Performance énergétique

Comment calculer la performance d’une énergie ?

Calcul de la performance d'une énergie

Puissance calorifique, puissance utile, performance environnementale : quels sont les différents critères qui permettent d’apprécier la performance d’une énergie et son retour sur investissement ?

Choisir l’énergie la moins chère ne suffit pas toujours. Toutes les énergies ne chauffent pas de la même manière, ou ne sont pas adaptées au même type de logement.

Au-delà du prix au kilowattheure (kWh), d’autres critères sont à prendre en compte comme la puissance calorifique. Celle-ci désigne la quantité d’énergie nécessaire au bon fonctionnement du matériel de chauffage. Elle se distingue de la puissance utile, qui correspond à la quantité d’énergie thermique effectivement disponible et qui servira ensuite à alimenter le circuit de chauffage du logement. On peut aussi aborder la performance d’une énergie sous l’angle environnemental.

La performance d’une énergie liée à ses propres caractéristiques

Lorsque vous brûlez du combustible, celui-ci émet une certaine quantité de chaleur. La puissance calorifique (ou pouvoir calorifique) permet de mesurer l’énergie thermique dégagée lors de la combustion. C’est pourquoi on parle aussi de chaleur de combustion.

La puissance calorifique

La puissance calorifique se définit comme la quantité d’énergie émise lorsqu’on brûle un certain volume de combustible (gaz naturel, bois, fioul, charbon…).

L’unité de mesure est différente selon le type d’énergie considéré :

  • kWh / kg pour le gaz propane 
  • kWh / m3 pour le gaz naturel
  • kWh / kg pour le bois
  • kWj / litre pour le fioul

Deux indicateurs permettent de mieux comprendre la performance d’une énergie :

  1. Le PCI (pouvoir calorifique inférieur) : cet indicateur correspond à la quantité totale de chaleur de combustion, sans compter la condensation de la vapeur d’eau présente dans les fumées.
  2. Le PCS (pouvoir calorifique supérieur) : cet indicateur mesure la quantité totale d’énergie dégagée par une combustion complète, ainsi que l’énergie récupérée dans la vapeur d’eau condensée.

Le PCI est une caractéristique du combustible, alors que le PCS dépend de l’usage qui en est fait. Il vaut donc mieux se baser sur l'indicateur PCS puisqu'il prend en compte l'usage de l'énergie dans son calcul.

Avec une chaudière classique, qui ne recycle pas la vapeur d’eau, le PCI du gaz propane s’élève à 12,79 kWh/kg. Selon l'Ademe, il faut le multiplier par 1,08 pour obtenir le PCS. Le pouvoir calorifique supérieur de cette énergie s'établit donc à 13,83 kWh/kg, avec une chaudière à condensation. Autrement dit, une chaudière à condensation permet d’obtenir un rendement supérieur car elle réutilise l’énergie thermique contenue dans la vapeur d’eau.

Le pouvoir calorifique peut varier en fonction de la température ou encore de la pression. Afin de comparer la performance des différentes énergies, la mesure d’une combustion complète est donc effectuée sous pression atmosphérique normale (1,01325 bar).

La performance d’une énergie liée au rendement de l’équipement de chauffage

La puissance calorifique est différente de la puissance utile. 

Au cours d’un cycle, l’énergie traverse plusieurs étapes. L’énergie brute, telle que le pétrole tout juste extrait, est appelée énergie primaire. L’énergie livrée après conversion (transformation) correspond à ce qu’on appelle l’énergie secondaire. L’énergie finale est l’énergie prête à être consommée lorsqu’elle arrive dans le logement, par exemple. Enfin, l’énergie utile correspond à l’énergie récupérée à l’issue de toutes ces étapes. 

Si on prend l’exemple du gaz propane, l’énergie finale est celle livrée dans votre bouteille  ou votre citerne de gaz propane. L’énergie utile correspond à l’énergie thermique disponible à la sortie de votre chaudière : c'est elle qui est injectée dans le circuit de chauffage. 

La puissance utile

La puissance utile correspond à la quantité d'énergie obtenue par l'utilisateur après les différentes étapes de conversion de l'énergie primaire.

La puissance utile dépend à la fois de la puissance calorifique de l’énergie et des performances de l’appareil utilisé pour la combustion (chaudière, poêle…). Elle est donc calculée en appliquant la formule suivante : Puissance utile = rendement x puissance calorifique.

La performance d’une énergie du point de vue environnemental

La performance d’une énergie peut également s’envisager sous l’angle environnemental. L’enjeu est à la fois de limiter les pertes d’énergie et de limiter les consommations énergétiques lors de l’utilisation. 

La performance énergétique globale dépend alors notamment :

  • De la qualité de construction des maisons et des bâtiments (isolation thermique, choix en matière d’implantation et d’orientation…)
  • Du rendement énergétique des appareils de chauffage ou de production d’eau chaude sanitaire.
  • Différents labels et normes de construction, ainsi que l’étiquette énergie pour les appareils, permettent de mesurer les consommations énergétiques du logement.

Afin d’améliorer la performance d’un point de vue énergétique, il est parfois possible de combiner entre elles plusieurs énergies. Vous pouvez ainsi associer un  chauffe-eau solaire avec une chaudière à condensation fonctionnant au gaz propane. Certaines énergies telles que le biopropane permettent aussi de réduire les émissions de gaz à effet de serre (-73% d’émissions CO2 par rapport au propane standard selon l'Ademe).

À propos du passage entre PCS et PCI : https://www.bilans-ges.ademe.fr/documentation/UPLOAD_DOC_FR/index.htm?passage_du_pcs_au_pci.htm

À propos du biopropane : Base Carbone Ademe, version 20.0 (données France Continentale) : sur l’ensemble du cycle de vie du biopropane (mix annuel).

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