il s’agit de pouvoir lister les porteurs de projets d’usines de PAC ou de fabricants de composants essentiels, afin que ces acteurs puissent être accompagnés. La date limite pour déposer les dossiers a été fixée au 30 juin 2024.

Enfin, ce plan de bataille en faveur des PAC s’inscrit dans le mouvement européen du même ordre puisqu’une directive vient d’être adoptée concernant la performance énergétique des bâtiments. Le texte prévoit qu’à partir de 2030, tous les nouveaux bâtiments devront être zéro émission, ce qui va favoriser le déploiement des PAC.

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La start-up Jimmy propose une solution pour décarboner les grandes industries : remplacer les chaudières à combustible fossile par de petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) qui n’émettent pas de CO₂. Une usine de fabrication de ces SMR devrait s’implanter sur la commune du Creusot (Saône-et-Loire).

Face aux enjeux climatiques, les industriels doivent trouver des solutions pour décarboner leur activité tout en préservant leur compétitivité. Plusieurs procédés sont déjà utilisés dans le secteur pour faire des économies et diminuer les émissions de CO₂ : récupération de la chaleur fatale ou stockage de la chaleur, par exemple.

Le nucléaire à la rescousse de l’industrie pour décarboner son activité

La start-up française Jimmy pourrait bientôt proposer une autre solution intéressante pour les industriels. Il s’agit de fabriquer des SMR en série pour remplacer les chaudières à gaz ou fioul traditionnellement utilisés dans l’industrie pour produire de la chaleur. Ces SMR pourront se brancher directement sur les installations industrielles existantes. Et Jimmy a annoncé récemment que sa plateforme de fabrication de ses générateurs thermiques nucléaires sera implantée en France, sur la commune du Creusot. Créé en 2020, Jimmy se définit comme une « start-up industrielle française qui réinvente l’utilisation de la fission nucléaire pour décarboner la chaleur industrielle ».

Détail des installations prévues au Creusot / Image : Jimmy.

D’ailleurs, l’entreprise se devait de trouver rapidement un site pour implanter sa nouvelle usine puisqu’elle doit livrer son premier client fin 2026. L’usine s’étendra sur 125 000 m² comprenant un atelier de stockage et d’assemblage qui entrera en service en 2025 puis en 2026, un atelier d’assemblage pour l’insertion du combustible dans les cuves. Enfin, un atelier de préparation du combustible devrait être opérationnel en 2028. Le projet nécessite un investissement de 100 millions d’euros et devrait créer à terme environ 300 emplois. L’entreprise est soutenue par l’État qui lui a accordé une subvention de 32 millions d’euros dans le cadre du plan France 2030.

Le boom mondial des SMR face aux enjeux climatiques

Le nucléaire est une des solutions utilisées dans le monde pour décarboner le mix énergétique des États. Mais construire un parc nucléaire prend du temps alors que les enjeux climatiques pressent les États à accélérer leurs actions dans le domaine. C’est la raison pour laquelle la technologie SMR a le vent en poupe dans le secteur du nucléaire. Il s’agit de réacteurs miniatures d’une puissance moindre (entre 50 et 300 mégawatts électriques (MWe) par rapport aux réacteurs traditionnels (entre 900 et 1650 MWe). Mais ils présentent l’avantage d’être moins onéreux et plus rapides à construire. Des dizaines de projets de construction de SMR sont en cours dans le monde, dont le projet Nuward en France.

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Le flambeau olympique est né ce mardi, à cent jours de la cérémonie d’ouverture des jeux de Paris 2024. Si la flamme n’a pas pu être allumée directement à partir des rayons du soleil en raison de la météo, une astuce a permis d’assurer la tradition millénaire. Le protocole avait prévu l’intermittence de cette énergie renouvelable.

Il y a 2 800 ans, la toute première flamme olympique était allumée grâce au soleil. Les grecs utilisaient le « skaphia », un ancêtre du miroir parabolique actuel, pour concentrer les rayons solaires sur la torche. Ce protocole antique est toujours respecté aujourd’hui, même lorsque le ciel est couvert durant la cérémonie officielle. Le flambeau allumé ce mardi 16 mars à Olympie (Grèce), à cent jours du lancement des jeux de Paris 2024, en a fait l’expérience.

Les rayons solaires n’étant pas suffisamment puissants pour enflammer la mèche en raison de la couverture nuageuse, une flamme de réserve a été utilisée. Cette dernière a été allumée « un jour de beau temps avant la cérémonie officielle » promet un document du Musée Olympique. « De cette manière, même si le ciel est couvert le jour de la cérémonie, la torche peut être allumée à partir de cette flamme conservée dans une lampe de sécurité ».

🔥 La flamme olympique vient de s'allumer à Olympie, avant les Jeux de Paris 2024 cet été. Elle arrivera à Marseille le 8 mai prochain. pic.twitter.com/xlQAgmatPg

— franceinfo (@franceinfo) April 16, 2024

Quelles énergies pour conserver la flamme tout au long de son parcours ?

