Lors de la conception une nouvelle installation où du remplacement de chaudières, trois combustibles sont généralement mis en balance : le bois, le fuel et le gaz naturel. Différents arguments peuvent faire pencher le décideur vers l’une ou l’autre de ces solutions. En voici la synthèse :

L’efficacité énergétique

Si l’on devait classer les chaudières en fonction de leur efficacité énergétique, on obtiendrait le résultat suivant :

  1. les chaudières à condensation au gaz ou au fioul,
  2. les chaudières traditionnelles gaz ou fuel à brûleur pulsé, chaudières gaz à brûleur à prémélange modulant et les chaudières bois-énergie,
  3. les chaudières gaz atmosphériques.

Les technologies des chaudières gaz à condensation permettent d’atteindre des rendements normalisés de 110 % du PCI. Les chaudières au mazout à condensation permettent d’atteindre un rendement de 106 % du PCI. Ces deux valeurs correspondent à 99 % du PCSet sont donc équivalentes. Si l’on considère que le rendement actuel normalisé des chaudières basse température oscille entre 93 et 96 %, qu’il s’agisse de fuel, de gaz ou de bois. Le gain réalisé en optant pour le gaz à condensation tourne autour des 15 %, une économie non négligeable.

Concevoir

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L’impact environnemental

Chez l’utilisateur final et à technologie égale, la combustion du gaz produit 25 % de CO2 en moins que la combustion du fuel (pour une consommation énergétique équivalente). A lui seul, cet argument permet de recommander le gaz par rapport au mazout dans le cadre d’une politique de réduction de l’émission des gaz à effet de serre.

En ce qui concerne le bois, sa combustion a un impact neutre sur l’émission de CO2. On peut s’en rendre compte en considérant le cycle de carbone. Néanmoins, cet argument est vrai si la forêt à laquelle le bois est prélevé est gérée de manière durable. Dans l’affirmative, on voit l’énorme potentiel que représente le bois pour réduire les émissions de CO2. Même en considérant le cycle complet du bois, c’est-à-dire son extraction, son conditionnement ainsi que son transport en plus de la combustion, on voit que l’émission de CO2 pour une même production d’énergie est nettement inférieure aux autres vecteurs énergétiques.

Mais le CO2 n’est pas le seul impact à considérer. Si l’on regarde d’autres émissions, on constate que le gaz est le combustible le moins polluant chez l’utilisateur : émission de CO2, de SO2, de suies et de NOx moins élevée. Suivant le type d’émission auquel on s’intéresse, le mazout et le bois sont plus ou moins polluants. En termes d’émission de NOx, les deux vecteurs énergétiques se valent. En fait, le bois émet moins de SO2 mais plus de particules fines (poussières).

Globalement, il faut noter une tendance progressive à exclure les combustions fossiles dans certains territoires. Pointons quelques exemples : l’Energieagenda des Pays-bas prévoit la déconnexion du réseau gaz de 170 000 maisons par an à partir de 2017, pour une disparition totale du chauffage gaz en 2050 ; le Pacte énergétique belge approuvé par le Fédéral et les trois Régions stipule l’interdiction de vente de chaudières mazout à partir de 2035 ; enfin, la Norvège interdit l’utilisation du fuel pour le chauffage dès 2020, pour tous les bâtiments.

L’investissement

On peut comparer les différents postes à financer pour les trois combustibles :

 

Poste de raccordement au gaz, citernes à mazout, … au-delà du prix existe la question d’encombrement.

Gaz Fuel Bois
Chaudière et brûleur.
Raccordement à la cheminée.

Tuyauterie d’alimentation du brûleur, filtre à gaz, robinet d’isolement.

Tuyauterie d’alimentation du brûleur, filtre à fuel, pompe à fuel.

Système de transport vers la chaudière.

Raccordement au réseau gaz (dont le coût est négociable).

Cuve à fuel (enterrée, en cave ou extérieure).

Pièce de stockage et système d’extraction.

Équipements de protection : détection des fuites de gaz, vannes électromagnétiques.

Clapet coupe-feu pour isoler la chaudière.

Si chaudière à condensation, évacuation des condensats.

Si chaudière à condensation, évacuation des condensats.

Décendrage et si chaudière à condensation, évacuation des condensats.

Le coût des chaudières gaz et mazout est semblable, quel que soit le système choisi. La différence de coût est en tout cas minime par rapport au coût global de l’installation. Les technologies à condensation sont plus chères que les chaudières traditionnelles, mais leur surcoût est rentabilisé par les économies d’énergie réalisées.
Les installations au bois sont significativement plus chères que leurs homologues gaz et fuel. Cette différence est essentiellement due au prix de la chaudière, d’une part, et au coût de l’installation de stockage et de transport (du stockage vers la chaudière). Dans certains cas, il faut même construire un nouveau bâtiment pour pouvoir réaliser ce stockage de combustible. En conclusion, l’investissement pour une installation au bois dépend fortement du contexte, mais de manière générale, on peut dire que l’on est dans un ordre de grandeur supérieur par rapport au gaz et au mazout.

