Rénovation énergétique : comment gérer le chauffage électrique existant ?

En 2011, 9,5 millions de logements (résidence principale) étaient équipés de chauffage électrique (soit environ un tiers des ménages – 34%). 64% d’entre eux concernaient des logements récents (construits après 1975) Données CEREN/ADEME.

Très simple à installer, sans entretien et rarement en panne, le chauffage électrique direct ne va pas sans poser quelques questions dès lors que l’on envisage la rénovation énergétique du bâtiment qui utilise ce mode de chauffage.


Ces questions pourraient s’énoncer selon deux axes : doit-on changer la technologie du système de chauffage (par exemple : mettre en place des systèmes à boucle d’eau chaude) ou peut-on se contenter de renouveler le système en place en conservant la même technologie ?


Pour beaucoup le chauffage électrique direct est associé aux convecteurs électriques. Ce n’est pas surprenant car même si le chauffage électrique direct ne se résume pas qu’aux convecteurs (existe aussi : panneau rayonnant, radiateur à chaleur douce, plancher rayonnant électrique, plafond rayonnant plâtre), les chiffres sont assez précis pour indiquer que c’est bien ce système qui est l’objet d’enjeux importants. On constate en effet, qu’environ la moitié des appareils de chauffage électrique installés dans les logements sont encore des convecteurs et seulement 23% des panneaux rayonnants (Données TNS Sofres pour GIFAM en 2011).

Selon certaines estimations, il y aurait environ 15 millions d’appareils de chauffage électrique datant des années 1970-80 et installés dans 3 millions de foyers et correspondant pour la plupart à ces convecteurs électriques anciens souvent baptisés « grille-pain ».

Dans le cadre d’un projet de rénovation, le chauffage électrique de l’état existant représente donc un intérêt majeur sur la possibilité d’améliorer le confort et de réaliser des économies d’énergie.

Pourquoi est-ce un enjeux important ?

Les anciens appareils (dits de « 1ère génération ») consomment beaucoup plus que ceux de dernière génération et ne procurent pas un confort thermique satisfaisant à leurs utilisateurs : air trop sec, variation brutale de température dans une même pièce, gradient de température sol/plafond, parois pas assez chaudes et risque de condensation, et enfin des factures élevées.

Pour cette raison, le chauffage électrique est perçu par beaucoup, et y compris par ceux chez qui il est installé, comme un chauffage « entrée de gamme » voire « bas de gamme » et générant de l’inconfort. Il est en grande partie victime de nombreuses installations « par défaut » et inappropriées. En effet, à cause de son coût plutôt économique à l’achat et à l’installation, ce système de chauffage a très souvent était mal adapté et ne convenait pas à des enveloppes de bâtiments très déperditives. Il fut aussi largement utilisé par les bailleurs qui y voyaient un moyen économique d’équiper des logements de système de chauffage alors que locataire paierait les factures énergétiques.

Dans un contexte ambitieux de rénovation énergétique des logements (rappel des objectifs : rénover 500 000 logements par an d’ici à 2017), le chauffage électrique représente un levier important pour le marché de la rénovation. La première approche pourrait consister à envisager que dans chaque projet de rénovation, avec un système de chauffage électrique à l’état initial, on change de technologies pour améliorer le confort et générer des économies, eu égard aux éléments évoqués précédemment.

Toutefois, il ne faut pas oublier que l’élément majeur d’un projet de rénovation énergétique est l’enveloppe financière dont dispose le maître d’ouvrage. Une étude réalisée par l’ADEME, en 2011, précise que la rénovation des installations de chauffage de particuliers représentait plus de 3 milliards d’euros soit 9,1% des travaux de rénovation énergétique mais qu’en moyenne, chaque ménage a dépensé 6 061€.

