Générateur de chaleur : caractéristiques et défis

Le générateur de chaleur peut prendre un grand nombre de formes. Le tableau suivant présente un panorama représentatif des principaux générateurs disponibles pour le grand public. Tous visent des applications domestiques, individuelles ou collectives.

Les générateurs de chaleur sont l’unité centrale des appareils que vous rencontrez dans le commerce. Le principe de fonctionnement est globalement celui du feu : transformer une énergie en chaleur utilisable pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire. Le processus a la particularité d’être “maîtrisé” et pilotable. Détaillons.

Pour fonctionner, le générateur de chaleur doit recevoir une énergie “primaire”. Il peut s’agir d’électricité, de gaz, de fioul, du bois, de rayons lumineux (solaire). La plupart du temps, le principe de production de chaleur est la combustion. Mais la conversion tend à la remplacer. Les appareils à combustion comportent une chambre de création de chaleur. Les appareils à conversion utilisent en général un système technique thermodynamique.

Une fois la chaleur produite par la chambre de combustion ou le système thermodynamique, que se passe-t-il ? Le générateur doit transférer la chaleur vers un circuit de chauffage et/ou un accumulateur d’eau chaude sanitaire (un ballon). La plupart des équipements utilisent un fluide “caloporteur” (eau). Cette chaleur est ensuite transférée au logement via des émetteurs de chaleur (radiateurs, plancher chauffant). Les générateurs soufflants transfèrent la chaleur par l’air.

Rentrons un peu plus dans le détail des différentes technologies que nous venons d’évoquer brièvement. Les générateurs peuvent être des chaudières classiques, à condensation, à pellets, à biomasse, à gaz. Vous trouverez également la pompe à chaleur air-eau et le système solaire combiné. Tous ces produits se distinguent par leurs fonctionnalités, leurs rendements et options, mais surtout par la technologie de production de chaleur utilisée.

L’exemple type de générateur de chaleur à combustion est le foyer en fonte d’une chaudière fioul. Dans une chaudière à gaz, il s’agit d’un brûleur. Pour une chaudière à bois, c’est un foyer. Le principe est d’initier une réaction de combustion avec un combustible (liquide, solide, gazeux), une source de chaleur et comburant (air/oxygène). Le générateur de chaleur contrôle cette combustion pour en faire une énergie thermique utilisable. Le générateur de chaleur à combustion se décline en :

Le principe de fonctionnement s’appuie sur la tension électrique. Un courant électrique — souvent 230 V — traverse une résistance pour élever sa température. Cette résistance — dans un fourreau — est plongée dans une matière caloporteuse (en général de l’eau, mais pas uniquement). Trois grands types de générateurs électriques existent :

Pour les chaudières électriques, la chaleur créée par la résistance est ensuite transmise à différents émetteurs de chaleur (radiateurs hydrauliques, plancher chauffant, ballon d’eau chaude sanitaire).

Ces générateurs de chaleur convertissent l’énergie du soleil, du sol, de l’air, en énergie thermique. Les capteurs de chaleur sont des panneaux thermiques, des capteurs enterrés ou des ventilateurs. Le fonctionnement du générateur est simple. Dans un premier temps, il capte la chaleur de la source d’énergie gratuite. Ensuite, il élève la température des calories captées pour les transférer à des émetteurs. Ces générateurs de chaleur sont principalement :

N.B. En choisissant le bon modèle, une pompe à chaleur est réversible et sert de climatiseur.

En fonction de ce qui vient d’être dit, les générateurs à énergie renouvelable sont préférables. Ils produisent du chauffage, servent de climatiseur et leur puissance convient à de grands logements. Toutefois, avant de faire votre choix, plusieurs critères sont à considérer. Vous avez également deux alternatives pour chauffer votre logement : le chauffage central ou le chauffage par point. Pour chaque modalité, des générateurs spécifiques sont à prévoir.

Le choix entre les différents appareils s’avère relativement complexe. Pour éviter les erreurs, le mieux est de s’appuyer sur les compétences des professionnels. Toutefois, si vous souhaitez vous en occuper vous-même, appuyez-vous sur les quatre critères suivants :

Le chauffage par point est un dispositif sans générateur de chaleur central. Le concept consiste en l’installation de plusieurs petits générateurs de chaleur. La plupart du temps, ce choix est fait dans les projets de rénovation à architecture complexe. Pour limiter les coûts des travaux et les modifications structurelles, le chauffage par point est privilégié. Un chauffage par point peut combiner au sein d’un même bâtiment des radiateurs électriques, un poêle à bois, et une PAC air-air.

Une installation de chauffage central est très souvent prévue à la construction du bâtiment. Le positionnement du générateur, le passage des conduits, l’installation des émetteurs est moins coûteux. Un chauffage central convient aux petits et aux grands bâtiments. C’est aussi une préconisation dans les zones froides. Avantage : la plupart des appareils sont compatibles. Vous pouvez opter pour une PAC, un système solaire combiné, une chaudière gaz à condensation.

Peut-on vivre sans générateur de chaleur ? Même si vous n’avez pas besoin de chauffage, l’accès facile à l’eau chaude est indispensable. Toutefois, les générateurs d’ancienne génération à combustion sont devenus obsolètes. Des innovations technologiques leur permettent de répondre aux nouveaux enjeux, liés à l’environnement et aux économies d’énergie.

Les émissions de gaz à effet de serre (GES) sont le principal ennemi des générateurs aujourd’hui. Pour conserver une chaudière fioul, elle ne doit pas émettre plus de 300 g CO2/kWh. Dans certaines zones géographiques, seuls les appareils au bois labellisés flamme verte sont autorisés. La combustion étant appelée à disparaître à moyen terme, le plus simple est de s’orienter vers la chaleur renouvelable.

La chasse aux économies d’énergie est lancée et s’accroît. Désormais, c’est la course aux générateurs à très haut rendement. Les chaudières à gaz à condensation répondent à cette exigence, avec des rendements supérieurs à 100 %. Mais les championnes restent les PAC. Elles offrent un COP de 3 à 5. Avec un kWh d’électricité, elles produisent entre 3 et 5 kWh de chaleur. Les chaudières hybrides sont également des solutions d’optimisation.

Agir sur les usages permet de réduire la consommation d’énergie. Pour ce faire, la domotique chauffage fournit des outils particulièrement efficaces. Il s’agit par exemple de thermostats connectés, de capteurs intelligents, de programmateurs horaires. Des systèmes de gestion intégrée articulent la ventilation, le chauffage et la production d’eau chaude. Par ailleurs, les réseaux intelligents permettent des interactions dynamiques entre les producteurs et les consommateurs.

Les générateurs de chaleur sont indispensables à la vie moderne. Ils se manifestent dans de nombreuses applications. Il s’agit principalement du chauffage et de la production d’eau chaude. Les plus courants utilisent la combustion. Mais, compte tenu des objectifs de décarbonation, les abandonner est une nécessité. Les générateurs à énergie renouvelable tels que les PAC sont disponibles. Pour faciliter leur installation, des aides comme MaPrimeRénov’ décarbonation ou les aides CEE existent.

Vous comprenez mieux le concept de générateur de chaleur ? Il est indispensable à l’activité et au repos, à la maison ou au travail. Pour compléter vos connaissances sur la chaleur et le chauffage, n’hésitez pas à consulter les articles suivants :