 

Le volume de stockage

Le pouvoir calorifique des combustibles par unité de volume est fort différent. Pour obtenir le même contenu énergétique, le volume de combustible correspondant sera aussi différent. Par conséquent, cela aura une influence sur le volume de stockage et sur la fréquence d’approvisionnement. On peut retenir les ordres de grandeur suivants pour obtenir un contenu énergétique :

Un mètre cube de mazout équivaut approximativement à 3 *map de pellets, à 6 stères de bois et 12 map de plaquettes.

*map : Mètre cube Apparent de Plaquettes.

En conclusion, la viabilité d’un projet basé sur le bois-énergie dépend aussi du potentiel du site pour réaliser une installation de stockage : si la place est disponible ou si une pièce peut être réaménagée en zone de stockage. On voit que l’approche avec des plaquettes demande le plus de place.

Le coût du combustible

Les coûts de fourniture en combustible sont variables sur base saisonnière (augmentation de la demande en hiver) et en fonction de phénomènes globaux (géopolitiques notamment, qui influent sur le cours du pétrole). Sur le long terme, l’Observatoire des prix de l’APERE (http://www.apere.org/fr/observatoire-prix) permet d’identifier deux tendances :
  1. Le fuel et le gaz ont des évolutions parallèles, mais décalées dans le temps. Le prix du mazout est plus volatil et son évolution précède celle du gaz : lorsque le mazout est plus cher, le prix du gaz a tendance à monter, et vice-versa. Ces dernières années, l’écart ne dépasse pas 1.5c€ par kWh (tarif particulier).
  2. Le prix du bois est moins élevé que celui du fuel et de gaz, mais très sensible à sa forme : le prix des pellets est proche de celui des énergies fossiles, tandis que les plaquettes sont sensiblement moins chères (de l’ordre de 3 c€/kWh), soit presque moitié moins.

 

L’approvisionnement et le suivi des consommations

Le fuel ainsi que le bois sont disponibles sur tout le territoire, ce qui n’est actuellement pas le cas pour le gaz naturel.

Réseau de distribution du gaz naturel en Belgique (source : Tractebel).

Le gaz permet de ne pas se soucier de l’approvisionnement. De plus, par sa facturation mensuelle, en fonction d’un compteur volumétrique, le suivi régulier des consommations et la détection d’une dérive éventuelle sont nettement plus faciles avec le gaz.
Avec le fuel, il est pratiquement impossible de réaliser une comptabilité  énergétique régulière si on ne prévoit pas un ou des compteurs fuel sur les brûleurs. Le suivi, par exemple mensuel, demande cependant le relevé des compteurs. Sans cela, seul un suivi annuel est possible, et encore faut-il une mesure précise des stocks en cuve au moment des livraisons.
Avec le bois, les grandes chaudières peuvent être équipées d’un système de comptage de la consommation. En outre, les silos textiles peuvent être équipés d’un système de pesage.

Consommation 

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Le contrôle

Réglementairement, les chaudières sont soumises à une obligation de contrôle. Les dispositions légales sont décrites dans l’Arrêté Royal du 29 janvier 2009 ainsi que sa modification du 18 juin 2009.
La fréquence minimale de ces entretiens dépend du type de combustible. On est sur une base annuelle pour les combustibles solides (bois) et liquides (fuel), pour une base trisannuelle pour les chaudières au gaz. Celles-ci sont en effet moins sujettes à l’encrassement.

Autres utilisations

Le gaz naturel peut avantageusement être utilisé pour d’autres usages comme les cuisines collectives, en remplacement de l’électricité ou du propane.

Cuisines collectives 

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Synthèse des avantages et inconvénients

Critère Pour le gaz Pour le fuel Pour le bois
Rendement Élevé avec condensation Élevé avec condensation
Approvisionnement Réseau Partout Partout
Investissement Plus élevé
Volume de stockage Connexion au réseau + si pellets à +++ si plaquettes
Prix du combustible Moins cher
Émission de CO2 Inférieur de 25 % par rapport au mazout Combustion neutre
Émission de NOx + +
Émission de SO2 + +
Émission de particules fines + ++
Suivi des consommations Facile Par dispositif adhoc Par dispositif adhoc

Le choix final dépend, pour chaque projet, du poids que le décideur donne à l’un ou l’autre des critères cités ici.

