Le CESI optimisé, des performances au rendez vous !

Par Elisabeth AUBERT, Chef de Produits EnR, GRDF
et Igor RAPENEAU, Ingénieur d’affaires, GRDF

Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) optimisé porte bien son nom : il est « optimisé » en dimensions et en coût, et les performances de cette installation solaire ne sont pas en reste. Outre l’obligation de faire appel à une énergie renouvelable dans l’habitat individuel neuf, ce nouveau chauffe-eau solaire « CESI optimisé » a fait la preuve de ses performances et se positionne donc comme une solution majeure pour répondre à la RT 2012. Cette chronique fait le point sur les retours d’expérience du CESI optimisé.

Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) optimisé constitue une solution économique, compacte et performante. Il est constitué d’un seul capteur solaire et d’un ballon de stockage monovalent de 150 litres en moyenne, couplé à une chaudière gaz à condensation micro-accumulée. Le CESI optimisé est un produit particulièrement adapté aux maisons neuves de petite et moyenne surface (120 m² maximum), comportant une salle de bains.

Au 1^er Avril 2014, la majorité des fabricants de chaudières proposent une offre de CESI optimisé à leur catalogue (soit une dizaine de produits) dont le prix public est compris entre 4000 et 5000 €HT, chaudière incluse, soit un prix 30% inférieur à celui d’un CESI.

De par ses bonnes performances thermiques, le CESI optimisé permet en RT 2012 d’obtenir un niveau de Cep réduit tout en ayant un bâti réglementaire (Bbio proche de Bbiomax). Ainsi, ce gain peut permettre de compenser un autre poste moins performant, de positionner la maison au niveau de futurs labels ou encore de gagner de la flexibilité dans l’agencement de la maison (en positionnant par exemple le produit dans le garage, soit un gain de surface habitable).

Les fabricants ont également travaillé à la simplification globale du système pour limiter les erreurs et le temps de pose : organes hydrauliques prémontés en usine, réduction du nombre de pièces du capteur à monter en toiture, … Ainsi, l’installation d’un CESI optimisé s’effectue généralement durant une seule journée : une matinée pour le ballon et la chaudière et une après-midi pour le capteur solaire.

De plus, les produits sont prévus pour s’installer sur tout types de toitures et dans toutes les régions de France.
Enfin, il existe des versions auto-vidangeables permettant de fiabiliser le fonctionnement de l’installation en limitant les surchauffes et les risques de gel dans le circuit solaire, pour une durée de vie allongée.

Des tests terrains lancés en 2012 ont permis de vérifier les performances en conditions réelles de ces nouveaux équipements solaires.

Quatre maisons équipées de produits De Dietrich et Saunier Duval (les deux premiers industriels à se lancer dans l’aventure) ont été instrumentées au pas de temps minutes par l’INES (Institut National de l’Energie Solaire) : deux près de Metz, soumises à un climat très rude en hiver, deux près de Nantes, plus représentatives d’un ensoleillement médian en France.

Chaque instrumentation comportait 4 compteurs d’énergie (débitmètres + sonde de température + filtre + vannes), 1 sonde d’ensoleillement et 1 coffret électrique connecté à la Box ADSL du client.

Au préalable, chaque installation a été simulée avec le logiciel Solo 2000 afin de pouvoir comparer la concordance des paramètres théoriques et des données mesurées.

Voici les principales conclusions illustrées par un focus sur l‘une des maisons :

1^ère maison RT 2012 en France instrumentée pendant 1 an - maison de 116 m² située à Nantes (44)






CESI optimisé instrumenté et placé dans le garage






Exemple de courbe d’évolution des températures du circuit solaire obtenue le 04/03/2013






Résultat de l'instrumentation de la maison

Les principales conclusions :

• L’installation fonctionne correctement car les données mesurées sont cohérentes par rapport aux données simulées.
• L’installation est bien dimensionnée :
  - les consommations journalières du foyer correspondent bien au volume du ballon solaire,
  - le taux de couverture solaire sur les mois les plus chauds est compris entre 80 et 90%, garantissant l’absence de surchauffe et donc de dégradation du matériel.
  - La productivité moyenne en énergie solaire utile du capteur est de 384 kWh/m².an
• L’apport solaire permet de diviser par 2 la facture d’énergie sur l’eau chaude sanitaire :
  taux de couverture solaire moyen sur la période mesurée de 56% - soit une économie sur la facture d’eau chaude sanitaire de 56% pour le client (environ 150 €).

Ces très bons résultats permettent de lever les doutes qui pouvaient encore subsister sur les performances réelles de ce nouveau produit CESI optimisé.

Un cas extrême volontairement mesuré :

L'INES et GrDF ont décidé d’instrumenter un cas limite permettant d’identifier les performances minimum attendues en France par le produit, ils ont pour cela choisi une maison basée dans une région plus froide à l’Est près de Metz, mal orientée (non pas plein sud mais Sud Ouest) et plus grande que les recommandations (142 m² de SHON RT).
Résultats : un taux de couverture sur l’année de 44% malgré un hiver très froid et peu ensoleillé par rapport à la moyenne des 10 dernières années sur Metz !

