[TO] Règles techniques Energie

Des piles à combustible testées en conditions réelles

Mots clés : Gaz

A Forbach (Moselle), un consortium conduit par GrDF expérimente trois piles à combustible au gaz naturel. Objectif : développer, sur le marché français, cette technologie adaptée aux petits bâtiments très bien isolés.

La Ville de Forbach (Moselle) a inauguré, le 16 octobre, trois installations expérimentales de piles à combustible au gaz naturel, produisant électricité et chaleur, dans trois bâtiments rénovés de la commune : une maison individuelle, une crèche et deux logements collectifs. Déjà commercialisée à plusieurs dizaines de milliers d’exemplaires au Japon pour les maisons individuelles, cette technologie fait l’objet d’un projet ambitieux de développement sur le marché français, soutenu par l’Ademe, dans le cadre d’un consortium associant GrDF, Viessmann, le Crigen (l’un des laboratoires de la direction Recherche & technologies de GDF Suez) et le Comité scientifique et technique des industries climatiques (Costic). La Mairie de Forbach est aussi très impliquée : en janvier 2014, son député-maire, Laurent Kalinowski, et le sénateur Jean-Marc Pastor ont remis au gouvernement un rapport sur l’hydrogène comme vecteur de la transition énergétique. La Ville de Forbach est ainsi passée de la théorie à la pratique en participant à l’expérimentation.

Energie chimique transformée en électricité

« L’objectif de ce projet, nommé Epilog, est de préparer l’introduction commerciale en France, à l’horizon 2016, de la pile à combustible au gaz naturel développée par Viessmann via la réalisation de ces trois tests en conditions réelles », indique Ludovic Thiébaux, responsable Marketing Produits de GrDF. Avec son excellent rendement électrique (jusqu’à 60 %), cette technologie de microcogénération est particulièrement adaptée aux maisons individuelles neuves ou rénovées aux faibles besoins de chauffage. La pile à combustible au gaz naturel Viessmann, d’une puissance thermique totale de 20 kW et électrique de 750 W, intègre un cœur de pile du japonais Panasonic au sein d’un produit packagé (modèle Vitovalor 300-P), qui comprend un ballon de stockage d’énergie de 170 l et un ballon d’eau chaude sanitaire de 46 l ainsi qu’une chaudière d’appoint. Le cœur de pile, de type PEM (Proton Exchange Membrane), transforme le gaz naturel en hydrogène qui réagit avec l’oxygène de l’air, entre deux électrodes (anode et cathode) séparées par un électrolyte, pour produire de l’électricité. La chaleur fatale est récupérée, au moyen d’un échangeur, afin de participer au chauffage et à la production d’eau chaude sanitaire. La transformation directe de l’énergie chimique en énergie électrique, par la pile, élimine toute perte intermédiaire et améliore le rendement énergétique global de la production d’électricité et de chaleur. Avec l’appui du Crigen, le Costic a instrumenté les trois installations, grâce à un dispositif de mesures en continu (des capteurs équipent une quinzaine de points de mesure par site), pour disposer durant deux ans de données fiables permettant la mesure des performances. « A l’issue de cette phase test, les résultats permettront de confirmer les promesses de la technologie auprès des pouvoirs publics et de la promouvoir, via des actions de communication auprès des clients et de formation auprès des installateurs », prévoit Ludovic Thiébaux.

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Ene.Field, un programme de 12 pays dans le secteur résidentiel

Parallèlement au projet collaboratif français Epilog qui se traduit par l’expérimentation de Forbach, GrDF, filiale de GDF Suez, participe à un vaste programme européen baptisé « Ene.Field ». Les 27 membres du consortium (fabricants, énergéticiens et universitaires européens) ont pour objectif d’installer pas moins de 1 000 systèmes de microcogénération de type pile à combustible au gaz naturel dans 12 pays européens d’ici à 2017.
Lancé en 2012 pour une durée de cinq ans, ce programme permettra d’évaluer les performances de la microcogénération dans le secteur résidentiel, d’en accélérer la commercialisation et d’en réduire les coûts de production.
GDF Suez a installé deux piles à combustible du fabricant Baxi (groupe BDR Thermea) dans des maisons individuelles existantes en Alsace, à Haguenau et Munschhausen, avec l’aide de De Dietrich Thermique pour la mise en œuvre et la maintenance. Trois autres installations ont suivi dans des maisons neuves de la région de Rennes. L’énergéticien prévoit d’en tester une trentaine dans l’Hexagone d’ici à la mi-2015, dans des maisons individuelles et des locaux tertiaires.

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La réglementation devra évoluer

Pour que le marché français de la pile à combustible au gaz naturel se développe, plusieurs obstacles réglementaires devront être levés. Le principal concerne la sécurité. En effet, tout établissement abritant un appareil qui utilise de l’hydrogène est aujourd’hui soumis à la réglementation sur les installations classées pour la protection de l’environnement. La Direction générale de la prévention des risques a autorisé à titre dérogatoire les trois installations expérimentales de Forbach. Or, ces piles à combustible ne stockent pas d’hydrogène car celui-ci est consommé dès qu’il est produit. Il n’y a donc pas de risque d’explosion.
Quant à la RT 2012, elle ne prend pas en compte ce type d’équipement dans son moteur de calcul. Une procédure de « titre V » devra donc être menée par GrDF et ses partenaires pour démontrer les performances de ces machines.

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