Micro cogénération : Différence entre versions

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Micro cogénération
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La '''micro cogénération''' (micro-co-génération, ou encore micro-cogénération) est un principe de production d'énergie décentralisée, permettant la production locale d'électricité et de chaleur à partir de biomasse. L'électricité produite peut-être consommée ou redistribuée (revendue) sur le réseau EDF. Son principal attrait repose sur le fait que le microgénérateur permet une production combinée d'électricité et de chaleur avec des rendements énergétiques supérieurs à 85 %.Cette technologie prometteuse permettra de réduire nos émissions de gaz carbonique.
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Les systèmes de '''micro cogénération''' s'adressent potentiellement aux 22 millions de résidences principales en France car ils permettent de répondre aux besoins énergétiques domestiques (eau chaude, chauffage, électricité) avec un rendement meilleur et à un moindre coût que les énergies classiques (électricité d'origine nucléaire, chauffage au pétrole et gaz naturel, électricité photovoltaïque).
  
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La '''micro cogénération''' (micro-co-génération, ou encore micro-cogénération) est un système de production d'énergie décentralisée, permettant la production d'électricité localement et de chaleur à partir de biomasse. L'électricité produite peut-être consommée ou redistribuée (revendue) sur le réseau EDF. Son principal attrait repose sur le fait qu'elle permet une production combinée d'électricité et de chaleur avec des rendements énergétiques supérieurs à 85 %.Cette technologie prometteuse permettra de réduire nos émissions de gaz carbonique.
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La '''micro cogénération''' permet donc la décentralisation de l'appareil de production énergétique.
  
  
  
 
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Image:Toit-vert-islande.png
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Image:Micro-chp-1-.jpg|Micro cogénérateur de 42 kW
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Image:Toit-vert-mer.png
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Image:Frewatt-1-.jpg|Micro cogénérateur de 63 kW
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Image:Toit-vert-drole-de-maison.png
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Image:Micro.jpeg|Micro cogénérateur de 118 kW
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== Quelques données ==
 
  
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* '''En Allemagne''', durant les 10 dernières années, 10 % des toits ont été végétalisés. Un système de points accorde une réduction de taxe environnementale aux promoteurs immobiliers qui utilisent les toits végétaux. A Berlin, par exemple, la ville prend à sa charge 60 % des dépenses liées aux toitures végétalisées et à l’installation de traitement de l’eau de pluie.
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== Principe de fonctionnement==
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[[Image:Fonctionnement.gif|right|Descriptif du cogénérateur]]
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* '''Au Japon''', la ville de Tokyo exige que toute construction occupant plus de 10 000 pieds carrés (929m<sup>2</sup>) de terrain soit couverte de végétaux sur 20 % de sa surface.
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* '''Vis d'admission :'''
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Le combustible est entraîné dans le collecteur. Les propriétés calorifiques des granulés bois sont très intéressantes (Voir [http://fr.wikipedia.org/wiki/Bois_energie Bois Energie]).
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* '''Collecteur :'''
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Il entraîne le bois dans le foyer de la chaudière.
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* '''Foyer de la chaudière :'''
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C'est ici qu'a lieu la combustion des granulés bois.
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* '''Échangeur :'''
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Il sert à transférer la chaleur de la combustion au ballon et au moteur thermique.
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* '''Moteur :'''
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Il transforme la chaleur et la convertit en électricité. Le surplus de chaleur arrive au ballon.
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* '''Ballon :'''
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L'eau est chauffée par le surplus de chaleur.
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* '''Armoire électrique :'''
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Elle permet la distribution de l'énergie produite, soit dans le réseau domestique, soit dans le réseau EDF.
  
