Dans un contexte où la nécessité de réduire notre empreinte carbone est plus pressante que jamais, les innovations technologiques en matière de chauffage et climatisation se multiplient. Ces nouvelles solutions permettent non seulement de réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais aussi d’optimiser la consommation d’énergie. Découvrez les différentes avancées majeures dans ce domaine, aussi spectaculaires que révolutionnaires !
1. Les chaudières à hydrogène
Cette solution de chauffage est probablement la plus prometteuse pour une industrialisation et une utilisation massive. La France, avec son plan pour développer l’hydrogène vert, pourrait être un leader dans ce domaine. Dans le plan de la Commission européenne, il est prévu que la production d’hydrogène à partir d’énergies renouvelables va augmenter de un million de tonnes d’ici 2024, puis à dix millions de tonnes d’ici 2030. Soit une production d’hydrogène multipliée par 10 en 6 ans !
En effet, l’hydrogène vert, produit à partir d’eau, entre dans un processus de production neutre en CO₂ si il utilise de l’électricité provenant d’énergies renouvelables, comme les éoliennes et les systèmes photovoltaïques. Et cette solution présente un avantage de taille : on peut réutiliser les réseaux de gaz existants et les chaudières à gaz existantes pour alimenter les chaudières en hydrogène, ce qui réduit énormément les coûts de mise en œuvre.
La filière française n’est pas encore prête à l’industrialisation, mais les choses s’accélèrent. Les industriels travaillent depuis des années sur la question et investissent beaucoup dans la recherche et développement. L’hydrogène lors de sa combustion n’émet pas de d’émissions nocives et contribuerait à diminuer significativement les émissions de CO2 du secteur résidentiel.
2. La pompe à chaleur et le développement de la géothermie
Les pompes à chaleur sont aujourd’hui plébiscitées pour leur capacité à réduire la consommation d’énergie tout en limitant l’empreinte carbone. En effet, elles fonctionnent à l’électricité et permettent de diviser la consommation d’énergie par trois, offrant une solution efficace pour se chauffer avec une pompe à chaleur. Face à cette réalité, les ventes de pompes à chaleur ont explosé depuis 2021. Pour soutenir cette transition écologique, plusieurs subventions publiques ont été mises en place pour encourager les Français à remplacer leurs chaudières traditionnelles par des pompes à chaleur. Cependant, il est essentiel de prendre en compte divers facteurs pour que la pompe à chaleur tienne ses promesses :
- Adapter les installations électriques et les bâtiments
- Former des professionnels spécialisés dans ce domaine
- Assurer un approvisionnement en électricité bas-carbone
En soi, la pompe à chaleur n’est pas une innovation puisqu’elles sont sur le marché depuis plusieurs décennies déjà. Mais il y a fort à parier que dans le futur, c’est le chauffage géothermique qui se développera. Bien que plus coûteuses à installer, les pompes à chaleur eau-eau (géothermiques) sont pourtant les plus efficaces de toutes et les plus durables en puissant dans la chaleur du sol. La recherche et développement se poursuit pour commercialiser des systèmes efficaces et bien plus économiques.
3. Le développement du biogaz domestique
Le biogaz, produit à partir de déchets organiques, pourrait être une alternative aux combustibles fossiles pour le chauffage. La France, avec son intérêt croissant pour l’économie circulaire, pourrait explorer davantage cette option. Mais beaucoup de chemin reste à faire. Les installations sont couteuses, et c’est un ensemble d’infrastructures complexes et couteuses qu’il faudra créer. Aujourd’hui, seules les plus grandes installations agricoles disposent de systèmes de méthanisation efficaces. Aujourd’hui, il faut minimum 5m² de jardin pour installer un méthaniseur domestique, il faut en permanence alimenter le méthaniseur, la production est extrêmement variable et difficile à évaluer… autant de contraintes que les bureaux d’étude et la recherche doivent diminuer si l’on veut significativement développer la filière.
Des expérimentations sont en cours. Dans le cadre du Centre aquatique olympique de Saint-Denis, près de 50 % de l’énergie utilisée pour le chauffage et l’eau chaude proviendra de la biomasse. Cette solution écoresponsable permet de réduire l’empreinte carbone du site tout en contribuant à diversifier les sources d’énergie et assurer un approvisionnement stable. À terme, ce taux devrait même atteindre 75 % grâce à la récupération de chaleur fatale provenant d’un datacenter voisin.