Faute de système de stockage adapté, l’intermittence de l’énergie solaire a donc été compensée par une autre énergie, probablement du pétrole lampant (kérosène) d’origine fossile, de l’huile végétale ou de l’éthanol, d’origine renouvelable. Des solutions bas-carbone permettraient toutefois de stocker l’énergie solaire emmagasinée précédemment lors de jours ensoleillés. Par exemple, une centrale solaire à concentration reliée à une batterie thermique serait en mesure d’allumer la flamme par mauvais temps. Autrement, des panneaux photovoltaïques pourraient recharger une batterie électrochimique, qui enflammerait ensuite la torche via un arc électrique.

Lors des relais, les différentes torches utilisent généralement des cartouches de gaz de pétrole liquéfié (GPL), d’origine fossile. En France toutefois, le flambeau carburera au biopropane selon le Comité international olympique. Un combustible renouvelable produit à partir d’huiles végétales ou plus rarement de déchets organiques. Entretemps, il aura voyagé en avion (sic) dans une lampe fermée « de type Davy » utilisant du kérosène ou des « hydrocarbures liquides », précisent les règles de l’Organisation de l’aviation civile internationale pour le transport des « flammes symboliques ».

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Batteries électrochimiques, batteries gravitaires, réservoirs d’hydrogène : les solutions pour stocker de l’énergie ne manquent pas. Mais aucune ne semble faire l’unanimité, la faute à un coût trop élevé pour certaines, ou des capacités de puissance ou de durée de stockage trop faibles pour d’autres. Mais dans le laboratoire américain du National Renewable Energy Laboratory, on espère tout de même faire la différence avec une batterie thermique composée principalement de sable !

Dans la famille des solutions de stockage de l’énergie, je demande… le sable ! Les équipes du National Renewable Energy Laboratory (NREL), un laboratoire américain spécialisé dans les énergies renouvelables, ont mis au point une technologie de stockage d’énergie thermique (TES) utilisant du sable porté à très haute température, permettant de stocker de l’énergie sur plusieurs jours. Le projet semble prometteur, à tel point que le département américain de l’énergie a décidé d’y investir près de 4 millions de dollars pour la réalisation d’un prototype pilote. Celui-ci vise à démontrer l’intérêt économique d’une telle solution.

Il existe déjà plusieurs types de batteries de stockage, que l’on peut diviser en deux catégories : les systèmes de stockage à court terme, comme les batteries électrochimiques (plomb, lithium, etc.) et les systèmes de stockage sur le long terme, comme les réservoirs d’hydrogène, les STEP et certains dispositifs capables de stocker de la chaleur (eau, briques réfractaires, etc.). Selon ses concepteurs, la solution de stockage par le sable répondrait à un besoin de stockage de chaleur sur le moyen terme, c’est-à-dire entre quelques heures et plusieurs jours.

Permettre le stockage pendant plusieurs jours

La technologie conçue par le NREL consiste à chauffer du sable à une température d’environ 1 200 °C grâce à de l’énergie issue de ressources renouvelables (hydro, éolien, solaire, biomasse), puis à le stocker dans des silos isolés. Lorsqu’il faut produire de l’énergie, ce sable est convoyé par gravité vers un échangeur thermique qui chauffe un fluide caloporteur. Celui-ci alimente ensuite un générateur à cycle combiné. Cette technologie a l’avantage de reposer sur des principes physiques relativement simples, et de ne dépendre d’aucune terre rare, le sable étant très abondant à la surface de la Terre.

Pour valider l’intérêt commercial de la technologie, le laboratoire devrait donc créer, sur son campus situé près de Boulder, dans le Colorado, un prototype dont la puissance devrait approcher les 100 kW pour une autonomie d’environ 10 heures, soit 1 MWh d’énergie thermique stockée. À l’échelle commerciale, le laboratoire pense pouvoir atteindre une puissance de 135 MW pouvant être stockée pendant 5 jours. Cela représente 16,2 GWh thermiques, une coquette somme d’énergie. Concernant la quantité d’énergie stockée, selon le laboratoire, elle ne dépendrait que de la quantité de sable utilisée. Ainsi, plus on veut avoir d’énergie à stocker, plus il faut construire de silos.

Un coût de revient intéressant ?

Cette technologie paraît prometteuse pour sa capacité à stocker à moyen terme de l’électricité, mais pas seulement. Selon ses concepteurs, elle serait économiquement très intéressante. Alors qu’une installation de stockage par air comprimé coûte entre entre 150 et 300 $ par kilowattheure, et le stockage par pompage turbinage avoisine les 60 $ par kilowattheure, le stockage à base de sable coûterait entre 4 et 10 $ par kilowattheure ! Les batteries au lithium, elles, sont notamment plus chères avec un coût au kilowattheure proche des 300 $.

S’il est vrai que les installations de stockage par batterie sont élevées, en témoigne le projet Manatee en Floride, le prix des STEP varie grandement en fonction des projets. Ainsi, le coût de la STEP (CPT pour nos amis suisses) Nant-de-Drance est tout de même de 100 €/kWh. À l’inverse, en Nouvelle-Zélande, le projet de STEP du lac Onslow pourrait atteindre un coût ridiculement faible de 1,8 €/kWh, mais nécessite tout de même un investissement de 9 milliards d’euros !