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* '''Aux États-Unis''', les toitures vertes ont longtemps été associées à des concepts marginaux d'[[architecture bio-climatique]], enfouie et recouverte de terre. Cette architecture d'abri anti-atomique n'a pas connu une grande popularité. La venue de nouveaux systèmes de culture plus légers et les nouveaux enjeux environnementaux ont relancé l'intérêt pour ces toitures. On parle maintenant de toitures durables qui ajoutent une qualité de vie aux immeubles résidentiels urbains.
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== Exemples ==
  
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* '''Au Canada''', les projets commerciaux et résidentiels incluant des toits végétaux sont encore peu nombreux (une vingtaine au Québec), mais les produits et l'expertise sont maintenant disponibles et de nombreux baby-boomers se mettent à rêver de toits-jardins et de prés fleuris pour leur condo ou leur appartement de ville.
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* '''Une application courante pour les systèmes de micro-cogénération est le tourisme rural. Les systèmes peuvent être installés dans des établissements de petites tailles, des gîtes ou des petits hôtels.  
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Voici quelques exemples :
  
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* '''En France''', le concept est quasiment inconnu.
 
  
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Un architecte autrichien vivant en Nouvelle-Zélande, Hundertwasser, avait développé cette idée dans certaines de ses constructions.
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Image:Clipboard01.jpg|Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.
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Image:Clipboard02.jpg|Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.
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Image:Clipboard03.jpg|Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.
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Image:Clipboard04.jpg|Refuge d'altitude équipé d'un système de micro-cogénération.
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== Avantages ==
 
== Avantages ==
  
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[[Image:Goats-on-green-roof.jpg|thumb|280px|Préparation de la tonte du toit vert.]]
 
  
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* '''Environnementaux''' : En absorbant la chaleur, les toits verts réduisent la charge des appareils de refroidissement des bâtiments, en plus de filtrer l'air ambiant, éliminant les particules en suspension dans l'air et le [[dioxyde de carbone]]. Pendant les épisodes de fortes pluies, les villes ont souvent du mal à évacuer l'eau. Une superficie suffisante de jardins suspendus accroîtrait considérablement l’absorption de l’eau de pluie, ce qui soulagerait le réseau d'égouts. De plus, à l'échelle d'une ville, ces toits végétaux peuvent réduire l'effet d'îlot thermique, réduisant considérablement la température de la ville en été.
 
  
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* '''Économiques''' : Une simple diminution de 1°C de la température de surface supprime 5 % de la demande en électricité pour la [[climatisation]] et la réfrigération. Selon l’expérience européenne, les toits verts durent deux fois plus longtemps que les toits ordinaires. Ils peuvent également servir à des fins agricoles. Ainsi, l'hôtel Fairmount Waterfront (Toronto, Canada) cultive des herbes, des fleurs et des [[légume]]s sur son toit jardin et économise ainsi environ 30 000$ CAN par an en achats de denrées.
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* '''Environnementaux''' : Le bois déchiqueté étant la principale source d'énergie, on s'intéresse ainsi à une ressource peu exploitée qui offre des résultats plus que concluants sur les rejets de gaz à effets de serre. En effet, les bilans carbones des habitations utilisant ce principe sont nettement meilleurs.
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La mise en oeuvre est assez simple dans l'ensemble, et l'entretien varie selon les plantations. Ces toits végétalisés jouent le rôle d'isolant.
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* '''Économiques''' : Avec des rendements énergétiques très élevés, cette technologie assure une optimisation de la consommation. En utilisant des matériaux comme le bois, la micro cogénération permet de réduire considérablement la consommation d'énergie primaire. La micro cogénération permet aussi de réduire les pointes de production d'électricité centralisée.
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* '''Techniques''' : Les micro-générateurs sont des produits innovants et performants et cette technologie s'inscrit parfaitement dans le plan ''Bois-Energie'' de l'ADEME.
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== Inconvénients ==
  
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* '''Sociaux''' : Les toits verts offrent une bonne isolation acoustique ainsi qu’une oasis de verdure. La technologie offre aussi des possibilités d'[[agriculture]] en milieu urbain que l'on pourrait exploiter pour aider à nourrir les familles plus démunies.
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* '''Financiers''' : Même si la micro cogénération présente de nombreux avantages économiques en ce qui concerne la consommation, les cogénérateurs ont un prix d'achat élevé qui n'est pas abordable pour tout les foyers d'habitation.
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* '''Techniques''' : Les raccordements au réseau de gaz restent un problème majeur de la micro cogénération, en effet, il faut attendre 5 à 6 mois en moyenne pour se voir raccorder au réseau, avec un délai d'attente minimum de 4 mois. De plus, le coût du raccordement vient amoindrir la rentabilité du projet, car celui-ci avoisine les 700 euros avec un cout maximal de 1200 euros.
  
