Pour certains qui font attention aux autres postes de consommation d’énergie, c’est peut-être même le poste majoritaire. Si l’on se réfère à une utilisation standard (25L par personne par jour d’eau à 65°C) et si je m’en réfère aux données de fuite thermique du cumulus installé dans mon appartement loué, ce poste représente 44% de ma facture annuelle d’électricité actuelle. Dans mon projet de maison passive dimensionné avec PHPP, il surpasse de loin (+40%) le poste de chauffage, si l’on en reste avec une utilisation classique.

Le principe de la maison passive est principalement centré sur la stratégie "éviter de consommer inutilement, par une conception réfléchie". Les VMC2F et l’isolation extérieure du bâti axent les progrès sur le poste "chauffage". Les postes "froid, électrique, éclairage" peuvent être améliorés principalement par le choix du matériel utilisé. Le poste "cuisine" est plus dépendant des habitudes de vie (vive les légumes non cuits).

Reste le poste "eau chaude sanitaire" (ECS). Parmi les diverses options qui s’offrent à nous actuellement (et facilement), on peut lister :
1/ chauffage instantané (électrique, gaz)
2/ chauffage à accumulation (cumulus) (électrique, gaz, fioul, pompe à chaleur, bois)
3/ chauffage solaire thermique à accumulation (complété par une autre source)
4/ à inventer

Le point 1 présente l’avantage d’éviter toute perte thermique, chauffant uniquement sur demande. Mais à part avec le gaz, il est difficilement viable car induit de forts appels de courant : puissance disponible haute, cables adéquats pour limiter les pertes, etc ... Offre très limitée actuellement.

Le point 2 est le plus répandu de loin. Très critiquable sur ses performances et son coût d’utilisation. Il a été également en partie imposé par EDF, ses centrales nucléaires et son électricité produite la nuit dont ils savent pas quoi faire.

Le point 3 est celui qui est en train de monter en puissance. Avantage économique évident sur le long terme : limitation de l’énergie consommée. Caractéristique essentielle : il est saisonnier, produisant beaucoup de chaleur en été (quand la consommation baisse) et peu en hiver (quand la consommation est maximale). C’est pour cela qu’il doit être secondé par une source externe. Dimensionner l’installation pour être autonome 100% de l’année n’est pas possible car il faut garder une marge pour éviter toute dégradation des capteurs en été. Au mieux on aura 60 à 70% des besoins couverts.

Le point 4 est l’objet de la suite. Actuellement deux options s’offrent à mes yeux et dont je veux vous faire part :
01/ Protection des capteurs contre la surchauffe, via une régulation.
02/ Récupération de la chaleur par des échangeurs thermiques.

L’option 01 ne peut se faire que via des volets inclinables placés devant les capteurs, dont l’inclinaison est asservie en fonction des paramètres dans le cumulus et de l’ensoleillement (inutile de les ouvrir la nuit en hiver). Tout à fait du domaine du faisable, mais on va se heurter à deux écueils :
E1/ Premièrement on augmente le coût de l’installation (plus de panneaux, volets et régulation) de manière non négligeable. L’étude climatique couplé au potentiel du site permettra de dimensionner l’installation et de calculer le paramètre économique clé : durée de retour sur investissement. Un calcul avec PHPP (le logiciel d’étude thermique des maisons passives) indique une surface d’environ 17 m² de capteur "tubes à vide" pour avoir 100% du besoin en ECS couvert par le solaire, pour quatre personnes (et un toit incliné à 45°). Je vous laisse faire l’étude économique ...
E2/ Deuxièmement on va devoir encore batailler avec les DDE, plan d’urbanisme et les Architectes des Bâtiments de France (les artistes frustrés).
On arrivera bien à trouver des solutions dans certains cas, mais que d’énergie à perdre en perspective !
E3/ Troisièmement (ouais je sais je triche, il devait y avoir que deux points au début), il faut voir que si on opte pour les démarches écolo c’est souvent en relation avec le climat et notre effet de serre sponsorisé par nos politiques. Et avec les CESI qu’est-ce qu’on fait, si ce n’est de l’effet de serre super efficace ? On capte de la chaleur solaire pour la transmettre quasi intégralement à de l’eau qu’on évacue par les égouts. On me dira que la superficie est faible. Je répondrais "pour l’instant", sans compter l’efficacité sans commune mesure avec les gaz à effet de serre, ni non plus sans compter la résilience de l’installation (normalement positionnée pour un sacré paquet d’années). Donc voilà pour cet aspect, qui peut paraître du pinaillage, mais à bien y regarder je doute que l’effet soit négligeable dans le futur (la preuve c’est que ça chauffe bien l’eau ces installations ...).

L’option 02 repose sur une technologie "tarte à la crème" en génie des procédés : l’échange de chaleur. Actuellement les maisons passives utilisent intensivement le procédé pour les ventilations du bâti (VMC2F). Le principe est de redonner 80 à 90 % de la chaleur du fluide sortant ( ici le fluide chaud) au fluide rentrant (ici le fluide froid), tout en évitant leur mélange, par le biais d’une matrice conductrice de chaleur généralement métallique (échangeur à tubes ou à plaques).