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À bord d’un train, une voiture ou tout engin utilisant un moteur électrique pour se mouvoir, le « freinage régénératif » permet de produire de l’électricité lors des décélérations. Pourtant, ce système n’est pas toujours exploité à bon escient, faute de pouvoir stocker ou exporter l’énergie générée. La preuve en images, avec ce train de banlieue contraint de gaspiller l’énergie de son système de freinage dans des résistances électriques.

Le freinage régénératif. La technique est aujourd’hui dans toutes les voitures électriques ou hybrides, et même certains trains et métros. L’idée ? Recycler l’énergie traditionnellement perdue lors d’un ralentissement ou d’un freinage, en électricité renvoyée vers la batterie de la voiture, ou dans la caténaire pour les trains. Comment ? Grâce au moteur électrique, qui peut, par nature, fonctionner dans les deux sens. Pour faire tourner les roues lorsqu’on accélère, ou pour générer de l’électricité lorsqu’on appuie sur le frein. Une fonction loin d’être gadget. Sur Instagram, @tipkhimki partage ainsi une vidéo édifiante à ce sujet. Pour comprendre, quelques explications.

Rekuperieren ist für Anfänger… pic.twitter.com/h4GqT7FGRK

— Marc Aeschlimann 🐦 (@the_aeschli) February 9, 2024

« La récupération, c’est pour les débutants » titre ce post X.

La longue histoire du freinage régénératif des trains

Notez d’abord que le freinage régénératif est utilisé sur les trains depuis très longtemps. En Suisse, le premier du genre a été mis en service dès 1898 ! Il faut dire que le relief du pays s’y prête particulièrement bien. Ainsi, pour monter de Zermatt au Gornergrat, ce train compte sur l’électricité qu’il tire d’une caténaire. Mais lorsqu’il descend, ce train produit de l’énergie qui peut être utilisée par un autre circulant sur la même ligne ou directement injectée dans le réseau.

En Espagne, c’est l’énergie cinétique produite par le freinage à l’entrée en gare qui est récupérée et transformée en une électricité qui alimente les trains au redémarrage. Et parce qu’il se produit localement plus d’électricité qu’il ne s’en consomme, il pourrait être possible de coupler le système avec des bornes de recharge pour véhicules électriques placées aux abords des gares. Ou des stations de métro.

La SNCF étudie, elle aussi, plusieurs options. Le stockage de l’électricité produite dans des batteries disposées le long des voies. Ou le stockage directement à bord des trains. De quoi aider à transformer les locomotives thermiques en locomotives hybrides puis 100 % électriques. L’injection sur le réseau est aussi envisagée. Le plus direct restant l’injection sur la ligne par la caténaire pour alimenter les trains qui, eux, accélèrent au moment où un autre freine. L’ennui, c’est que s’il n’y a pas assez de trains pour utiliser cette électricité, l’excédent est évacué sous forme de chaleur dans des résistances. Enfin, certaines caténaires ne sont tout simplement pas conçues pour recevoir le courant du freinage régénératif.

Le freinage régénératif fait chauffer les résistances

C’est ce que montre la vidéo ci-dessus. Les résistances placées sur le toit d’une rame « Ivolga » circulant dans la banlieue de Moscou sont en pleine action. Elles dissipent l’énorme quantité d’énergie produite lors du freinage du train D’autant qu’il semblerait qu’il n’existait pour lui aucun débouché à l’énergie produite par le freinage régénératif. Pas de possibilité d’injection sur la ligne ou le réseau par la caténaire. Pas non plus de batterie embarquée. Résultat, beaucoup d’énergie perdue, à chaque freinage et décélération.

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Une jeune entreprise française vient de mettre au point une pompe à chaleur capable de générer des températures dépassant les 500 °C. Outre la décarbonation de nombreuses industries, cette PAC nouvelle génération pourrait également servir à stocker de l’énergie. 

Face à l’immense défi de la transition énergétique, la jeune startup Airthium a choisi de s’attaquer à la décarbonation des procédés industriels nécessitant de grandes quantités de chaleur, et en particulier sous forme de vapeur d’eau. Actuellement, ces entreprises utilisent principalement des chaudières à gaz pour des raisons économiques. Il n’existe, en effet, pas d’équivalent électrique bon marché. Pour relever ce challenge, les équipes d’Airthium sont parvenues à créer une pompe à chaleur capable d’atteindre les 550 °C, offrant un bien meilleur coefficient de performance que des solutions plus classiques basées sur des résistances thermiques.

Après 5 ans de développement, la jeune entreprise vient de lever 3 millions d’euros pour mettre en œuvre un démonstrateur, avant de passer à la phase de commercialisation. Cette solution intéresse notamment des acteurs de l’agroalimentaire dont les besoins en vapeur d’eau sont très importants dans les processus de fabrication des aliments. Le géant McCain Food a d’ailleurs signé un protocole d’accord pour l’installation d’un démonstrateur de 100 kW dans son usine de Béthune.