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* '''Situation actuelle''' : Le marché français reste inexistant en 2008, même si les avancées technologiques dans ce domaine, se font de plus en plus nombreuses en France. A l'étranger et à l'heure de la flambée des énergies fossiles, la micro cogénération se développe à toute allure, comme par exemple aux Pays-bas ou au Royaume-uni.
  
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== Toit de terre ==
 
  
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Beaucoup de gens mélangent le concept de toit de terre avec le toit végétal. Le toit de terre est "littéralement" couvert de terre et généralement d'herbe et/ou d'arbustes. Un toit de terre est pesant : de 75 à 100 livres au pied cube (de 1150 à 1500 kg au m<sup>3</sup>), ce qui revient à dire qu'un toit de 1200 pi<sup>2</sup> (111m<sup>2</sup>) de surface avec un recouvrement de 12 pouces (30 cm) de sol (en général on en met au moins 6 pouces et jusqu'à plusieurs pieds) pèserait de 45 à 60 tonnes !
 
  
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Un toit de terre doit conséquemment être porté par un jeu de structures très puissant et une couverture de toiture solide et étanche. Il n'est pas question de structures traditionnelles pour un tel poids. N'oubliez pas de penser au poids additionnel de la neige (jusqu'à 60 livres au pied carré ; 300 kg au m<sup>2</sup>)!
 
  
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Le toit de terre doit être isolé (sous la terre) et une attention particulière doit être apportée au drainage, car un tel toit, déjà pesant, ne pourrait tolérer une surcharge d'eau ou de glace.
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== Coût ==
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Le coût d'un système de micro-cogénération est très élevé et peut être un frein à l'achat. Voici des valeurs indicatives des coûts initiaux données par le CSTB pour différents constructeurs.
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Il faut rajouter à cela les coûts pour le système d'accumulation d'eau, les coûts de raccordement au réseau et la main-d'œuvre.
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[[Image:Coutmcroco.jpg|center|Coût d'après CSTB]]
  
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Certaines de ces maisons seront carrément sous la ligne de sol dans leur entité, alors que d'autres seront remblayées au nord jusqu'au toit laissant la moitié Sud de la maison ouverte à la lumière.
 
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La maison souterraine est un phénomène généralement associé aux régions arides ou semi-arides. Généralement, plus on va vers le Nord, plus on doit délaisser la maison sous terre et plus on va vers la maison dotée d'un toit de terre seulement.
 
  
  
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== Toit vert ==
 
  
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[[Image:Waldspirale Hundertwasser.jpg|thumb|200px|La Waldspirale construite par [[Hundertwasser]] est munie d'un toit vert]]
 
  
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Le toit végétal, ou vivant, est une variation nordique du toit de terre.<br />Attention, car la terre n'est pas réellement un isolant ; elle protège par sa masse, mais n'isole pas. Le toit végétal, par sa légèreté et l'air qui s'y trouve, est, quant à lui, plus isolant.
 
  
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Au lieu de la terre, on utilise, généralement un [[compost]] léger dont l'élément principal est de l'écorce, du foin ou de la [[paille]] mélangé à du terreau et/ou de la terre pauvre.
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Les temps de retour sur investissement sont estimés entre 4 et 7 ans en Allemagne.
  