Le CESI optimisé est donc intéressant partout en France; on peut estimer une couverture en région méditerranée de près de 70%. Il répond largement aux attentes et est à la hauteur des performances d’un CESI classique !

Pour disposer d’un premier retour des professionnels du bâtiment, une enquête a été menée en 2013 auprès d’une vingtaine de promoteurs et de constructeurs de maisons individuelles (dont Batidur, Maison Elan, Groupe François Léon, Maisons Oxéo, Alsace Constructions, HCC, Depreux Constructions, Alliance Immobilier, Armor Habitat, European Homes…) et de bureaux d’études thermiques (dont Pouget Consultants, Synergisud, CE Therm, Bastide Bondoux, Icofluides, Inoveha…).

Globalement, le produit est apprécié par ces acteurs pour :

- Sa performance dans les études thermiques qui apporte de la flexibilité dans les projets et sera sans doute un atout pour atteindre des niveaux de futurs labels « un très bon positionnement dans l'étude thermique ».

- Son prix compétitif grâce à une simplification de la pose et des équipements moins encombrants « commercialement c'est facile de le vendre », « le prix est intéressant ».

- Une pose sans souci dès lors que l’installateur est formé au solaire « pas de souci au niveau de l'étanchéité, les raccords de couverture ont évolué », « l'installation dépend vraiment du sous-traitant mais la qualité de pose est essentielle ».

- Son fonctionnement silencieux, utile en zone urbaine dense.



Certains professionnels ont cependant quelques réserves sur la solution et mettent en avant les points d’amélioration suivants :

- Une mise en œuvre et une coordination des intervenants plus complexes que celles d’autres produits, dues principalement à une méconnaissance du produit par certains professionnels.

- La nécessité de rassurer certains acteurs sur d’éventuels problèmes d’étanchéité, liés au manque de formation des équipes de pose.

- Une forte concurrence des autres produits (chaudière à condensation associée à un kit photovoltaïque, chaudière hybride, chaudière à condensation couplée à un chauffe-eau thermodynamique…) « c’est surtout le CET qui est proposé aujourd’hui avec le gaz », « le PV et l’hybride sont des concurrents dans les solutions gaz ».

- La nécessité de faire connaître ce produit au plus grand nombre, et notamment les bailleurs sociaux.


Enfin, GrDF bénéficie aujourd’hui de retours très positifs « GrDF est toujours impliqué dans les nouvelles technologies ». GrDF a largement contribué au développement de cette solution et a pleinement joué son rôle de conseiller énergétique auprès des maîtres d’ouvrage et des bureaux d’études.

Le CESI optimisé constitue une solution performante en conditions réelles. Plusieurs centaines de maisons neuves réalisées ou en cours de construction sont déjà équipées de CESI optimisé.

On peut citer « Les Allées Bellechasse », programme immobilier du promoteur European Homes, livré en 2013 près de Lyon dont 3 maisons sont équipées d’un CESI optimisé de marque Chaffoteaux. Vincent Braire du bureau d’études Pouget Consultants revient sur ce projet et nous donne son avis sur ce produit (interview issue du Guide Technique de l’Habitat).

L’avis d’un bureau d’études !!

« Le Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI) Optimisé constitue indubitablement une des solutions énergétiques les plus performantes du marché. L’optimisation du ratio volume de stockage/surface de capteurs conduit à un meilleur rendement et donc un taux de couverture solaire optimisé. Offrant un bon compromis entre l’isolation du bâti et l’intégration d’énergie renouvelable, le système dégage de réelles économies d’énergie pour l’usager.

D’un encombrement minimum, facile à implanter, l’équipement s’intègre parfaitement dans l’architecture des maisons individuelles, en particulier celles du cœur de marché, de 90 à 110 m². Sa simplicité de mise en œuvre et un investissement maîtrisé positionnent à l’heure actuelle cette solution comme un optimum technico-économique sur le marché pour répondre à l’obligation d’énergie renouvelable.
Avec un bâti standard mais performant, le CESI Optimisé s’inscrit déjà facilement dans la RT 2012. Un léger renforcement de l’isolation permettra d’atteindre rapidement le niveau de performance de futurs. »

Par Elisabeth AUBERT, Chef de Produits EnR, GRDF
et Igor RAPENEAU, Ingénieur d’affaires, GRDF

SOURCES ET LIENS

• www.cegibat.grdf.fr
• Dossier de savoir-faire « le CESI optimisé »
• Guide Technique de l’habitat 2013 - Téléchargement gratuit

AUTRE CHRONIQUE des ingénieurs de GRDF

• Pointe électrique française : instruments de maîtrise
• Deux PAC gaz et solaire : une référence instrumentée