Une pompe à chaleur très haute température

Les pompes à chaleur sont aujourd’hui largement répandues. On les retrouve dans nos réfrigérateurs, dans les systèmes de chauffage et de climatisation, et même dans les installations géothermiques (voir notre reportage). Toutefois, les principes de la thermodynamique rendent plus compliqué son utilisation pour générer des températures très élevées.

Pour y parvenir, les équipes de Airthium ont créé un prototype dont le principe est proche des moteurs Stirling, et repose sur le cycle thermodynamique d’Ericsson. Il se compose de deux cylindres, l’un chaud, l’autre froid, entre lesquels une certaine quantité d’hélium circule. Pour générer de la chaleur, le gaz subit plusieurs opérations successives comme des modifications de pression à température constante, et des modifications de température à pression constante. Ces modifications engendrées à tour de rôle permettent d’obtenir un cycle lors duquel il est possible de récupérer de la chaleur.

Particulièrement complexe à maîtriser, ce cycle thermodynamique a nécessité, de la part d’Airthium, la mise au point d’une technologie spécifique permettant de maintenir une température quasi constante durant les phases de compression. Celle-ci a fait l’objet d’un dépôt de brevet.

Une solution pour stocker de l’énergie ?

La solution développée par Airthium pourrait aller plus loin que la décarbonation des sites industriels. En effet, comme toute pompe à chaleur, la technologie développée par Airthium est réversible. En d’autres termes, elle permet de produire de l’électricité à partir de chaleur. Grâce à cela, la startup ambitionne d’associer sa pompe à chaleur à une solution de stockage thermique. Cette combinaison permettrait de générer une nouvelle forme de stockage d’énergie journalier pour pallier les intermittences des énergies renouvelables.

Pour permettre du stockage sur le plus long terme, l’entreprise envisage également d’utiliser sa pompe à chaleur pour produire de l’ammoniac liquide. Celui-ci pourrait ensuite être brûlé pour obtenir de l’énergie. Pour rendre cette solution possible, Airthium travaille sur la mise au point d’un brûleur sans flamme pour empêcher les émissions de particules fines généralement associées à la combustion d’ammoniac.

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Avec la promesse de faire baisser « gratuitement » les thermostats de 3 à 5 °C, les panneaux solaires thermiques SunAéro de Solar Brother sont livrés tout juste à la clôture de la saison hivernale. Heureusement, ces dispositifs peuvent fonctionner comme déshydrateurs et déshumidificateurs d’air en attendant de reprendre leur rôle d’économiseur de chauffage l’hiver prochain.

Les avancées technologiques, la baisse des coûts de fabrication et les incitations gouvernementales ont énormément stimulé le développement du marché solaire. Néanmoins, le secteur connaît un déséquilibre marqué par une prédominance des technologies photovoltaïques, laissant le solaire thermique dans une position moins avantageuse. Pourtant, c’est dans ce contexte que l’entreprise française Solar Brother a annoncé la sortie de son nouveau module solaire thermique baptisé SunAéro, il y a plusieurs mois.

Il s’agit d’un équipement autonome conçu pour générer un flux d’air chaud dans les espaces intérieurs. Le dispositif accroîtrait la température d’une pièce de 3 à 5 degrés selon Solar Brother. Le fonctionnement de SunAéro s’appuie sur la combinaison d’un capteur solaire thermique et d’un panneau photovoltaïque de 32 Wc qui alimente un ventilateur. L’air extérieur est d’abord filtré à son entrée dans le module, puis réchauffé via le capteur thermique avant d’être distribué dans la pièce grâce au ventilateur.

250 premiers exemplaires fabriqués

Pour financer son projet SunAéro, Solar Brother a organisé une levée de fonds qui a démarré en novembre 2023 sur la plateforme Ulule. Très vite, l’initiative a porté ses fruits, et à la fin de la campagne ce mois de mars, l’entreprise a récolté plus de 200 000 € grâce au soutien de 240 contributeurs. Dès décembre 2023, Solar Brother a pu ouvrir sa première ligne de production à Carnoules, dans le Var. À ce jour, 250 unités ont été produites, et les premières livraisons ont déjà commencé il y a quelques semaines. Actuellement, l’entreprise affirme être déjà en cours de mettre en place une seconde ligne de production afin de répondre plus rapidement aux demandes.

À en juger par toutes ces informations, on peut dire que, d’un point de vue commercial, SunAéro est jusqu’ici, un produit à succès, à l’instar des autres technologies de la marque. En effet, Solar Brother n’en est pas à sa première réussite en termes de lancement de produits. L’entreprise s’est fait déjà connaître par ses fameux cuiseurs solaires.