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Cela réduit le poids du toit de 80 % en comparaison avec un toit de terre et la pauvreté du compost empêche la croissance de plantes autres que très résistantes (qui meurent à la 1ère sécheresse).
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== Maintenance ==
  
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Comme  pour une chaudière traditionnelle, la maintenance d'un système micro-cogénérateur doit être effectué une fois par an.
  
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== Techniques ==
 
  
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=== Technique ancienne ===
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== Réglementation ==
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À l’origine, les toits verts sont nés d’une simple question pratique. On étendait de la terre ou des mottes de gazon sur l’écorce de bouleau posée sur le toit. L’écorce tenait le rôle de barrière imperméable tandis que la terre n’avait pour seul but que de retenir cette écorce. Quelle belle alternative en est-il résulté !
+
Au niveau européen,la limite supérieure est fixée à 50 kWe.
  
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=== Techniques contemporaines ===
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Voir '''directive 2004/8/CE'''
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Un toit vert ou végétal se compose essentiellement de quatre composantes. En partant du support de toit, on trouve :
 
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* '''une membrane d'étanchéité''' : bitume, [[caoutchouc]], polyoléfine / TPO / FPO (cartouche éthylène propylène + polypropylène) ou [[PVC]].
 
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* '''une couche de drainage et de filtration''' : granulats d'[[argile]] expansée, cailloux, graviers, plaques de polystyrène alvéolées et nervurées.
 
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* '''un substrat de croissance''' : mousse de sphaigne, terreau, terre noire, compost.
 
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* '''une couche végétale''' : Privilégier des plantes vivaces et indigènes très résistantes aux températures extrêmes et qui s'implanteront rapidement pour couvrir les surfaces de sol afin de réduire son assèchement par le soleil et le vent. Les couvre-sols ont aussi l'avantage de laisser peu de place aux [[mauvaises herbes]] et de réduire l'entretien.
 
  
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==== Le type extensif ====
 
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Particulièrement adaptés aux bâtiments de grandes superficies, toits inclinés ou habitations déjà existantes, pour leur faible épaisseur de substrat (3 à 15 cm environ), leur poids de surcharge compris entre 30 et 100 kg/m² (à capacité maximale en eau), leur entretien restreint (arrosage uniquement en cas de sécheresse prolongée) et leur végétation colonisatrice et très résistante (mousses et sédums, graminées, plantes grasses). La hauteur de ces végétaux ne dépasse pas 25 cm maximum et le mixage de plusieurs variétés leur donne un aspect multicolore variant au gré des saisons. Seul inconvénient, ce type de toiture n'est pas praticable (ne peut être ni cultivé ni piétiné).
 
  
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==== Le type intensif ====
 
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Le type "intensif" ou "semi-intensif" (appelé aussi jardin suspendu). Préconisé pour les petites et moyennes surfaces. L'épaisseur du substrat est plus importante (15 à 30 cm environ) pour un poids de surcharge compris entre 120 et 350 kg/m² (à capacité maximale en eau). Permettant d'accueillir une végétation à fort développement racinaire et aérien de type horticole tel que graminées, gazons, plantes vivaces ou arbustes. Un entretien modéré et un arrosage régulier sont nécessaires. Comparable aux jardins ordinaires, il est possible de semer ou de cultiver toute sorte de végétaux. Du fait de sa charge importante, la construction doit être adaptée. Il est préférable de s'adresser à des professionnels pour vérifier la capacité des structures du bâtiment avant toute intervention.
 
  
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[[Image:Coupe_toit_vegetal.png]]
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En France, la limite est de 36 kWe.
  
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====Comment réaliser une toiture végétalisée sans apporter de la terre====
 
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Une solution modulable vient d'être mise sur le marché qui peut être installée sur une terrasse existante ou sur une toiture-terrasse sans réalisation de travaux préalables. Elle consiste à  acheter des bacs en forme de tronc de pyramide en acier inoxydable qui assument également le rôle de support de plancher. Ces bacs sont vendus déjà plantés avec une variété assez étendue d'arbres et d'arbustes.
 