Même si utiliser la biomasse comme source de chauffage parait utopique, elle reste un bon moyen de diversifier ses sources d’approvisionnement.
4. La chaleur fatale : réutiliser la chaleur perdue générée par les machines
Dans l’industrie, on utilise le terme de « chaleur fatale » pour désigner la chaleur créée par les machines, et qui est perdue. Pourtant, cette chaleur pourrait être réutilisée pour alimenter des réseaux de chauffage. Ces systèmes qui récupèrent et réutilisent la chaleur perdue des appareils électroménagers, des systèmes informatiques ou d’autres sources pourraient devenir plus courants. Non seulement les machines des industriels seront de plus en plus efficaces et très performantes d’un point de vue énergétique, mais la moindre chaleur générée pourrait être diffusée dans des réseaux de chaleur communs pour alimenter des quartiers entiers.
Au vu des évolutions technologiques en matière de chauffage et climatisation, il apparaît clairement que l’avenir se trouve dans les solutions durables et énergétiquement efficaces. Que ce soit grâce à la biomasse, l’utilisation de l’effet Peltier ou les innovations en climatisation industrielle, les opportunités pour réduire notre impact environnemental sont nombreuses et prometteuses.
Le concept de chaleur fatale pourrait également dans le futur s’appliquer à tous les secteurs, et pas que l’industrie : on pourrait réutiliser la chaleur générée par un four, un ordinateur, une console de jeux… C’est déjà le cas pour bon nombre de datacenters, qui produisent énormément de chaleur.
5. Le chauffage solaire
Le chauffage solaire se profile comme une solution d’avenir prometteuse, particulièrement en France, grâce à ses avancées technologiques et son alignement avec les objectifs environnementaux. Les systèmes solaires thermiques et photovoltaïques, qui convertissent l’énergie solaire en chaleur ou en électricité se développement de plus en plus. L’amélioration continue de l’efficacité des panneaux, tant dans la capture que dans la conversion de l’énergie solaire, augmente leur attractivité. De plus, les progrès dans le stockage de l’énergie, permettant une utilisation continue même en l’absence de soleil, renforcent leur viabilité. L’intégration architecturale des panneaux solaires dans les bâtiments et le développement de systèmes hybrides, combinant le solaire à d’autres sources d’énergie renouvelable, sont également des avancées significatives. A date, par exemple, les chauffe-eau solaires font partie des systèmes de production d’eau chaude les plus économiques et les plus performants du marché.
En France, le potentiel du chauffage solaire est renforcé par des incitations gouvernementales et une sensibilité croissante aux questions écologiques. Les régions à fort ensoleillement, comme le sud de la France, offrent un terrain particulièrement fertile pour le déploiement de ces technologies. L’intégration des systèmes solaires dans les smart grids et l’utilisation de l’IoT pour une gestion optimisée de l’énergie soulignent leur rôle dans la transition énergétique du pays. En somme, le chauffage solaire, grâce à ses innovations et son soutien institutionnel, se positionne comme une solution clé pour un avenir énergétique durable en France.
Les industriels investissent massivement pour augmenter deux métriques clés : le rendement des panneaux solaires, et leur durée de vie. Des développement sont également en cours pour générer de l’électricité même par temps nuageux, ou encore avec la pluie, lorsque les gouttes tombent sur le panneau. Des innovations prometteuses !
6. Le refroidissement solide avec l’effet Peltier
Phononic et Halton, deux leaders mondiaux en matière de refroidissement durable et de solutions de qualité de l’air intérieur, ont mis au point une solution innovante de chauffage, rafraîchissement et ventilation, appelée Terminal de Traitement d’Air à effet Peltier (TTPA). L’effet Peltier se réfère à un phénomène thermoélectrique où la chaleur se déplace en présence d’un courant électrique. La solution de Phononic et Halton assure simultanément le confort thermique des occupants et la qualité de l’air intérieur (QAI) d’un bâtiment. Le TTPA permet d’assurer le chaud ou le froid et la ventilation dans une seule unité compacte, sans fluide frigorigène ni compresseur mécanique. Ainsi, le système offre une alternative écologique aux solutions traditionnelles de climatisation et chauffage, tout en étant moins énergivore et moins bruyant.
Prometteur, n’est-ce pas ?