Un exemple d’utilisation est exposé sur le schéma suivant (qui peut être amélioré, je suis ouvert à toute proposition :) ), avec une douche et une production de chaleur électrique instantanée, qui offre l’avantage de compléter/réguler à la demande sur consigne et sur contrôle thermostat (les productions d’eau chaude par accumulation étant possibles mais moins recommandés, du fait des pertes thermiques inhérentes au stockage).

Avantages :
A1/ On chauffe l’intérieur, mais on évite ainsi de chauffer la Terre. Que ça soit par échange d’air (VMC2F) ou d’eau.
A2/ Indépendante de la consommation : aussi performante en hiver qu’en été.
A4/ Coût d’installation très faible pour du neuf (nettement moindre qu’un CESI en tout cas), facile à dimensionner.
A5/ Adaptation aux pics/creux d’utilisation, même prolongés (selon que vous receviez des amis ou que vous soyez en voyage)
A6/ Performance ! (selon la dimension on peut atteindre 99% de rendement en régime stationnaire)
A7/ Une seule canalisation (chauffage sur consigne de température) : pas de retour d’eau chaude dans le circuit froid, pas de mitigeur.
A8/ En intérieur : possible dans les appartements sans réunion syndic, pas de dossier d’autorisation mairie/ABF etc ...
A9/ Vous avez économisé plein de place (minimum 17m² pour 4 personnes) sur votre toit vis à vis de l’option 01 : profitez-en pour installer des photovoltaïques ! (100-130Wc par mètre carré)
A10/ Clin d’œil aux industriels qui n’utilisent jamais les échangeurs de chaleur pour leurs systèmes : circuit froid la majeure partie du temps = pas de légionellose. (en plus de la réduction drastique des coûts de chauffage et ECS, pensez "bâtis passifs" même pour l’industrie !)

Limitations :
L1/ Fonctionnement en continu. Il faut qu’il y ai un débit des deux fluides si on veut avoir un système qui marche. Dans le cas de l’ECS, ça veut simplement dire que toute l’eau accumulée dans des capacités (bain, évier bouché) ne participera pas à chauffer l’eau entrante : évacuée en décalage avec l’arrivée d’eau, elle ne participe pas du tout à l’économie d’énergie. Exit donc les bains et place aux douches ! (si ce n’est pas déjà fait ...)

L2/ Le temps d’atteinte d’un régime permanent (celui où la performance est maximale). En effet, tout le système démarre froid et le système de chauffage initial va tourner à plein dans les premiers instants pour combler l’inertie thermique. Selon la quantité d’eau dans la boucle on participe plus ou moins à l’effet décrit en L1. De même si l’inertie thermique (et la conduction thermique) est plus ou moins grande : toute l’énergie qu’on met à chauffer la douche elle même, les canalisations, le reste de la salle de bain, participe au chauffage du bâti mais pas à la performance de la douche elle même.

L3/ Le système doit prévoir un système de détartrage ou un entretien périodique si on veut garder le rendement satisfaisant (plus sensible que dans des systèmes à accumulation).

Note concernant le point L2 : l’inertie du système ECS participe au chauffage du bâti. Ceci est déjà une réalité de toute salle de bain. Les équipements commercialisés récemment (cabines de douche en fibre/epoxy, hermétiques) comblent en partie cette lacune héritée du passé. Le soin à limiter l’inertie thermique devra encore être renforcé dans cette installation. Pour les logements actuels, il y a en fait deux parties à distinguer. Premièrement la fuite thermique du système de stockage d’eau chaude (1/5 de ma facture d’électricité, pour cause de mauvais choix de la part du propriétaire, mais représenterait quand même 8% avec le meilleur élément du marché, dimensionné au plus juste) peut être assimilée à du chauffage pur du logement (alors qu’il est trop souvent attribué à l’ECS). La deuxième partie repose sur l’utilisation de l’eau chaude (douche ou autre) et est en fait sensiblement la même entre un système à récupération de la chaleur et un système ouvert tel qu’ utilisé par tout le monde aujourd’hui. Les seuls perdants en fait se sont les égouts, qui ne sont plus chauffés (les pauvres !).

Le système n’est pas efficace à 100% sur une utilisation de type douche isolée (compter : montée en température de l’installation, volume d’eau ne participant pas à l’échange pour cause de déphasage, rendement propre de l’échangeur), mais c’est de loin le plus performant.
Diverses variantes sont possibles (sans régulation mais avec mitigeur, avec accumulation, etc ...) , mais on gardera le préchauffage de l’eau froide par les eaux évacuées. L’installation d’un seul système pour l’intégralité du bâti n’est pas forcément l’option la meilleure si le bâti n’a pas été pensé pour (regroupement des pièces d’eau chaude, du lieu d’arrivée d’eau froide et de l’évacuation d’eau sale). Le système est toutefois parfaitement valable si il est couplé exclusivement à la cabine de douche (avis aux fabricants de cabines de douche en mal d’idée pour les prochains salons ENR :) ).

NB : toutes les idées exposées ici ne peuvent faire l’objet de brevet, du fait de la publication antérieure du procédé. Les brevets et rétributions sur une idée ne sont qu’un moyen de bloquer toute avancée technologique / sociale / environnementale.