  
  
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== Voir aussi ==
+
Pour les puissances inférieures à 10kWe, la norme '''Pr NF EN 50438''' sur les "Prescriptions pour le raccordement de microgénérateurs en parallèle avec les réseaux publics de distribution basse-tension" est en élaboration.
  
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===Liens internes===
 
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* [[Construire son habitat]]
 
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* [[Couverture]]
 
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* [[Maison passive]]
 
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* [[Mur végétal]]
 
  
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===Liens externes===
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== Voir aussi ==
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* [http://www.radio-canada.ca/util/zapmedia/version10/frame.asp?menuFlash=&directLink=/Medianet/CBFT/Decouverte200409191830_3.asx Vidéo de l'émission Découverte (Radio-Canada)]
+
=== Liens internes ===
−
* [http://www.leroymerlin.fr/mpng2-front/pre?zone=zonecatalogue&idLSPub=1200066951&renderall=on Vidéo: Une maison avec une architecture semi-enterrée]
+
{{...}}
−
* [http://www.cmhc-schl.gc.ca/fr/prin/coco/toenha/peinar/loader.cfm?url=/commonspot/security/getfile.cfm&PageID=70643 Lignes directrices de conception de toits verts] par la SCHL (document PDF).
 
−
* [http://www.greenroofs.org/ greenroofsorg]
 
−
* [http://www.ino-vegetal.com/ ino-vegetal.com]
 
  
−
=== Bibliographie ===
+
=== Liens externes ===
−
* ''Le petit manuel de l'auto-construction'' par François Tanguay, Ed de Mortagne. <small>ISBN 2890740986</small>
+
* [http://www.microcogeneration.info/ Site d'AMOES sur la microcogénération]
−
* ''Art of Natural Building'' by Joseph F. Kennedy (Editor), Michael Smith, Catherine Wanek. <small>ISBN 0865714339</small>
+
* [http://blog.amoes.com// Blog de AMOES]
−
* ''La Prairie sur le toit'' : techniques de végétalisation des toitures en pente, par T. et MF Houdart, Ed Maïade. <small>ISBN 2951179877</small>
+
* [http://cogeneration.discutforum.com/f1-microcogeneration-stirling/ Forum sur les chaudières électrogènes à moteur Stirling]
−
* ''Guide raisonné de la construction écologique'' (fournisseurs/fabricants - toiture végétalisée, fenêtres, ventilation double flux, isolation, etc.). <small>[http://www.batirsain.org/pages/doc Table des matières]</small>
 
  
 +
* [http://www.youtube.com/user/SWINGREGORY/ Vidéos sur la micro-cogénération Stirling, écogénérateurs avec moteur à air chaud,et les moteurs Stirling éco-logiques...]
  
 
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Version actuelle en date du 20 mai 2011 à 15:16

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La micro cogénération (micro-co-génération, ou encore micro-cogénération) est un principe de production d'énergie décentralisée, permettant la production locale d'électricité et de chaleur à partir de biomasse. L'électricité produite peut-être consommée ou redistribuée (revendue) sur le réseau EDF. Son principal attrait repose sur le fait que le microgénérateur permet une production combinée d'électricité et de chaleur avec des rendements énergétiques supérieurs à 85 %.Cette technologie prometteuse permettra de réduire nos émissions de gaz carbonique. Les systèmes de micro cogénération s'adressent potentiellement aux 22 millions de résidences principales en France car ils permettent de répondre aux besoins énergétiques domestiques (eau chaude, chauffage, électricité) avec un rendement meilleur et à un moindre coût que les énergies classiques (électricité d'origine nucléaire, chauffage au pétrole et gaz naturel, électricité photovoltaïque).

La micro cogénération permet donc la décentralisation de l'appareil de production énergétique.


  • Micro cogénérateur de 42 kW

  • Micro cogénérateur de 63 kW

  • Micro cogénérateur de 118 kW


Principe de fonctionnement[modifier]

Descriptif du cogénérateur


  • Vis d'admission :

Le combustible est entraîné dans le collecteur. Les propriétés calorifiques des granulés bois sont très intéressantes (Voir Bois Energie).