Un module multifonctionnel

Pour rappel, le module solaire thermique SunAéro est proposé à partir de 1 450 euros, sans aucune aide ni subvention possible. L’entreprise affirme que son produit serait capable d’économiser jusqu’à 700 kWh par an et pourrait ainsi être rentabilisé au bout de 5 ans d’utilisation. Au-delà de sa fonction de chauffage d’appoint, le SunAéro peut également servir de déshydrateur et trouve ainsi usage dans diverses applications comme la déshydratation de plantes, la déshumidification du bois de chauffage, ou encore le séchage de linge et d’aliments. Il peut aussi servir de déshumidificateur d’air intérieur. Cela signifie que le module peut être utilisé tout au long de l’année, et pas uniquement durant l’hiver.

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La rénovation énergétique de son logement est une étape indispensable lorsque l’on souhaite faire baisser sa facture d’énergie, et par la même occasion, son impact environnemental. Mais pour y parvenir, mieux vaut faire appel à des artisans qualifiés et compétents, sans quoi, l’aventure peut vite tourner à la catastrophe, la preuve avec ces 10 exemples… à ne surtout pas suivre.

Enjeu crucial de la transition écologique, la rénovation thermique des bâtiments est un passage obligatoire pour atteindre la neutralité carbone à l’échelle nationale et même mondiale. Outre le fait de réduire son impact environnemental, la rénovation énergétique de son logement permet également de réduire — parfois drastiquement — sa facture d’énergie et en particulier de chauffage. Pour faciliter la réalisation de travaux très onéreux, l’État a mis en place un certain nombre d’aides financières destinées à rendre ces travaux accessibles. Néanmoins, avant de bénéficier du confort d’une maison bien isolée et de soupirer de bonheur en voyant sa facture d’énergie largement réduite, il faut passer par l’étape des travaux. Et si, souvent, tout se passe bien, il faut bien admettre que de nombreux chantiers ne se passent pas exactement comme prévu et peuvent carrément tourner à la catastrophe.

Comme il vaut mieux en rire qu’en pleurer, nous vous avons concocté un petit florilège de travaux relevés par le compte X (ex-Twitter) « Nos Artisans Ont du Talent ».

L’isolation thermique par l’extérieur

Grand classique de la rénovation énergétique, l’isolation thermique par l’extérieur multiplie les avantages. D’un point de vue technique, cette solution permet de limiter les ponts thermiques en créant une enveloppe sur l’ensemble du bâti. De plus, elle peut être mise en œuvre, même lorsque le logement est occupé. Mais elle a un défaut principal : son prix relativement élevé.

Pour compenser, de nombreux artisans proposent des solutions d’isolation thermique en polystyrène, permettant parfois d’atteindre le tarif symbolique de 1 euro par mètre carré. Cependant, à un tel tarif, les installations peu orthodoxes sont nombreuses et donnent parfois des résultats pour le moins hasardeux, la preuve :

Capture X « Nos Artisans Ont Du Talent ».

Visiblement, la solution technique retenue ici, à savoir isolation en polystyrène avec enduit, n’aura pas tenu la marée, ou plutôt le vent. Espérons tout de même que les matériaux choisis sont biodégradables, même si on a peu d’espoir.

L’isolation des combles est également un des travaux de rénovation énergétique les plus sollicités via le programme MaPrimeRenov’. Et pour cause, il s’agit souvent du rapport investissement/gain énergétique le plus intéressant. Si ce type de travaux est généralement plutôt abordable d’un point de vue technique, il convient tout de même de respecter quelques principes élémentaires, en particulier lorsqu’une installation électrique est présente, sous peine de favoriser un départ de feu !

Sur cette image, il semblerait que l’entreprise chargée des travaux d’isolation ne se soit guère préoccupée du risque, en laissant des raccordements électriques sans protection.  Si la laine de verre et la laine de roche sont incombustibles, il en va autrement de la laine de bois ou de l’ouate de cellulose qui sont particulièrement sensibles au feu.

Capture X « Nos Artisans Ont Du Talent ».

La pompe à chaleur

Lorsque l’on souhaite améliorer le confort thermique de son logement, la climatisation réversible est souvent une solution de choix. Aussi appelées PAC air/air, les climatisations réversibles permettent de bénéficier d’un système de chauffage ou de refroidissement complémentaire pour un tarif raisonnable et des travaux relativement simples. Très populaires, les PAC air/air ne sont pas exemptes d’installations pour le moins originales de la part de certains artisans.

Capture X « Nos Artisans Ont Du Talent ».

Ici, l’artisan qui a posé le groupe de climatisation réversible a trouvé pertinent de faire passer les tuyaux, qui permettent l’échange thermique avec le groupe extérieur, à travers le tableau électrique de ce logement. Une solution qui ne respecte évidemment pas les normes et peut s’avérer dangereuse, notamment en raison du risque de condensation.

La pose de radiateurs

Qui dit rénovation du système de chauffage, dit parfois, remplacement des radiateurs. À ce sujet, on retrouve parfois des pépites. Dans ce premier exemple, on notera tout de même le souci du détail du plombier qui aura pris soin de laisser la prise de courant « accessible ». Si le tuyau en cuivre du bas vous choque, vous n’avez tout simplement pas la même fibre artistique que la personne chargée du chantier.