Si la valeur moyenne de la rénovation des installations de chauffage se situe aux environs de 6000€ cela indique très clairement que dans un très grand nombre de cas les maitres d’ouvrages n’ont pas les moyens financiers pour changer la technologie du système de chauffage (installation de générateurs, circuit d’émission et de distribution d’un système de boucle à eau chaude) et que par conséquent ils resteront avec un système électrique direct.

Constat chiffré

Le chauffage électrique reste, dans le parc résidentiel français existant, l’usage le plus courant. Selon un chiffrage réalisé en 2012, il représentait 61,3% des consommations électriques.

Contexte et environnement d’utilisation

Est-ce un problème majeur de conserver le chauffage électrique direct dans un projet de rénovation ?

Oui, si la seule solution retenue dans le projet consiste à rechercher des systèmes à bas prix, en partant du principe que puisqu’ils sont neufs ils seront nécessairement meilleurs et feront faire des économies.

Ce serait une erreur, car un système de chauffage doit se penser dans son contexte d’utilisation.

En effet, plusieurs paramètres significatifs influencent la situation de malaise que peut ressentir le corps humain dans une ambiance chauffée :

  • la température de l’air ;
  • la température des parois ;
  • le taux d’humidité relatif de l’air ;
  • la vitesse de déplacement de l’air ;

Chauffer l’air par convection alors que la température des parois reste comparativement plus faible est un des facteurs majeurs de l’inconfort thermique. Plus les températures de l’air et des parois sont homogènes, ou avec un faible écart, et meilleure est la sensation de confort. En effet la température ressentie ne sera pas la température de l’air mais une température résultante « moyenne » entre la température de l’air et celle des parois (ainsi annoncer simplement qu’il fait 19°C ou 22 °C dans une pièce n’est pas suffisant en soi pour garantir le confort).

A titre d’indication, dans une pièce où la température intérieure de l’air est de 20 °C, si la température extérieure est de 0°C, les parois verticales opaques non isolées auront une température de surface d’environ 10°C. La température ressentie dans cette ambiance serait alors de 15 °C générant en plus des courants d’air froids convectifs. Sur une surface vitrée simple vitrage, la température de la paroi serait d’environ 5°C et la température ressentie, à un 1 mètre de cette paroi, serait de 12.5°C. Augmenter la température de l’air serait peu efficace. Il faudrait plutôt réussir à diminuer les déperditions à travers les parois afin de conserver une température, sur ces dernières, relativement homogène avec celle de l’air.

Les situations d’inconfort associées au chauffage électrique ne sont donc pas directement imputables aux systèmes en tant que tel mais bien au contexte et à l’environnement dans lequel il se trouve. Ainsi, si nous reprenons par exemple le cas du chauffage électrique par convection, surtout avec une construction peu isolée thermiquement, il sera peu confortable et coûteux. Par contre la même technologie dans une construction avec des parois extrêmement bien isolées et avec peu d’inertie serait sans doute une des plus appropriées car le système d’émission de chaleur serait très réactif et pourrait intégrer les variations de température dues aux apports internes et aux apports solaires.

Des installations innovantes et adaptables

Il est à noter que les systèmes de chauffage électrique direct bénéficient d’une innovation continue depuis ces 25 dernières années. Les modèles les plus récents comptent parmi les appareils les plus performants en termes de confort et de gestion d’énergie. Encore faut-il qu’ils soient mis en œuvre dans le bon environnement et le contexte appropriés !

La rénovation du système de chauffage existant passera avant tout par l’analyse du type de chaleur à produire et de la forme la plus optimisée pour la produire puisque plusieurs variables l’impactent : les niveaux de température (sensation de confort), les caractéristiques du bâti, la zone climatique, l’exposition, le nombre de personnes occupant le foyer et la nature de l’occupation (présence intermittente VS présence continue par exemple) etc.

La solution serait d’installer des émetteurs qui restituent une partie de la chaleur par rayonnement ce qui pourrait améliorer le confort.

