Une chaudière qui allie gaz naturel, énergie renouvelable et économie d’énergie ? C’est l’ambition portée par boostHEAT et GrDF à travers une collaboration renforcée depuis début 2015. Au cœur de ce partenariat technologique : la chaudière EnR de demain.
La nouvelle technologie brevetée développée par la jeune entreprise innovante boostHEAT fusionne une chaudière à condensation et une toute nouvelle pompe à chaleur gaz utilisant un fluide naturel : le CO2.
Parfaite illustration de la complémentarité entre gaz naturel et énergie renouvelable (air), son développement s’inscrit dans le prolongement de deux projets soutenus par BPI France et l’Ademe, rassemblant boostHEAT, GrDF, l’Ecole des Mines d’Albi Carmaux et le LaTEP (Laboratoire de thermique énergétique et procédés attaché à l’Université de Pau et des pays de l’Adour) et le Crigen (Centre de Recherche et d’Innovation Gaz et Energies Nouvelles).
Au cœur de ces projets, la mise au point d’un compresseur thermique innovant à très haute efficacité au service d’une pompe à chaleur gaz pouvant atteindre des performances saisonnières remarquables (COP saisonnier de l’ordre de 5 en équivalence PAC électricité).
Les chaudières boostHEAT permettront, d’ici 2 à 3 ans, de répondre aux besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire de tous types de logements (résidentiel, collectif et tertiaire) avec un très haut rendement. Elle permettra également de rafraichir en fonction des besoins.
"Notre chaudière thermodynamique est sur un cycle de pompe à chaleur au CO2 qui nous permettra d’atteindre une division par 2 des consommations d’énergies, au point de fonctionnement nominal, par rapport aux chaudières à condensation actuelle" a précisé Luc Jacquet, Directeur Général de boostHEAT. Des essais en laboratoire ont d’ores et déjà validé les performances espérées et les premiers tests en conditions réelles sont programmés pour l’hiver 2015.
Au centre du partenariat boostHEAT-GrDF : l’échange de compétences et de savoir-faire, la définition des spécifications techniques, les tests en laboratoire ainsi que sur le terrain et la préparation à l’introduction sur le marché.
"Cette technologie constitue une réelle rupture pour le marché du chauffage et de la climatisation" a affirmé pour sa part Alain Mille, Directeur Développement chez GrDF, "c’est une preuve supplémentaire que l’association du gaz naturel et des énergies renouvelables constitue une réelle solution pour une transition énergétique réussie".
Partenaire de l’ensemble de la filière gaz naturel, GrDF soutient boostHEAT et sa technologie innovante depuis 2 ans et renforce son partenariat autour du développement industriel de ces solutions et de leur introduction progressive sur le marché en 2017-2018.
Tout savoir sur la chaudière
La solution développée par boostHEAT est une chaudière thermodynamique, associant une pompe à chaleur gaz et une chaudière, destinée à la production à très haute efficacité de chauffage et d’eau chaude sanitaire (ECS).
Au point nominal réglementaire (A7W35 correspondant à une température extérieure de 7 °C et une eau de chauffage à 35 °C), la technologie boostHEAT double l’efficacité énergétique du gaz naturel par rapport à une chaudière à condensation (COP* nominal = 2,5).
Ces performances sont le fruit d’une technologie innovante, brevetée par la société boostHEAT : la chaleur de combustion du gaz naturel à très haute température, grâce notamment à un préchauffage de l’air de combustion, est utilisée pour comprimer du CO2. Cette compression est assurée via un piston déplaceur dont l’étanchéité est assurée sans contact. Ce compresseur, disposant de 3 étages, est conçu pour un fonctionnement sans maintenance pendant 50 000 heures (soit plus de 15 ans). Il alimente un cycle thermodynamique "standard" (condensation, détente et évaporation) grâce à une unité extérieure permettant de récupérer l’énergie gratuite de l’air via un circuit d’eau glycolée.
L’usage du gaz naturel associé à une énergie renouvelable (l’air extérieur) dans le cycle thermodynamique au CO2 conçu par boostHEAT garantit une autonomie par grand froid contrairement aux pompes à chaleur électriques. De plus, même à des températures de chauffage élevées, la performance reste très importante.