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Panneaux solaires

L’installation de panneaux photovoltaïques est une solution de plus en plus plébiscitée pour réduire sa facture d’électricité en produisant soi-même de l’électricité. Cependant, pour que ces derniers puissent réellement produire de l’électricité, on évitera de les découper comme de la simple tôle ondulée. On essaie de se rassurer en se disant qu’il s’agît peut-être d’un panneau factice permettant de donner une unité à la toiture, mais tout de même !

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On veillera également à ce que les panneaux soient bien orientés, et, si possible, de niveau pour éviter un résultat digne de Numerobis.

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La mousse expansive

Quand on parle de ratés dans les travaux de rénovation énergétique, la mousse expansive fait presque systématiquement son apparition. Souvent utilisée comme cache misère, la mousse expansive est un excellent indicateur de la qualité des travaux qui ont été réalisés. Plus vous en voyez, plus vous devez avoir peur du résultat final.

En voici un parfait exemple. Plutôt que de choisir des boîtes d’encastrement électriques spécifiques pour assurer l’étanchéité à l’air du doublage, certains préfèrent utiliser de la mousse expansive. Le résultat final est plus que douteux, en particulier d’un point de vue esthétique.

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La mousse est également un grand classique lors du remplacement de menuiseries. Ici, on retrouve un véritable cas d’école de ce qu’il ne faut pas faire. Ici, il semblerait que l’artisan ait tenté de mettre en œuvre une fenêtre dont les dimensions ne correspondent pas à la réservation dans le mur. Outre le fait que les règles de l’art ne sont pas respectées, difficile de savoir comment est réellement fixée la menuiserie. De quoi inquiéter sur la tenue dans le temps de l’ensemble.

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Utiliser l’énergie solaire pour la production d’eau chaude sanitaire est une solution écologique et économique pour réduire son impact environnemental, en utilisant une source d’énergie inépuisable. Une multitude de conceptions est possible et on oppose de plus en plus fréquemment les solutions thermiques et photovoltaïques. Quel système choisir ?

Le solaire thermique

Des capteurs, munis d’un absorbeur thermique, convertissent le rayonnement solaire en chaleur. Un fluide caloporteur permet le transfert à un échangeur thermique interne ou externe à un ballon, assurant ainsi la production d’eau chaude.

La production d’eau chaude sanitaire par l’énergie solaire thermique est particulièrement avantageuse, car les besoins d’eau chaude restent généralement constants tout au long de l’année. Du printemps à l’automne, l’eau chaude est quasiment produite exclusivement par le biais de l’installation solaire. Le reste de l’année, le soleil couvre une légère partie des besoins, qui sont complétés par un appoint électrique ou fossile. Le dimensionnement en fonction de la latitude et du nombre d’usagers doit être correctement étudié. Les installations de capteurs solaires modernes ont atteint la maturité technologique et peuvent être produits en grand nombre, avec un impact environnemental faible.

Le solaire thermique est performant sur l’ensemble du territoire, car si l’ensoleillement est moindre dans le nord, la consommation y est plus importante, ce qui rend le solaire thermique aussi rentable. Il faut garder à l’esprit qu’il y a plus de capteurs thermiques en région Alsace qu’en région PACA. Partout où les besoins sont conséquents, le solaire thermique est un outil simple qui permet la préservation des ressources naturelles et la production de chaleur sans émission de CO₂.

Le solaire photovoltaïque

Les capteurs, muni de cellules photoélectriques, convertissent le rayonnement solaire en électricité. Le courant produit en continu est transformé en courant alternatif utilisable dans l’installation.
Le solaire photovoltaïque a ainsi pour objectif de produire de l’électricité, qui peut être consommée ou revendue sur le réseau. C’est souvent dans un objectif d’optimisation en autoconsommation que l’on voit des concepts permettant de chauffer son eau chaude sanitaire avec le photovoltaïque. L’efficacité de cette solution est relativement faible en termes de rendement énergétique, en comparaison à un chauffe-eau solaire thermique. Si l’on souhaite autoconsommer au maximum sa production, utiliser son surplus pour chauffer son ballon d’eau chaude peut être utile.

En autoconsommation, la meilleure stratégie est de faire coïncider consommation et production. C’est parfois difficile et il est important de s’équiper d’une application ou d’un gestionnaire (également appelé Routeur) pour gérer la possibilité d’alimenter son chauffe-eau en fonction de la production solaire effective.

Un chauffe-eau ou un chauffe-eau spécifique (comme PV-O De Dietrich) est donc une solution complémentaire à une installation photovoltaïque. On peut également alimenter un chauffe-eau thermodynamique ou Split, qui va offrir une amélioration du rendement par la performance de la pompe à chaleur intégrée, et dont les besoins de puissance sont plus faibles qu’un chauffe eau traditionnel.

Produire de l’eau chaude avec du photovoltaïque n’est pas en soi une aberration. Cependant, elle est plus complexe et plus consommatrice de ressources, avec un impact gaz à effet de serre conséquent.