  Exemple chiffré

Exemple :

Pour une question de facilité, on considère un bâtiment de type domestique. On suppose qu’il consomme actuellement 200 [GJ/an] ou 55 555 [kWh/an].

Les responsables de ce bâtiment désirent installer une nouvelle chaufferie. Se pose donc la question : « quel type de vecteur énergétique » ? Il est difficile d’évaluer les prix futurs de l’énergie. Suivant l’hypothèse que l’on choisit, les résultats sont significativement différents. Le lecteur est donc invité à réaliser l’exercice par lui-même sur base des prix qui lui sont applicables. À titre d’exemple, on utilisera ici une moyenne sur les cinq dernières années espérant conserver ainsi la tendance relative entre les différents vecteurs énergétiques.

Type de chaudière

Consommation future estimée

Gain par rapport au moins avantageux

Chaudière gaz à condensation
(rendement saisonnier de 101 %).
55 555 [kWh/an] / 1,01 = 55 005 [kWh/an]

9 [%]

Chaudière gaz haut rendement
(rendement saisonnier de 92 %).
55 555 [kWh/an] / 0,92 = 60 386 [kWh/an]

0 [%]

Chaudière fuel à condensation (rendement saisonnier de 97 %). 55 555 [kWh/an] / 0,97 = 57 273 [kWh/an]

5 [%]

Chaudière fuel haut rendement
(rendement saisonnier de 92 %).
55 555 [kWh/an] / 0,92 = 60 386 [kWh/an]

0 [%]

Chaudière au bois haut rendement (rendement saisonnier de 92 %). 55 555 [kWh/an]/0,92 = 60 386 [kWh/an]

0 [%]

 

Type de chaudière

Facture future estimée (prix indicatif particulier 2018 (HTVA))

Gain par rapport au moins avantageux

Chaudière gaz à condensation. 55 005 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] =
3 850 [€/an]

9 [%]

Chaudière gaz haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] =
4 227 [€/an]

0 [%]

Chaudière fuel à condensation. 57 273 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] =
4 009 [€/an]

9 [%]

Chaudière fuel haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 7 [cents €/kWh] =
4 227 [€/an]

0 [%]

Chaudière au bois haut rendement : pellets. 60 386 [kWh/an] x 5 [cents €/kWh] =
3 019 [€/an]

29 [%]

Chaudière au bois haut rendement : plaquettes. 60 386 [kWh/an] x 3 [cents €/kWh] =
1 812 [€/an]

57 [%]

Type de chaudière

Émission de CO2 future estimée : basé uniquement sur la combustion

Gain par rapport au moins avantageux

Chaudière gaz à condensation. 55 005 [kWh/an] x 0,202 [kg CO2/kWh] = 11 [tonnes CO2/an]

31 [%]

Chaudière gaz haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 0,202 [kg CO2/kWh] = 12.2 [tonnes CO2/an]

23,2 [%]

Chaudière fuel à condensation. 57 273 [kWh/an] x 0,263 [kg CO2/kWh] = 15 [tonnes CO2/an]

5,5 [%]

Chaudière fuel haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 0,263 [kg CO2/kWh] = 15.9 [tonnes CO2/an]

0 [%]

Chaudière au bois haut rendement : pellets. 60 386 [kWh/an] x 0 [kg CO2/kWh] = 0 [tonnes CO2/an]

100 [%]

Chaudière au bois haut rendement : plaquettes. 60 386 [kWh/an] x 0 [kg CO2/kWh] = 0 [tonnes CO2/an]

100 [%]

Type de chaudière

Émission de CO2 future estimée : basé sur le cycle complet du combustible

Gain par rapport au moins avantageux

Chaudière gaz à condensation. 55 005 [kWh/an] x 0,235 [kg CO2/kWh] = 12.9 [tonnes CO2/an]

34,5 [%]

Chaudière gaz haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 0,235 [kg CO2/kWh] = 14.2 [tonnes CO2/an]

27,9 [%]

Chaudière fuel à condensation. 57 273 [kWh/an] x 0,327 [kg CO2/kWh] = 18.7 [tonnes CO2/an]

5,1 [%]

Chaudière fuel haut rendement. 60 386 [kWh/an] x 0,327 [kg CO2/kWh] = 19.7 [tonnes CO2/an]

0 [%]

Chaudière au bois haut rendement : pellets. 60 386 [kWh/an] x 0.047 [kg CO2/kWh] = 2.8 [tonnes CO2/an]

85,7 [%]

Chaudière au bois haut rendement : plaquettes. 60 386 [kWh/an] x 0.022 [kg CO2/kWh] = 1.3 [tonnes CO2/an]

93,4 [%]

 

Cahier des charges 

Vecteur énergétique.