  • Collecteur :

Il entraîne le bois dans le foyer de la chaudière.

  • Foyer de la chaudière :

C'est ici qu'a lieu la combustion des granulés bois.

  • Échangeur :

Il sert à transférer la chaleur de la combustion au ballon et au moteur thermique.

  • Moteur :

Il transforme la chaleur et la convertit en électricité. Le surplus de chaleur arrive au ballon.

  • Ballon :

L'eau est chauffée par le surplus de chaleur.

  • Armoire électrique :

Elle permet la distribution de l'énergie produite, soit dans le réseau domestique, soit dans le réseau EDF.

Exemples[modifier]

  • Une application courante pour les systèmes de micro-cogénération est le tourisme rural. Les systèmes peuvent être installés dans des établissements de petites tailles, des gîtes ou des petits hôtels.

Voici quelques exemples :


  • Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.

  • Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.

  • Gîte touristique équipé d'un système de micro-cogénération.

  • Refuge d'altitude équipé d'un système de micro-cogénération.

Avantages[modifier]

  • Environnementaux : Le bois déchiqueté étant la principale source d'énergie, on s'intéresse ainsi à une ressource peu exploitée qui offre des résultats plus que concluants sur les rejets de gaz à effets de serre. En effet, les bilans carbones des habitations utilisant ce principe sont nettement meilleurs.
  • Économiques : Avec des rendements énergétiques très élevés, cette technologie assure une optimisation de la consommation. En utilisant des matériaux comme le bois, la micro cogénération permet de réduire considérablement la consommation d'énergie primaire. La micro cogénération permet aussi de réduire les pointes de production d'électricité centralisée.
  • Techniques : Les micro-générateurs sont des produits innovants et performants et cette technologie s'inscrit parfaitement dans le plan Bois-Energie de l'ADEME.


Inconvénients[modifier]

  • Financiers : Même si la micro cogénération présente de nombreux avantages économiques en ce qui concerne la consommation, les cogénérateurs ont un prix d'achat élevé qui n'est pas abordable pour tout les foyers d'habitation.
  • Techniques : Les raccordements au réseau de gaz restent un problème majeur de la micro cogénération, en effet, il faut attendre 5 à 6 mois en moyenne pour se voir raccorder au réseau, avec un délai d'attente minimum de 4 mois. De plus, le coût du raccordement vient amoindrir la rentabilité du projet, car celui-ci avoisine les 700 euros avec un cout maximal de 1200 euros.
  • Situation actuelle : Le marché français reste inexistant en 2008, même si les avancées technologiques dans ce domaine, se font de plus en plus nombreuses en France. A l'étranger et à l'heure de la flambée des énergies fossiles, la micro cogénération se développe à toute allure, comme par exemple aux Pays-bas ou au Royaume-uni.



Coût[modifier]

Le coût d'un système de micro-cogénération est très élevé et peut être un frein à l'achat. Voici des valeurs indicatives des coûts initiaux données par le CSTB pour différents constructeurs. Il faut rajouter à cela les coûts pour le système d'accumulation d'eau, les coûts de raccordement au réseau et la main-d'œuvre.

Coût d'après CSTB




Les temps de retour sur investissement sont estimés entre 4 et 7 ans en Allemagne.

Maintenance[modifier]

Comme pour une chaudière traditionnelle, la maintenance d'un système micro-cogénérateur doit être effectué une fois par an.


Réglementation[modifier]

Au niveau européen,la limite supérieure est fixée à 50 kWe.

Voir directive 2004/8/CE


En France, la limite est de 36 kWe.


Pour les puissances inférieures à 10kWe, la norme Pr NF EN 50438 sur les "Prescriptions pour le raccordement de microgénérateurs en parallèle avec les réseaux publics de distribution basse-tension" est en élaboration.


Voir aussi[modifier]

Liens internes[modifier]

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Liens externes[modifier]


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