Nous noterons que bien souvent il sera difficile d’effectuer un choix sur la seule technologie. On trouve parfois des tableaux, tel celui présenté ci-après, qui essaient de rassembler les avantages et inconvénients d’un système. Les conclusions en termes d’avantages et d’inconvénients sont souvent génériques et ne peuvent pas, s’agissant d’informations générales, être mises en contexte et à amener à prendre une position définitive sur le sujet.

Mode de restitution de la chaleur pour les émetteurs courants :

Le nombre de pastille indique une estimation de la part de chaque mode dans la restitution de chaleur de l’émetteur

Emetteurs Rayonnement Convection Atouts et inconvénients
Radiateur à eau . . . .
  • Assez bon confort
Radiateur basse température à eau . . . .
  • Chaleur agréable, bon confort, réutilisation possible de radiateurs d’une installation ancienne
Plancher chauffant à eau ou électrique . . . .
  • Chaleur, agréable, bon confort, aucun appareil visible
  • Nécessite des travaux importants
Convecteur électrique ….
  • Emetteurs bon marché
  • Confort médiocre, dessèche l’air ambiant
  • Rendement mauvais
Radiateur électrique à accumulation . . . .
  • Assez bon confort, permet de bénéficier d’un tarif électrique de nuit
  • Volume des émetteurs important, ne chauffe pas vite
Panneau radiant (électrique) . . . .
  • Plus performant que les convecteurs, facile à installer et assez peu coûteux
  • Confort moyen, dessèche l’air ambiant
Plafond rayonnant (électrique) . . . .
  • Pas d’entretien, aucun appareil visible économique à l’usage, bon confort
  • Nécessite la rénovation du plafond, équipement cher, réduit la hauteur sous plafond

Source : ADEME, « Se chauffer sans gaspiller », Octobre 2014

De ce fait, on notera que la réponse à la question « confort » VS « économie d’énergie », ne sera pas simple à apporter et ne dépendra pas que du seul changement du système de chauffage. Les autres aspects comme les déperditions, la qualité de l’air intérieur mais aussi et avant tout la régulation et programmation des systèmes seront prépondérants.

Les bonnes questions à se poser sont aussi liées au contrôle et à la gestion du système de chauffage. Chauffe-t-on à des moments où cela ne serait pas nécessaire (ouverture des fenêtres pour ventiler, absence dans le logement, rayonnement solaire et apports internes importants, etc.) ? A ce sujet, il n’est pas inutile de rappeler qu’en moyenne une baisse de 1°C de la température de l’air intérieur du logement induit une baisse de 7% de la consommation.

Quels aspects doivent être pris en compte ?

Lorsqu’un particulier souhaite lancer une opération de rénovation et notamment de son système de chauffage électrique direct, plusieurs facteurs sont à prendre en compte.

Anticiper sa rénovation

Une rénovation amène un certain nombre de questions et interrogations à anticiper. En effet, le fait de remplacer son système actuel par un système plus performant engendre un coût conséquent pour les ménages. Il faut donc se poser les bonnes questions lorsque la notion de « solution la moins chère » est abordée : parle-t-on de solution la moins chère à l’achat ? À l’installation ? Ou dans le temps, compte-tenu de l’évolution du prix de l’énergie ?

C’est une équation difficile à résoudre. En rénovation thermique, la solution de chauffage électrique est efficienteà la fois sur le plan du confort et de l’efficacité énergétique, à condition toutefois de s’orienter vers les solutions performantes. Un système de chauffage jugé ou considéré comme « économe » sera relativement cher à l’installation et en entretien.

A ce sujet une étude intéressante réalisée par l’Ademe et publiée dans les « Avis de l’Ademe » sous le titre « Mode de chauffage dans l’habitat individuel » indique assez clairement que dans une vision en coût global annualisé sur 15 ans (hors aides financières et entretien et maintenance), sur différents systèmes de chauffage (investissement, pose, coût de l’énergie), le choix de la solution économiquement la plus pertinente dépend avant tout des besoins de chauffage : plus ils sont élevés, plus le coût de l’énergie aura un impact fort sur le coût global. Inversement, plus ils sont faibles, plus le coût du système de chauffage (investissement et pose) pèse dans le coût global.

