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Chaudière à micro-cogénération ou pile à combustible pour la maison

Par Richard CORDONNIER, Product Marketing Manager chaudières domestiques sol et nouvelles technologies - Société Viessmann - Juin 2019

Approche technique

Principe de la pile à combustible qui produit de l’hydrogène, puis de l’électricité et de la chaleur

La pile à combustible ou chaudière à micro-cogénération est un nouveau générateur qui produit de l’hydrogène H2, décomposé à partir des molécules de gaz naturel essentiellement composé de méthane CH4 (4 atomes d’hydrogène). L’hydrogène ainsi produite au contact de l’air et de son Oxygène O2, va se transformer en électricité et en chaleur. Et donner un rejet d’eau H2O.


Chaudière à micro-cogénération

Pile à combustible dans une maison individuelle


Une technique novatrice pour produire de l’électricité et de la chaleur

L’avantage de ce nouveau co-générateur qui produit de l’électricité et de la chaleur est qu’il rejette 30% de moins de CO2 qu’une chaudière et qu’il produit une électricité gérable et non alternative comme celle de panneaux solaires PV.

Signalons avant tout que la pile à combustible ou chaudière à micro-cogénération bénéficie d’aides financières importantes en plus d’aides plus communes telles que le crédit d’impôt CITE.

Voici le principe de fonctionnement d’une chaudière à micro-génération ou pile à combustion pour la production de chauffage, d’eau chaude sanitaire et d’électricité pour une maison.

Le module pile à combustible qui fournit une puissance thermique de 1 kW permet de couvrir la majeure partie des besoins calorifiques. L'énergie électrique produite au cours d'une journée, soit 16,5 kWh au maximum couvre les besoins de base d'un foyer. La chaudière gaz à condensation intégrée s'enclenche automatiquement lorsque la chaleur produite par le module pile à combustible ne suffit pas, par exemple, pendant les heures à forte demande ou si une grande quantité d'eau chaude est requise sur une brève durée.

La chaudière à micro-cogénération fonctionne avec de l'air et de l'hydrogène. L'hydrogène étant extrait du gaz naturel dans un process en amont de la pile, le reformeur. Avant que le gaz naturel puisse être décomposé en ses différents éléments constitutifs, il est nécessaire de soustraire les composés de soufre ajoutés comme substance odorante. Le gaz naturel désulfuré pénètre ensuite dans le reformeur où il est traité en gaz de process riche en hydrogène, le reformat, au cours d'une réaction avec la vapeur d'eau.

L'hydrogène dans le reformat sert de combustible pour la pile à combustible. Au sein de la pile à combustible, l'hydrogène réagit avec l'oxygène. L'électricité, la chaleur et l'eau sont ainsi générées. L'électricité est acheminée depuis la pile à combustible dans l'onduleur sous forme de courant continu. Le courant continu y est transformé en courant alternatif pouvant ainsi être utilisé par le consommateur.

Ci-dessous une vidéo expliquant simplement le fonctionnement de la pile à combustible et de la chaudière à micro-cogénération.


Vidéo expliquant la pile à combustible

La pile à combustible expliquée simplement par le journaliste scientifique Michel Chevalet


Savoir-faire de l’industriel

Idéale pour les maisons individuelles à très hautes performances énergétiques et environnementales

La pile à combustible ou chaudière à micro-cogénération Vitovalor PT2 offre suffisamment de puissance pour les maisons individuelles jusqu’à des besoins en chaleur de 32 000 kWh et des besoins en électricité de 6 200 kWh par an.

La production quotidienne d’électricité peut couvrir les besoins de base d’un ménage. Cette pile à combustible peut produire de l’électricité en continu jusqu’à 45,5 heures. La pile à combustible se régénère ensuite pendant 2,5 heures avant de produire à nouveau de l’électricité.

Principe de la pile à combustible

L’hydrogène H2 est issu des molécules du gaz naturel qui, au contact de l’’oxygène de l’air, produit de l’électricité et de la chaleur


Le co-générateur est composé de 2 blocs compacts, l’un est la pile à combustible qui génère de l’hydrogène puis de l’électricité et de la chaleur, l’autre bloc est constitué d’un bloc chaudière condensation avec ballon d’ECS.

La chaudière gaz à condensation intégrée s’enclenche automatiquement lorsque la chaleur du module de pile à combustible ne suffit pas, par exemple en période de pointe ou lorsqu’une grande quantité d’eau chaude est requise en peu de temps.

La chaudière à micro-cogénération - ou pile à combustible - de nouvelle génération, la Vitovalor PT2, offre davantage de flexibilité et de possibilités d’utilisation grâce à l’augmentation de la puissance thermique jusqu’à 30,8 kW. La Vitovalor PT2 compacte requiert une surface au sol de seulement 0,72 mètre carré.


principe de fonctionnement pile à combustion

La pile à combustible est complémentée par un bloc de chauffage gaz qui permet de répondre aux pointes de chauffage et d’eau chaude sanitaire

La régulation en façade, des composants hydrauliques et des capteurs préinstallés complètent cette unité. Le nouvel écran tactile couleur de 7 pouces simplifie considérablement l’utilisation.
Un ballon d’eau chaude sanitaire en acier inoxydable d’une capacité de 220 litres est intégré.

Un gestionnaire d’énergie adaptatif
Le gestionnaire d’énergie est capable d’évoluer et réagit aux besoins personnels du ménage. Autrement dit : il enclenche la pile à combustible uniquement si les durées de fonctionnement sont suffisamment longues pour optimiser la production d’électricité.
La pile à combustible est pilotable également via les actions digitales Smartphone et autres accès à distance.

Fiable et durable, une maintenance de la pile à combustible uniquement tous les 5 ans
Comme c’est le cas pour toutes les innovations Viessmann, les priorités sont données à la fiabilité et la durabilité de la Vitovalor PT2.
Une maintenance de la pile à combustible est requise uniquement tous les 5 ans.


Schéma descriptif de la chaudière à micro-cogénération

1. Appareil de base avec module de pile à combustible et chaudière gaz à condensation
2. Tour de stockage
3. Interface de communication
4. Compteur électrique intégré
5. Routeur (box internet)
6. Réseau électrique domestique
7. Internet
8. Application ViCare
9. Réseau électrique public



Solution technique

Chaudière à micro-cogénération MF/1 (pile à combustible) VITOVALOR PT2

description chaudière à micro-cogénération



1. Chaudière gaz à condensation d’appoint

2. Régulation en fonction de la température extérieure avec grand écran tactile couleur

3. Module de pile à combustible

4. Ballon d’eau chaude sanitaire en acier inoxydable de 220 litres



Ses avantages

  • Pile à combustible : 0,75 kWel, 1,1 kWth
  • Chaudière d’appoint : 11,4/19,0/24,5/30,8 kWth
  • Technologie d’avenir innovante
  • Écologique – économies de CO2 par rapport à la production classique d’électricité et de chaleur
  • Utilisation idéale dans les maisons individuelles nouvelles et existantes
  • Production parallèle d’électricité et de chaleur pour réduire les dépenses énergétiques
  • Installation simple et montage rapide grâce au système hydraulique entièrement intégré (comme sur les chaudières gaz à condensation), seul un conduit d’évacuation des fumées est nécessaire
  • La séparation du système intégrée au moyen de l’échangeur de chaleur à plaques et du serpentin garantit un fonctionnement sûr et robuste
  • Suivi et contrôle à distance via l‘application ViCare


Grand écran tactile couleur comme source d’information centrale

Grand écran tactile couleur comme source d’information centrale

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