Chaleur renouvelable : quelles pompes à chaleur pour le chauffage collectif en construction neuve ?

Pour l’instant, les projets de chauffage collectif en construction neuve utilisant des pompes à chaleur en chaufferie demeurent rares. Mais la RE2020 va tout bouleverser dès le 1er janvier 2021.

En effet, dans les tréfonds de la RE2020, se trouve l’indicateur Icenergie, exprimé en kgeqCO2/m² et assorti de plafonds à ne pas dépasser. En immeubles collectifs, ce sera 560 kgeqCO2/m² de 2022 à 2024, puis 260 kgeqCO2/m² à partir de 2025.

Ces valeurs rendent l’utilisation du gaz naturel en chaufferie compliquée dès 2022 et pratiquement impossible à compter de 2025. Donc, les Maîtres d’ouvrage, les bureaux d'études thermiques et les industriels cherchent des solutions alternatives pour les bâtiments neufs en chauffage collectif.

Pompes à chaleur en chaufferie : déjà des solutions

L’une des plus simples consiste à remplacer les chaudières gaz en chaufferie par des pompes à chaleur air/eau pour assurer le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire.

 Les industriels français semblent en avance. Auer dispose déjà des machines adéquates, tandis qu’Atlantic les annonce pour le début de l’année 2022.

Leurs concurrents habituels en chaufferie – le groupe BDR-Thermea ou Viessmann – n’ont rien annoncé de nouveau pour l’instant. Viessmann dispose bien de la gamme Vitocal 300-A avec des machines jusqu’à une puissance unitaire de 55,8 kW qui conviendraient parfaitement.

Mais ses pompes à chaleur sont chargées en R449A, un mélange de HFO et de HFC, dont le GWP (Global Warming Power) atteint 1397. Comme le Règlement F-Gaz vise un GWP moyen du parc installé de 400 en 2030, le R449A n’a clairement aucun avenir.

De plus les pompes à chaleur Vitocal 300-A ne sont pas pilotées par inverter, mais équipées de deux compresseurs à vitesse fixe et de tailles différentes. Ce qui donne 3 paliers de puissance seulement - A, B ou A+B – au lieu de la modulation de puissance continue que permet l’inverter. Il est très probable que ces machines évolueront en 2022.

De même, la gamme Carrier Aquasnap 61AF 022-105 avec des puissances de 22 à 105 kW et une température de départ d’eau de 65°C conviendrait parfaitement pour des applications de chauffage collectif. Mais la gamme utilise du R407C, dont le GWP de 1610 est nettement trop élevé pour préconiser ces machines en construction neuve.

Auer choisit le R290

Auer, membre du groupe Muller, propose depuis plusieurs années déjà des pompes à chaleur utilisant le R290 (propane) comme fluide frigorifique. La gamme HR70 propose des modèles de 11 à 35 kW, classés A++ en chauffage.

Les pompes à chaleur Auer HR70 sont cascadables jusqu’à 4 machines, soit une puissance totale de 140 kW. Auer propose la régulation et la panoplie hydraulique pour ces cascades. Ces Pac utilisent le R290 et atteignent des températures de départ d’eau de 70°C, sans appoint électrique par effet Joule. ©Auer

Le R290 affiche un GWP = 3 et n’est pas soumis au règlement européen F-Gaz. Fin septembre dernier, Auer a introduit une nouvelle gamme de pompe à chaleur air/eau – toujours au R290 -, la ZéPac de 17 à 80 kW. Cette gamme propose une température de départ d’eau jusqu’à 70°C et fonctionne jusqu’à une température extérieure de -20°C.

La nouvelle ZéPac de Auer est cascadable jusqu’à 15 machines, soit une puissance totale de 1200 kW, de quoi alimenter de grands bâtiments collectifs ou tertiaires. Auer accompagne les ZéPac d’une nouvelle gamme de préparateurs sanitaires baptisée VS : 7 ballons avec échangeur de 500 à 3000 litres. ©Auer

Atlantic : d’abord le R32

De son côté, le groupe Atlantic dispose déjà de trois solutions thermodynamiques pour la production d’ECS collective : Hydragreen 2 au CO2 jusqu’à 480 kW en cascade, Hydramax Gaz 2 qui associe pompe à chaleur et chaudière gaz jusqu’à 48 kW et Hydrapac 2 qui rassemble pompe à chaleur et appoint par effet Joule jusqu’à 48 kW.

Atlantic estime que dans la RE2020, jusqu’à fin 2024, les solutions gaz seront toujours possibles, mais avec de « l’hybridation thermodynamique », il faut sans doute comprendre Hydramax Gaz 2 ou chaufferie gaz à condensation pour le chauffage, plus Hydragreen 2 pour la production d’ECS collective.

En revanche, Atlantic imagine qu’à partir de 2025, le tout thermodynamique s’imposera. L’entreprise a donc développé pour cela une nouvelle offre de pompes à chaleur au R32, spécifiquement conçues pour le chauffage collectif, qui sera disponible entre Février et Avril 2022.

Nous n’en savons pas beaucoup plus pour l’instant. Ce seront des machines air/eau de 14 à 70 kW, cascadables jusqu’à 6 générateurs pour atteindre 140 kW de puissance totale en chaufferie.

Une température de départ d'eau de 60-65°C

Atlantic compte accompagner cette offre de tout son savoir-faire en ce qui concerne les réseaux secondaires, à partir des offres de sa marque E-Module qui devrait fournir des packs hydrauliques pour le raccordement d’une pac, d’une cascade de pac, avec des départs chauffage et gestion de la production d’ECS.

Evidemment, le R32 ne permet pas de dépasser une température de départ d’eau de 60-65°C au maximum. Ce qui convient parfaitement pour des applications chauffage en construction neuve RE2020 où les besoins seront réduits.

En revanche, pour des solutions Atlantic entièrement thermodynamiques en collectif, il faudra associer ces nouvelles pac à un module Hydragreen 2 pour la production d’ECS. Atlantic accompagnera ses offres de pac en collectif de propositions de services pour les installateurs, les mainteneurs et les Maîtres d’Ouvrage, ainsi que de formations pour les installateurs et les mainteneurs.

Atlantic a bien conscience cependant que le R32, avec son GWP de 675, est condamné à terme et ne constitue qu’une solution transitoire. L’entreprise travaille donc déjà sur une gamme de pompes à  chaleur  au R290, sans vouloir en dire davantage pour l’instant. Mais le laboratoire d’Atlantic à Meyzieu peut tester des Pac au propane jusqu’à 35 kW, du point de vue thermique et acoustique. ©PP

SDEEC, un autre constructeur français, propose sa Pac 80 qui peut atteindre 80°C de température de départ d’eau. C’est une cascade de deux machines qui utilisent le R407C ou le R410A dans la Pac externe et le R134a dans la pac interne. Ces trois fluides ont des GWP beaucoup trop élevés pour que cette machine constitue une solution adaptée à la construction neuve. ©SDEEC