Que choisir ?

→ Votre souhait est de produire de l’eau chaude sanitaire de manière économique et environnementale, en tenant compte de l’ensemble des éléments : investissement, consommation, durée de vie, recyclage.

Sans contestation, le chauffe-eau solaire thermique est fait pour vous, car il coche toutes les cases ci-dessus. Il est vraiment la solution simple et efficace pour produire une eau chaude sanitaire avec un coefficient environnemental et économique le plus efficient. Le coût d’une installation est conséquent, mais il peut être réduit par des subventions et aides de l’État, fortement augmentées en 2023, qui permettent d’investir de nouveau dans cette technologie. L’économie est de l’ordre de 70 % sur le poste consommation eau chaude.

→ Votre souhait est de réduire votre consommation électrique et l’impact sur votre facture.

La possibilité d’alimenter un chauffe-eau pour stocker le surplus est possible. Votre installation photovoltaïque doit être supérieure à 3 kWc. Toutefois, la fabrication, le recyclage et le coût supplémentaire d’investissement que représente une telle solution sont bien supérieurs à un système thermique simple, fiable et fabriqué sous nos latitudes. Il est également nécessaire d’adapter le mode de fonctionnement de votre installation et de la tarification souscrite.

Et une solution mixte ?

Les capteurs « hybrides » offrent l’avantage indéniable d’assurer les deux fonctions. L’usage de ce type de solution doit être bien réfléchi au moment de la conception, et bien dimensionné entre production électrique et besoin d’eau chaude sanitaire.

Le panneau mixte optimise la production photovoltaïque. Il produit aussi de la chaleur qui peut être valorisée en production d’eau chaude, sans toutefois atteindre les rendements d’un système solaire thermique. Si vous manquez d’espace, c’est une bonne solution qui peut offrir un bon compromis. Néanmoins, lorsque les surfaces disponibles le permettent, des systèmes séparés sont plus efficients. Le coût des systèmes hybrides est très conséquent et une aide de l’État, sur la partie thermique seule, peut être accordée, mais elle est relativement faible.

Produire son eau chaude sanitaire par du solaire thermique est la vraie solution économique et environnementale. C’est la raison pour laquelle les pouvoirs publics ont revalorisé les aides disponibles, en souhaitant un développement fort pour cette technologie décarbonée. On rétorque souvent que le solaire thermique n’est pas performant sous nos latitudes. C’est une erreur, les pays du Nord sont plus équipés que nous, l’Allemagne a installé 709 000 m² de capteurs en 2022, contre 30 500 m² en France métropolitaine, ce qui donne une idée du chemin à parcourir.

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Christophe Béchu, ministre de la Transition écologique, a annoncé dans le Parisien du 12 février 2024 une nouvelle réforme du DPE (diagnostic de performance énergétique) pour exclure les logements de moins de 40 m² de la catégorie des passoires énergétiques.

Selon les professionnels du secteur, les critères de calcul actuels du DPE pénalisent excessivement les petites surfaces en considérant deux causes :

• Le poste eau chaude en fonction de la capacité du ballon et du nombre de personnes. Un ballon électrique de 100 litres est plus impactant pour une surface de 40 m², qu’un ballon de 100 litres pour 80 m².
• Les surfaces de déperdition des murs et des cloisons, locaux non chauffés, sont proportionnellement plus importantes pour une petite surface.

La réforme permet de corriger ce biais, en introduisant un coefficient de pondération pour les petites surfaces. Cette nouvelle méthode permet de sortir une bonne proportion de logement des classes F et G, et permet leur maintien dans le parc locatif en repoussant l’obligation de travaux à l’horizon 2034 si on obtient la lettre E.

Comment corriger son DPE ?

Dès le 15 février, un simulateur sur le site de l’ADEME permet de vérifier si la réforme modifie la lettre attribuée. Il suffit d’indiquer le numéro d’identification du DPE (13 chiffres), le résultat est disponible immédiatement et gratuitement. La réforme étant applicable à compter du 1 juillet 2024, il ne sera pas possible de télécharger une attestation de modification avant cette date.

Actuellement, seule une simulation est disponible.

L’importance du DPE

Depuis la loi Climat de 2021, le DPE engendre des effets importants sur le marché de l’immobilier, car on passe de l’incitation à l’obligation.

1. Le DPE influence le prix de vente d’un bien, parce que le propriétaire et l’acheteur sont sous contrainte de l’étiquette attribuée, avec la réalisation ou l’échéancier des travaux à réaliser, pour obtenir un logement économe en énergie. ⚠ Un DPE avec une étiquette F ou G n’interdit pas la vente d’un bien. L’obligation du vendeur consiste à informer l’acquéreur de l’état du logement.
2. Le DPE conditionne la location d’un logement, à savoir la possibilité de le louer, mais il agit également sur le gel et le montant de la location. ⚠ Depuis le 1ᵉʳ janvier 2023, la performance énergétique est un critère de décence en location. La loi impose un seuil de consommation énergétique à ne pas dépasser, qui est opposable par le locataire, par une demande de travaux d’amélioration et une réduction du loyer. On parle d’interdiction de location si la consommation dépasse 450 kWh/m2/an. La classe G sera interdite en 2025 et la classe F en 2028.

