Nouveaux projets internationaux de recherche sur les PAC
Récemment adopté, le plan stratégique 2018-2023 du HPT TCP, programme de recherche de l’Agence internationale de l’énergie sur les PAC auquel participent en particulier des représentants de l’Ademe et du Cetiat, prévoit des travaux, notamment, sur le refroidissement et la climatisation pour climats chauds et humides, ainsi que sur des systèmes (par exemple, pour zone urbaine) combinant en particulier PAC, stockage d'énergie, «smart grid», énergie solaire, énergie éolienne et réseau de chaleur.
Par ailleurs, au sein du HPT TCP, va être lancé en 2018 un projet de développement de PAC à haute efficacité énergétique et à faible émission de gaz à effet de serre destinées à la climatisation et à la réfrigération, avec des travaux sur le cycle de compression à vapeur, mais aussi sur des cycles alternatifs. Trois autres projets de recherche sont envisagés par le HTP TCP, sur : l’amélioration de la communication entre fabricant et utilisateur final en vue d’améliorer le bon usage des PAC ; l'Internet des objets ; les réfrigérants à faible GWP («Global Warming Potential») ; le stockage d’énergie dans les «smart grids».
D’autre part, en janvier dernier, a démarré au HTP TCP un projet de recherche qui, prévu pour s’achever en 2021 et associant trois pays (Suède, Pays-Bas, États-Unis), s’intéresse à la mesure de la performance à long terme de l’ensemble des PAC géothermiques, en tertiaire et habitat collectif. Des guides d'instrumentation et de mesure seront élaborés. Par ailleurs, trois projets de recherche du HTP
TCP se sont achevés l’an passé : l’un sur des indicateurs de performance des PAC pour supermarchés, un autre sur les PAC pour climats froids et le troisième sur le rôle des PAC dans les «smart grids».
Par ailleurs, au sein du HPT TCP, va être lancé en 2018 un projet de développement de PAC à haute efficacité énergétique et à faible émission de gaz à effet de serre destinées à la climatisation et à la réfrigération, avec des travaux sur le cycle de compression à vapeur, mais aussi sur des cycles alternatifs. Trois autres projets de recherche sont envisagés par le HTP TCP, sur : l’amélioration de la communication entre fabricant et utilisateur final en vue d’améliorer le bon usage des PAC ; l'Internet des objets ; les réfrigérants à faible GWP («Global Warming Potential») ; le stockage d’énergie dans les «smart grids».
D’autre part, en janvier dernier, a démarré au HTP TCP un projet de recherche qui, prévu pour s’achever en 2021 et associant trois pays (Suède, Pays-Bas, États-Unis), s’intéresse à la mesure de la performance à long terme de l’ensemble des PAC géothermiques, en tertiaire et habitat collectif. Des guides d'instrumentation et de mesure seront élaborés. Par ailleurs, trois projets de recherche du HTP
TCP se sont achevés l’an passé : l’un sur des indicateurs de performance des PAC pour supermarchés, un autre sur les PAC pour climats froids et le troisième sur le rôle des PAC dans les «smart grids».
Nouvelle perspective d’intégration de la PAC au smart grid
Ce dernier projet, lancé en 2013 et auquel a participé la France (aux côtés de l’Autriche, du Danemark, de l’Allemagne, des Pays-Bas, de la Corée du Sud, de la Suisse, du Royaume-Uni et des États-Unis), a quelque peu remis en question le «business model» de la PAC intégrée au «smart grid», «business model» reposant sur des tarifs flexibles de nature à inciter l’utilisateur final à adapter le fonctionnement de sa PAC, car il est apparu que ces tarifs flexibles «pourraient ne pas être aussi efficaces que prévu, parce qu’ils ontune capacité limitée à influencer l'utilisateur». < Par ailleurs, l’idée communément admise en 2012 d'un «smart grid» gérant des PAC «idiotes» s'est avérée désuète en seulement quatre ans >, observe-t-on au HTP TCP, où on estime, d’autre part, que, regroupées sous forme de parc par un tout nouveau type d'entreprises, les PAC «intelligentes», avec leur flexibilité et leur polyvalence (basées sur l'Internet des objets), ouvriront une toute nouvelle perspective d’intégration de la PAC aux «smart grids». Une récente étude de ce projet de recherche du HTP TCP souligne que la PAC peut jouer un rôle important dans les «smart grids» électriques en leur apportant davantage de flexibilité, avec par exemple la possibilité d’arrêter la PAC pendant quelque temps sans diminution du confort, ou encore avec la capacité de la PAC à "absorber" les excédents de production d’électricité.
