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La Pompe à chaleur hybride : quel avenir en maison individuelle ? Un nouveau dossier AFPAC



La Pompe à chaleur hybride : quel avenir en maison individuelle ? Un nouveau dossier AFPAC
Est-il nécessaire de rappeler la loi de transition énergétique, pour laquelle la pompe à chaleur répond aux critères d’économie d’énergie, d’énergie renouvelable, et d’économie circulaire. Sans oublier les contributions de la pompe à chaleur aux objectifs ambitieux de la stratégie nationale bas carbone, qui sont de réduire de 87% les émissions directes de gaz à effet de serre, à l’horizon 2050, pour les bâtiments. Dans la Programmation Pluriannuelle de l'Énergie - PPE publiée cette fin d'année 2016, les objectifs de chaleur renouvelable produite par les pompes à chaleur sont de 2 200 ktep en 2018, et sont compris entre 2 800 et 3 200 ktep pour 2023. Le développement des pompes à chaleur hybrides fait partie des orientations qui contribueront à l’atteinte de ces objectifs. Le succès de l’hybridation ne peut résulter de la simple juxtaposition des technologies ; il faut s’intéresser aux dimensionnements relatifs des composants du système et à leur intégration en un système homogène régulé par un pilotage simultané. C’est sous cette condition que les clients pourront disposer de produits performants et financièrement compétitifs. Devant la multitude de solutions disponibles, l’AFPAC a souhaité mettre à disposition des industriels et de la filière, un certain nombre d’analyses et d’informations qui permettront de guider leurs choix dans le développement de cette technologie.

Thierry NILLE
Président de l’AFPAC
Association Française
pour les Pompes à Chaleur

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Sommaire
Introduction 11
1. Une pompe à chaleur hybride, c’est quoi ? 13
2. La pompe à chaleur hybride et son environnement 13
2.1. L’Ecodesign et l’Ecolabelling pour l’hybride 13
2.2. La normalisation relative à la PAC hybride 14
2.3. La réglementation thermique des bâtiments neufs RT2012 14
2.4. La certification des PAC hybrides 14
3. Marché potentiel pour la pompe à chaleur hybride 15
3.1. La maison individuelle neuve 15
3.2. La rénovation en maison individuelle 15
3.2.1. Avoir un temps de retour sur investissement acceptable 16
3.2.2. Être un élément incontournable de la transition énergétique 16
3.2.3. Faire preuve de flexibilité dans sa régulation 17
3.2.4. Être un facilitateur pour gérer le système électrique à venir 19
3.2.5. Être compatible avec la rénovation d’une maison énergivore 19
3.2.6. Anticiper pour être « connectable compatible » 22
4. Dimensionnement optimal d’une pompe à chaleur hybride 23
4.1. Périmètre de l’étude 24
4.2. Modélisation d’une PAC hybride en maison individuelle 25
4.2.1. Modélisation des bâtiments et usages 25
4.2.1.2. Bâtiment et scénarios d’usage 25
4.2.1.2. Méthode de calcul des besoins horaires 27
4.2.1.3. Synthèse des besoins thermiques des maisons 28
4.2.2. Modélisation des PAC hybrides 29
4.2.2.1. Principe de modélisation 29
4.2.2.2. Modélisation générique des PAC hydrides 29
4.2.2.3. Modélisation spécifique en micro-accumulation 30
4.2.2.4. Modélisation spécifique en accumulation 31
4.2.2.5. Modélisation des régulations «Ep» et «prix» 32
4.2.2.6. Préchauffage ECS par la PAC 32
4.2.3. Indicateurs analysés 33
4.2.3.1. Définition des indicateurs 33
4.2.3.2. Hypothèses économiques 34
4.3. Synthèse pour la maison individuelle existante fioul 35
4.4. Synthèse pour la maison individuelle existante gaz 37
4.5. Synthèse pour la maison individuelle neuve 39
4.6. Analyse de sensibilité et enseignements technologiques 41
4.6.1. Influence de la régulation énergie primaire / prix 41
4.6.2. Intérêt d’une régulation inverter pour les faibles puissances dans le neuf 42
4.6.3. Intérêt de la condensation pour une PAC hybride fioul dans l’existant 43
4.6.4. Intérêt d’une PAC plus performante et sensibilité de ses caractéristiques 44
4.6.5. Influence du niveau de température de la PAC dans l’existant 46
4.6.6. Influence du profil de besoin ECS dans le neuf 48
Conclusions 50
Annexe 1 : Résultats pour la MI existante au fioul 53
Annexe 2 : Résultats pour la MI existante au gaz 57
Annexe 3 : Résultats pour la MI neuve au gaz 61