Analyse situation initale

Sur les différentes années de ce projet, la maison et son usage ont évolués, d'un coté l'isolation a été améliorée ponctuellement par certains travaux, d'un autre coté la famille s'est agrandie. Je fais le choix de figer les besoins de la maison en chauffage, ECS et électricité domestique afin de pouvoir comparer différentes configuration sur une base commune.

Par rapport au DPE, j'ai considéré les besoins suivants:

• Besoin en chauffage : 15 200 kWh annuel, soit +30% par rapport à l'estimation du DPE initial. Cette valeur est estimée à partir du suivi de consommation des factures sur plusieurs années.  Il est cependant difficile de suivre correctement la consommation de bois d'une année sur l'autre. L'estimation du besoin du DPE est fait par rapport à une valeur de consigne de chauffage à 19°C [lien], en pratique nous avons une température de consigne à 21°C.
• Production d'ECS 1800kWh annuel. Il est estimée à 600 kWh/personne/an [lien], en considérant 2 adultes et 2 enfants, 
• Besoin en électricité domestique : 3998kWh annuel. Il est estimé à 1100 kWh/an/personne [lien] soit 3300 kWh annuel pour 2 adultes et 2 enfants. Il faut ajouter la consommation spécifique de la piscine, en considérant 6 h de fonctionnement par jour pendant 5 mois et une puissance de pompe de 750 W, la consommation annuelle est de 697 kWh. Ces données sont cohérentes avec les consommations constatées sur plusieurs années.

Je vais utiliser des diagrammes Sankey, en partant de la configuration la plus simple ou seule l'électricité est utilisée pour répondre aux besoins de la maison:

Figure : Diagramme Sankey pour un système 100% électrique

Ce digramme représente la répartition de l’énergie entre la production, à gauche, et les usages, à droite. La production se divise entre 2 composantes principales : non renouvelable et renouvelable. Les usages principaux sont : le chauffage, la production d'eau chaude sanitaire (ECS),  puis vient la piscine (pompe) et les autres usages domestiques (électroménager, éclairage, multimédia, etc).

J'ai utilisé les données qui correspondent au réseau en 2020 pour quantifier la répartition des énergies renouvelables sur le réseau, les émissions de CO2 ou encore le tarif des énergies. Les hypothèses pour l'électricité du réseau sont :

• 65% de production nucléaire [lien & Elecricity map],
• 25% de renouvelable sur le réseau [lien],
• 10 % de gaz.

Le diagramme Sankey pour la configuration "100% Electrique" illustre bien la notion du coefficient sur énergie primaire. L'usage de l’électricité génère un terme de perte significatif lié aux rendements des moyens de production.

Une estimation des pertes en ligne et du réseau est donnée ici [lien]. Le ratio 1/0.388 permet de retrouver le coefficient sur énergie primaire de 2,58.

Le diagramme de Sankey en intégrant le chauffage au bois est le suivant :

Figure : Diagramme Sankey pour un système électrique & insert bois

Le chauffage bois avec un insert est considérée avec un rendement de 75%, il existe donc un terme de perte lié au chauffage bois. Cependant, la consommation électrique du réseau est diminuée, le rendement global du chauffage bois étant plus élevé que la production électrique, le terme de perte total est diminué.

Pour regarder comparer ces 2 configurations de chauffage de la maison, je regarde l’énergie primaire consommée, le taux d’énergie renouvelable. En faisant le rapport entre l’énergie primaire consommée et les pertes, on recalcule un coefficient de conversion sur énergie primaire global.

L'estimation de la facture se base sur les données de 2020 : 

• Electricité : prix de l'abonnement 127,9€ (6 kVA) et 15,57 c€/kWh [lien];
• Bois : le coût 4,3 c€/kWh [lien].

Le contenu en CO2 de l'électricité est un sujet soumis à débats. J'ai retenu une valeur de 180 g/kWh pour le chauffage et 80 g/kWh pour le reste de l'usage domestique [lien]. Les émissions liées au bois sont de 0 g/kWh selon l'ADEME [lien].

Table : Evolution de l'énergie primaire consommée, du taux d'ENR, d'énergie primaire, du coefficient d'énergie primaire, de la facture et des émissions de CO2.