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Maison pionnière : chauffage, eau chaude et électricité avec un seul appareil

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Une maison individuelle située au sud de la Rochelle vient d'être équipée d'une pile à combustible. L'appareil assure à la fois le chauffage, la production d'eau chaude et d'électricité. De quoi couvrir une bonne partie des besoins des occupants. Zoom sur cette technologie qui, pour l'heure, n'équipe que trois habitations en France mais qui pourrait, à long terme, se généraliser...
Un appareil 3 en 1. La formule résume bien l'intérêt de la pile à combustible. A elle seule, elle est capable d'assurer le chauffage, la production d'eau chaude et d'électricité. Comment ? "Grâce à une réaction d'oxydoréduction inversée", répondront les plus pointus sur le plan technique. En langage plus clair, il faut comprendre que tout repose sur une réaction chimique. "La pile utilise du gaz naturel qu'elle transforme en hydrogène et qu'elle fait réagir avec l'oxygène contenu dans l'air", explique Thibaud Marchais, responsable du marché du neuf chez Viessmann. D'où le nom de pile à hydrogène, souvent utilisé pour remplacer le terme "pile à combustible" qui peut faire peur, surtout au grand public.
La pile à combustible, dangereuse ?
Dans l'inconscient collectif en effet, le rapprochement avec le secteur du nucléaire est vite fait. Qu'en est-il, ces craintes sont-elles fondées ? Faut-il craindre une explosion ou des rayonnements ? Autrement dit, l'appareil est-il dangereux ? "Non", répond catégoriquement Thibaud Marchais, "car les quantités d'hydrogène contenues dans le générateur sont infimes". Au Japon, après l'accident nucléaire de Fukushima, cette technologie s'est d'ailleurs imposée comme une alternative au nucléaire. Depuis près de dix ans, elle s'y développe à vitesse grand V. A ce jour, on dénombre près de 200.000 unités installées dans des maisons individuelles. La pile connaît également un fort développement en Allemagne* (voir encadré ci-dessous). Les ménages peuvent même recevoir des aides de l'ordre de 7.000 € pour s'équiper. Un soutien financier non négligeable lorsque l'on sait que le prix d'une pile avoisine les 20.000 euros. Un investissement lourd, difficile à rentabiliser car le cœur de la pile a une durée de vie limitée à seulement dix ans.
A l'arrivée : un bâtiment à énergie positive
A l'arrivée, le bâtiment qui abrite une pile à combustible devient totalement autonome puisqu'il produit plus d'énergie qu'il n'en consomme. "La pile produit 1 kW de chaleur pour 750 W d'électricité c'est-à-dire de quoi de couvrir le talon de consommation d'un ménage", détaille Thibaud Marchais. Par ailleurs, le bâtiment ne produit aucun déchet, que de la vapeur d'eau, un atout sur le plan du bilan carbone. De quoi intéresser les constructeurs de maisons individuelles qui y voient le moyen de réaliser des bâtiments respectueux de l'environnement et à énergie positive facilement reproductibles. Certains se sont d'ailleurs lancés dans l'expérimentation de cette technologie. Résultat : trois maisons en France fonctionnement avec une pile à combustible, parmi elles : la Maison Remarquable signée Bâtisseurs d'Ici, à découvrir en pages suivantes.
Découvrez ici un autre exemple de maison individuelle équipée d'une pile à combustible. Signée par le constructeur Maisons d'en France, elle est située près de Metz, en Lorraine, et a été inaugurée en décembre 2015.
 
*Le programme PACE : vers un marché de masse de la pile à combustible en Europe ?
Depuis mai 2016, la Commission européenne a lancé un programme d'expérimentation autour de la pile à combustible. Baptisé "Pace", il vise à installer d'ici 5 ans 2.650 exemplaires de micro-cogénérateurs en Europe. Quatre industriels, dont Viessmann, y participent. Ils se sont engagés à atteindre une capacité de production de 1.000 unités par an dès 2018. L'Union européenne espère ainsi donner une impulsion à cette technologie et ouvrir un marché "de masse". De quoi rendre optimistes les fabricants : "en 2050, nous pourrions installer 800.000 unités par an, la pile à combustible viendrait remplacer la chaudière à condensation", anticipe déjà Thibaud Marchais, responsable du marché du neuf chez Viessmann.
Maison pionnière : chauffage, eau chaude et électricité avec un seul appareil