Ci-dessous, le tableau des efficacités saisonnières attendues des chaudières domestiques (10 et 20 kW) :
Le partenariat entre boostHEAT et GrDF s’inscrit dans le prolongement naturel de 2 projets collaboratifs :
– APACHE – Développement d’une pompe à chaleur gaz à haute efficacité pour les maisons individuelles neuves et existantes : lancé conjointement par boostHEAT, le Crigen (pour le compte de GrDF) et l’Ecole des Mines d’Albi Carmaux. Ce programme, doté d’un budget de 2,26 M€ sur une durée de 36 mois, est financé en partie par BPI France dans le cadre de l’appel à projets de R&D FUI (Fonds Unique Interministériel) n° 17 et a reçu le soutien des pôles de compétitivité Derbi et Advancity ;
– COMANCHE – Développement d’une nouvelle génération de compresseur thermique de très haute efficacité destiné à équiper une Pompe à Chaleur (PAC) au CO2 pour le marché (existant et neuf) du logement collectif et du tertiaire : lancé conjointement par GrDF, boostHEAT, le Crigen et le LaTEP (Laboratoire de thermique énergétique et procédés attaché à l’Université de Pau et des pays de l’Adour – UPPA). Ce projet, d’un budget un peu supérieur à 1 M€, est soutenu par l’Ademe dans le cadre de l’Appel à Projets de Recherche « Vers des bâtiments responsables à l’horizon 2020 » lancé en 2013.
Le prototype industriel du compresseur thermique est opérationnel depuis janvier 2013 dans les locaux du Centre de recherche de boostHEAT à Toulouse. Son efficacité a été évaluée par le Crigen en juin 2013.
Les premières chaudières thermodynamiques complètes sont en cours de fabrication. Les tests en laboratoire débuteront dans les semaines à venir.
Les premiers tests en conditions réelles sont programmés pour l’hiver 2015-2016.
Excellente nouvelle, et vive le gaz et vive le CO2 ! Plus sérieusement, une approche non doctrinaire des enr, aboutissant de fait à un « mix » énergétique, fossile + enr, apparemment applicalbe à tout type de régulation thermique (chaud, froid, ECS) et tout type de bâtiment. Attente impatiente de la suite , donc, en espérant, qu’en plus, le coût d’achat + installation soit le même, voire inférieur, que pour une chaudière à condensation au gaz « classique » Enfin cocorico et bravo pour la coordination des organismes, laboratoires, universités, entreprises participant à l’affaire.
les pompes à chaleur sont intégrées dans le calcul de part des ENR dans la consommation d’énergie finale. Mettre du gaz dans une PAC, techniquement ok, mais pas si elle est comptée comme ENR.
moi ce que je retiens, c’est division par 2 de la conso! rien que ça me réjouis. et pour ceux qui utilisent des cuves de propane, c’est potentiellement une ou plusieurs livraisons en moins. du temps de gagné, des camions de livraison en moins sur les routes!
J’imagine que le COP baisse lorsque la tempéraure extérieur baisse. Avec un COP de 1, on se retrouve avec une bête chaudière à gaz Sais-t-on à combien le COP de 2,5 calculé pour une termpérature extérieure de 7°C tombe quand la température est négative ? Parce que 7°C, ce n’est pas une température exceptionnellement basse par nos contrées. Donc avec une vraie isolation thermique (pas une isolation aux normes RT2012) mais plutôt dans l’esprit de ce qui se fait en Suisse-Allemagne-Autriche depuis des années (Passif ou presque), par 7°C la chaudière ne devrait pas être trop sollicitée. En revanche, à -5°C, là elle doit tourner pas mal… et c’est à ces températures que le rendement de notre « usine à gaz » s’effondre, et on se retrouve avec une bête chaudière. Je ne connais pas le prix de cette petite merveille, mais il faudrait mettre ça en balance avec le coût d’une véritable ITE…
pour voitures hybrides, auriez-vous des références d’expériences déjà tentées avec le Stirling ? Merci, c’est très intéressant !
Ce quui nous est donné en SGUE est plus intéressant que le cop nominal à 7 °C, il s’agit du COP saisonnier pour la production de chauffage et d’ECS en fontion du régime de température dans le réseau d’eau chaude. Et un COP entre 1,5 et 2 c’est beaucoup mieux que ce que proposent les PAC gaz actuellement… En plus les PAC gaz actuelles reposent sur soit un moteur gaz couplé à un compresseur classique, ce qui implique du bruit, et une qualité de gaz de combustion moins bonne qu’en chaudière, ou bien un couple amoniac eau qui entraine de rendements pas top et un risque lié à la toxicité de m’amoniac et son caractère explosif… Là ils ont développé un compresseur utilisant plus ou moins la même principe que le moteur Stirling en le détournant en compresseur. Donc le rendement est bon (Le moteur Stirling a le meilleur rendement théorique possible), ça fait peu de bruit, et ça devrait être fiable… vous trouverez le brevet ici :
Cela ne choque personne d’afficher un « COP équivalent pompe à chaleur électrique (x2,58) » ? Le COP est un indicateur de consommation pour les particuliers, alors se servir du coefficient d’équivalence énergie primaire, établis en premier lieu pour favoriser les EnR, pour regonfler le COP c’est un peu malhonnête …