Ainsi, lorsque les besoins de chauffage sont peu élevés, le chauffage électrique, les chaudières à condensation gaz, fioul ou propane apparaissent aujourd’hui comme étant les modes de chauffage les plus intéressants économiquement. Ces systèmes de chauffage sont avantagés par un coût d’investissement limité, mais génèrent une facture énergétique annuelle plus élevée que les autres systèmes.

 


Par exemple, dans le tableau ci-dessous, correspondant à une maison dont les besoins en énergie finale pour les postes chauffage et ECS s’élève à 37.7 kWhef/m²shab.an (dans l’exemple une maison RT 2012, mais qui pourrait aussi correspondre à des maisons rénovées niveau label BBC Effinergie rénovation en termes de besoins), on note que les systèmes de chauffage électrique direct avec production ECS par chauffe-eau thermodynamique représentent une dépense annuelle, en coût global annualisé sur 15 ans, d’un peu plus de 1500 euros/an. Seule la chaudière à condensation mixte alimentée en gaz naturel ou fioul, assortie d’un chauffe-eau solaire est moins onéreuse (étant malgré tout entendu que cette étude ne prend pas en compte les coûts d’entretien ni l’impact production de gaz à effet de serre).

Dans une maison construite entre 1975 et 1981, pour des besoins de chauffage de 166.6 kWhef/m²shab.an, les systèmes de chauffage électrique ont un coût global annuel de 3900€ sur 15 ans, soit moins qu’une chaudière bois, qu’une chaudière à condensation au fioul ou au propane.

Dans les zones non desservies par le gaz naturel, la conservation de la technologie « chauffage électrique direct » risque donc d’être le choix, y compris économique, du maître d’ouvrage.


 

Dans le cas où la technologie chauffage électrique direct est conservée, il est néanmoins important de veiller à des points clés pour assurer une rénovation cohérente.

Programmation / régulation

Avant toute chose il conviendra de mettre en place un système de programmation régulation qui à lui seul va permettre de mieux gérer les variations de températures et les besoins de chauffage tout en garantissant un confort optimum pendant les périodes d’occupation.

Investir dans l’installation de la régulation et la programmation n’est jamais un investissement lourd au regard des économies engendrées. Les systèmes de régulation/programmation de chauffage sont donc des solutions économiques qui peuvent être rentabilisées en quelques années.

  • La régulation, en commandant l’installation, elle permet de conserver une chaleur ambiante à température définie par l’utilisateur, afin d’éviter les gaspillages et d’optimiser le fonctionnement du chauffage.
  • La programmation complète la régulation pour modifier dans le temps la température souhaitée. Le programme établi à l’avance permet d’adapter la température aux heures/jours de présences et absences. Pour la programmation, les équipements performants disposent d’un « fil pilote », raccordé à un programmateur centralisé. Il existe des programmateurs multi-zones qui permettent de programmer différemment plusieurs espaces du logement (pièces à vivre, chambre…).

 

Choix des émetteurs

Les innovations réalisées au cours 25 dernières années par les industriels du chauffage électriques (systèmes de programmation, systèmes de détection d’occupation et d’ouverture de fenêtre, auto-programmation, indicateurs de consommation…) contribuent toutes à la réduction des consommations d’énergie des appareils, tout en assurant un meilleur confort.