Une maison individuelle équipée d'une pile à combustible

Une pile à combustible dans une maison
Une pile à combustible dans une maison © Bâtisseurs d'Ici
Le 15 juin dernier, le constructeur Bâtisseurs d'Ici inaugurait une maison de 102 m2 à Châtelaillon-Plage, dans le sud rochelais. Sa particularité : être équipée d'une pile à combustible (modèle Vitovalor 300-P de chez Viessmann). A cet égard, elle fait office de pionnière puisque à ce jour seulement trois maisons individuelles en France sont équipées d'un tel appareil.
Une maison individuelle équipée d'une pile à combustible

La pile à combustible, un encombrement réduit

La pile à combustible, un encombrement réduit - Plan de coupe non contractuel
La pile à combustible, un encombrement réduit - Plan de coupe non contractuel © Viessmann
La pile à combustible prend place dans le cellier de la maison. "Mais elle pourrait très bien être installée ailleurs car elle n'est pas bruyante, elle n'émet que 49 dB, ce qui est très faible, et a un faible encombrement, seulement 0,65 m2", indique Bruno Herop, chef du projet pour Bâtisseurs d'ici. "L'installation fait à peu près les mêmes dimensions qu'un frigo américain", ajoute-t-il.
La pile à combustible, un encombrement réduit

La pile à combustible, un appareil 3 en 1

La pile à combustible, un appareil 3 en 1 - Photo non contractuelle
La pile à combustible, un appareil 3 en 1 - Photo non contractuelle © Viessmann
La pile à combustible est un cogénérateur qui produit à la fois de l'électricité, de la chaleur et de l'eau chaude. A l'origine de cette triple fonctionnalité : une réaction chimique qui se décompose de la manière suivante : traitement et transformation du gaz naturel en hydrogène. Réaction de l'oxygène dans le cœur de la pile. Production d'électricité et valorisation de la chaleur produite.
La pile à combustible, un appareil 3 en 1

Pile à combustible = module pile + module chaudière

Pile à combustible = pile + module chaudière - Photo non contractuelle
Pile à combustible = pile + module chaudière - Photo non contractuelle © Viessmann
La pile à combustible est composée de deux modules : un module "pile" et un module "chaudière". Le premier intègre un onduleur, c'est lui qui permet l'utilisation de l'électricité produite. Le deuxième, quant à lui, renferme une chaudière gaz à condensation ainsi qu'un ballon d'eau chaude de 46 litres. D'une puissance de 19 kW, la chaudière apportera l'appoint en cas de pic des consommations.
Pile à combustible = module pile + module chaudière

Un plancher chauffant préfabriqué

Un plancher chauffant préfabriqué
Un plancher chauffant préfabriqué © Bâtisseurs d'Ici
Pour ce qui est de la partie chauffage, la pile à combustible est reliée à un plancher chauffant (modèle Equatio® de chez Rector) qui alimente toutes les pièces de la maison. Préfabriqué en usine, ce dernier a la particularité d'être à la fois isolant et chauffant. Il est composé de poutrelles, d'entrevous et de rupteurs thermiques et reçoit directement les modules de plancher chauffant. Il est ensuite noyé avec eux dans la dalle de compression. A l'arrivée : pas de pose d'isolant de surface, ni de dalle flottante induisant un gain de temps sur le chantier et une réduction des coûts.
Un plancher chauffant préfabriqué

Une maison à énergie positive

Une maison à énergie positive
Une maison à énergie positive © Bâtisseurs d'Ici
Au final, la pile couvre tous les besoins calorifiques (chauffage + eau chaude) et en électricité de la maison. En fonctionnant en continu pendant 22 voire 23 h/j, elle "produit 1 kW de chaleur pour 750 W d'électricité c'est-à-dire de quoi de couvrir le talon de consommation d'un ménage", détaille Thibaud Marchais. La maison étant équipée de panneaux photovoltaïques, ce sont eux qui prennent le relais lorsque la pile ne fonctionne pas. A l'arrivée, l'habitation est totalement autonome. Par ailleurs, elle produit plus qu'elle ne consomme, elle est donc à énergie positive.
Une maison à énergie positive
 
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