Le DPE souvent déclaré inutile ?

Le DPE est un outil pour inciter aux travaux d’amélioration énergétique des logements. Il fait l’objet de critiques incessantes de l’ensemble des parties et de leurs agacements en fonction des modifications fréquentes depuis sa création en 2006.

Toutefois, cette défiance ne doit pas faire oublier l’essentiel de la nécessité inexorable d’améliorer l’isolation et la performance énergétique des bâtiments, pour répondre au dérèglement climatique et à la transition énergétique. Les propriétaires doivent comprendre l’intérêt à bien préparer leur diagnostic, en fournissant un maximum d’informations au diagnostiqueur.

Le DPE est un outil à la décision et à la prise conscience, il n’est pas un document 100 % fiable en termes de résultat du diagnostic et de la consommation du logement. Seul un audit énergétique permet de donner une réponse dans ce sens.

⚠ Depuis le 1ᵉʳ avril 2023, un audit énergétique doit être réalisé en cas de vente d’un bien à usage d’habitation, d’un logement individuel et d’un immeuble collectif d’habitation en mono-propriété appartenant aux classes énergétiques F ou G. Ce document vient compléter le DPE et ne le remplace pas. C’est également le cas pour l’obtention de primes rénovation globale de France Rénov.

Le DPE est un document de valeur comparative qui, dans le cadre de la location, est parfois imparfait pour les petites surfaces et souvent perfectionnable pour les autres en s’orientant vers un audit.

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À la différence de l’électricité, la chaleur est une forme d’énergie facile à stocker. Elle peut être conservée dans une variété de matériaux tels que l’eau, la céramique, le sable ou la brique réfractaire, pour n’en citer que quelques-uns. Dans ces cas, la chaleur est stockée sous sa forme sensible, qui est directement liée à la température du matériau. Toutefois, il existe également des méthodes de stockage de chaleur latente, où le matériau subit un changement d’état. C’est cette méthode de stockage que l’entreprise Grims Énergies a choisi d’exploiter.

Dans un réseau de chaleur, la demande en énergie varie en fonction de nombreux facteurs, tels que la météo, l’heure de la journée, le jour de la semaine, et les saisons. Cette variation peut être importante et imprévisible, ce qui complique la gestion efficace du réseau. Pour maintenir un équilibre entre l’offre et la demande, le gestionnaire doit réguler en permanence la production et la distribution de chaleur. Cela peut impliquer l’ajustement de la production des centrales de chauffage, mais également l’utilisation d’un système de stockage d’énergie thermique.

Afin de répondre à ce besoin, cette entreprise française, Grims Énergies, en collaboration avec le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), propose une nouvelle technologie modulaire pour stocker la chaleur en exploitant un matériau à changement de phase. Baptisée Grimsbox, leur solution se veut être une alternative plus efficace et plus compacte que les traditionnels ballons tampon.

Stockage thermique dans un matériau à changement de phase

Les matériaux à changement de phase (MCP) possèdent la capacité de changer d’état physique à une température déterminée, un processus au cours duquel ils absorbent, stockent, ou libèrent une importante quantité d’énergie thermique. Plus spécifiquement, ces matériaux captent la chaleur latente lors de leur passage de l’état solide à liquide et la relâchent lorsqu’ils redeviennent solides.

Pour sa part, Grims Énergies affirme utiliser un MCP « biosourcé » qui aurait une densité de stockage cinq fois supérieure à celle de l’eau. La batterie Grimsbox est équipée d’un échangeur thermique tubulaire traversé par un fluide caloporteur pour apporter ou retirer la chaleur. Le système intègre également de la mousse métallique, un matériau poreux composé de métal et d’espaces d’air, qui optimise l’échange de chaleur avec le MCP.

Principe de fonctionnement de la Grimbox / Image : Grims Energies

Conçue principalement pour les réseaux de chaleur urbains, la Grimsbox trouve également des utilisations dans les habitations individuelles, et surtout dans les usines où elle permet de récupérer et de valoriser la chaleur fatale.

Une première installation dans le quartier Eurêka

La technologie Grimsbox a été déployée pour la première fois en 2022 dans le quartier Eurêka de Castelnau-le-Lez, à Montpellier. Eurêka est un projet pilote s’étendant sur 39 hectares, conçu autour de trois axes principaux : la connectivité, l’écologie et la mixité intergénérationnelle. Dans ce cadre, les modules de batteries thermiques Grimsbox ont été installés dans les sous-stations — points intermédiaires entre la centrale de chauffage et les utilisateurs finaux — du quartier. Les batteries thermiques ont des capacités variant entre 30 et 100 kWh. Ces installations permettent de gérer efficacement les pics de demande en chauffage du quartier.

Grimbox dans le quartier Eurêka de Montpellier / Image : Grims Énergies

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