Trois axes majeurs d’innovation sont identifiés :

  • Régulation électronique : tous les appareils récents disposent de systèmes de régulation électronique qui contrôlent la température toutes les 40 secondes, ces systèmes permettent de maintenir au 1/10ème de degré près la température de confort choisie par l’utilisateur. Ce mode de régulation évite les surchauffes inutiles tout en offrant un excellent niveau de confort aux utilisateurs très largement supérieur à la régulation mécanique des premiers appareils de chauffage électrique.
  • Conception et choix des matériaux : les matériaux et composants performants, corps de chauffe améliorés (panneaux rayonnants et radiateurs électriques), nouvelle géométrie des appareils et design font que, même si le rendement d’émission de 100% reste inchangé, la chaleur émise est plus homogène et plus stable dans le temps.
  • Technologies embarquées : programmation, indicateurs de consommation, températures préenregistrées, systèmes de détection de présence et/ou d’ouverture de fenêtre, auto-programmation…

La qualité des émetteurs retenus et l’évolution des cahiers des charges de certification ont conduit aujourd’hui à créer des marques de qualité avec un système NF Performance Etoile, plus performant que le précédent système.AFNOR Certification a modernisé les logos des différentes Marques NF. Dans le cas où la technologie du chauffage électrique est retenue par le maitre d’ouvrage, il sera important de privilégier des émetteurs au minimum niveau 2 étoiles.

On note d’ailleurs à ce sujet que dans une étude réalisée en 2011, par TNS Sofres, les principales raisons d’achat d’un émetteur de chaleur électrique tiennent aux performances des appareils (14% des sondés), au conseil de l’installateur ou du vendeur (10%), aux économies possibles (9%) et au prix d’achat de l’appareil (7%).

Les émetteurs les plus modernes, et en particulier les radiateurs électriques à fluide ou à inertie, ne sont pas choisis sur prescription (c’est-à-dire en raison du conseil de l’installateur ou vendeur) mais bien pour leurs qualités propres, et notamment leurs performances et économies d’énergie qu’ils permettent. Ainsi, entre 22 et 29% des sondés ayant choisi un radiateur électrique l’ont fait en raison de ses performances, et 16 à 27% en raison des économies possibles sur la facture.

La nature et les performances du bâtiment

Elles devront aussi être prises en considération, car comme évoqué précédemment, si les besoins énergétique pour le poste chauffage sont réduits, le système de chauffage électrique sera plus performant également en terme économique (si on intègre les critères d’installation et de maintenance).

Enfin, selon la même étude TNS Sofres réalisée en 2011, les incitations les plus importantes pour améliorer/rénover son système de chauffage sont d’abord financières puis liées à des opportunités ou de l’information :

  • 27% des sondés ont répondu le crédit d’impôts ;
  • 15% la TVA à taux réduit ;
  • 15% le conseil d’un proche/professionnel ;
  • 26% l’accession à la propriété, l’emménagement dans un nouveau logement ou l’occasion de réaliser des travaux.

Conclusion

La rénovation d’un système de chauffage électrique, sans changer de technologie est possible, en tenant compte des différents éléments évoqués tout au long de ce sujet.

Il conviendra quoi qu’il en soit de privilégier des systèmes aux qualités reconnues et certifiées. Certes ces appareils peuvent présenter à l’achat un coût supérieur à des émetteurs d’entrée de gamme mais grâce notamment à une dynamique constante d’innovations, au respect de normes de plus en plus exigeantes, à la programmation embarquée et à la régulation. Ils sont performants, confortables et simple à utiliser.

Un changement systématique de technologie ne doit pas être la règle, au prétexte de garantir une meilleure performance énergétique et un meilleur confort thermique. Replacé dans le contexte et l’environnement de la construction, le système d’émission de chaleur par chauffage électrique direct devra être analysé pour mesurer les avantages et les inconvénients de son remplacement dans un projet de rénovation.

Enfin, l’avis des professionnels qualifiés et formés pour apprécier l’ensemble des paramètres en jeu sera aussi prépondérant, car on note encore une tendance forte à l’auto prescription dans ce domaine :

  • 36% des appareils électriques sont installés par des particuliers, en raison notamment de leur simplicité d’installation et de réglage ;
  • 50 % sont achetés via un professionnel, et l’autre moitié, par les consommateurs directement dans une grande surface.

Sources :