L’étude estime par ailleurs que la flexibilité permise par les PAC intégrées aux «smart grids» pourrait être améliorée de façon importante par des stockages thermiques (en particulier, des stockages tampons). Toutefois, prévient l’étude, un inconvénient des stockages de petit volume serait une réduction de l’efficacité de la PAC. D’ores et déjà, rappelle l’étude, les PAC actuellement en service pourraient fournir «un utile niveau de flexibilité», «sans intervention supplémentaire» au niveau du système de chauffage ou du bâti, et permettre un «load shift» (c’est-à-dire un déplacement de la demande hors des heures de pointe) et/ou un arrêt de la PAC, et ce pendant plusieurs heures. Cela étant, le potentiel de flexibilité restera très limité en été (et essentiellement grâce à l’ECS). < Surtout de juin à août, le potentiel d'équilibrage des marchés est proche de zéro, et le potentiel de réduction des coûts est également limité >, explique l’étude, qui précise que, par contre, de novembre à mars, «un pool de PAC posséderait le plus grand potentiel de flexibilité».
L’étude juge que la France est plutôt bien préparée à un déploiement à grande échelle de PAC adaptées au «smart grid», même si, d'une façon générale, les PAC devront devenir plus flexibles qu’elles ne le sont aujourd'hui. < La France a une grande expérience en matière de gestion intelligente des appareils de chauffage électrique et doit faire face aujourd’hui au défi d'appliquer cette expérience aux PAC>, poursuit l’étude, qui souligne par ailleurs que, même sans stockage tampon, les PAC air/eau offrent, en France, un potentiel de «load shift» qui correspond au besoin de réduction des pics quotidiens de demande d’électricité en hiver.
L’étude estime par ailleurs que la flexibilité permise par les PAC intégrées aux «smart grids» pourrait être améliorée de façon importante par des stockages thermiques (en particulier, des stockages tampons). Toutefois, prévient l’étude, un inconvénient des stockages de petit volume serait une réduction de l’efficacité de la PAC. D’ores et déjà, rappelle l’étude, les PAC actuellement en service pourraient fournir «un utile niveau de flexibilité», «sans intervention supplémentaire» au niveau du système de chauffage ou du bâti, et permettre un «load shift» (c’est-à-dire un déplacement de la demande hors des heures de pointe) et/ou un arrêt de la PAC, et ce pendant plusieurs heures. Cela étant, le potentiel de flexibilité restera très limité en été (et essentiellement grâce à l’ECS). < Surtout de juin à août, le potentiel d'équilibrage des marchés est proche de zéro, et le potentiel de réduction des coûts est également limité >, explique l’étude, qui précise que, par contre, de novembre à mars, «un pool de PAC posséderait le plus grand potentiel de flexibilité».
L’étude juge que la France est plutôt bien préparée à un déploiement à grande échelle de PAC adaptées au «smart grid», même si, d'une façon générale, les PAC devront devenir plus flexibles qu’elles ne le sont aujourd'hui. < La France a une grande expérience en matière de gestion intelligente des appareils de chauffage électrique et doit faire face aujourd’hui au défi d'appliquer cette expérience aux PAC>, poursuit l’étude, qui souligne par ailleurs que, même sans stockage tampon, les PAC air/eau offrent, en France, un potentiel de «load shift» qui correspond au besoin de réduction des pics quotidiens de demande d’électricité en hiver.
PROFESSION / EN BREF
CHALEUR RENOUVELABLE. Une récente «feuille de route» de l’Irena (Agence internationale des EnR) prévoit que, d'ici 2050, au niveau mondial, dans le résidentiel/tertiaire, l'électrification du chauffage (au moyen de PAC et de stockage saisonnier) va augmenter au détriment des combustibles fossiles, tandis que la surface mondiale de capteurs solaires thermiques passerait d'environ 622 millions de m2 actuellement à plus de 6 299 millions en 2050. La «road map» prévoit aussi que le nombre de PAC en service dans le monde passerait d'environ 20 millions aujourd'hui à 253 millions en 2050 et que ce parc de PAC fournirait 27% de la demande mondiale de chaleur dans le résidentiel/tertiaire (contre 16% pour les réseaux de chaleur, soit plus du double du niveau actuel). Entre 2015 et 2050, toujours selon l’Irena, la chaleur géothermique passerait, au niveau mondial, de 0,30 à 1,76 EJ (exajoules)/an en termes de consommation d'énergie dans le résidentiel/tertiaire, et la chaleur biomasse, de 4 à 7,6 EJ/an, alors que la part du gaz passerait de 21% de la consommation finale d’énergie du résidentiel/tertiaire à l’heure actuelle à seulement 7,3% en 2050. PAC. Avec des puissances moyennes chauffage de 8,18 kW en mono et multi splits (pour un nombre d’heures de fonctionnement en mode chauffage de 1 567 heures par an) et de 47,47 kW en DRV, la majorité des PAC air/air réversibles installées dans des entreprises britanniques est utilisée à la fois pour le refroidissement et le chauffage, ce et bien souvent sans aucun appoint chauffage. C’est ce qui ressort d’une récente étude de Delta Energy & Environment.