Ballon thermodynamique : est-il obligatoire en re2020 ?
Le chauffe-eau thermodynamique s'est imposé comme la solution de référence pour l'eau chaude sanitaire en re2020
Réponse rapide
Non, le ballon thermodynamique n'est pas techniquement obligatoire pour valider une étude re2020. La réglementation impose des seuils de performance à atteindre, pas des équipements spécifiques. Cependant, dans la pratique, le chauffe-eau thermodynamique s'est imposé comme la solution quasi incontournable car les alternatives (chauffe-eau solaire, PAC double service) restent peu nombreuses, plus coûteuses ou plus complexes à mettre en œuvre.
Antoine Maréchal
— Expert en réglementation thermique
Introduction : pourquoi cette question revient si souvent ?
Depuis l'entrée en vigueur de la re2020 le 1er janvier 2022, les particuliers et professionnels du bâtiment se posent régulièrement la même question : faut-il absolument installer un ballon thermodynamique pour obtenir son permis de construire ? Cette interrogation est légitime car, dans les faits, la grande majorité des constructions neuves sont équipées de ce type de chauffe-eau.
La confusion vient du fait que la re2020 a rendu impossible, ou presque, l'utilisation des solutions traditionnelles comme le cumulus électrique classique ou la production d'eau chaude au gaz. Pour autant, la réglementation n'impose jamais un équipement précis : elle fixe des seuils de performance énergétique et environnementale que le projet doit respecter. C'est l'étude thermique re2020 qui détermine si les choix techniques permettent d'atteindre ces objectifs.
Dans cet article, nous allons démêler le vrai du faux, expliquer pourquoi le ballon thermodynamique domine le marché, et présenter les alternatives qui existent réellement pour produire votre eau chaude sanitaire en conformité avec la réglementation.
Sommaire
- Comprendre les exigences de la re2020 pour l'eau chaude
- Pourquoi le cumulus électrique classique ne passe plus
- Le ballon thermodynamique : comment ça fonctionne
- Les alternatives au ballon thermodynamique
- Exemples concrets de configurations re2020
- Conclusion et points clés
Comprendre les exigences de la re2020 pour l'eau chaude sanitaire
La re2020 ne mentionne jamais le terme "ballon thermodynamique obligatoire" dans ses textes. Elle définit plutôt des indicateurs de performance que chaque construction neuve doit respecter. Pour la production d'eau chaude sanitaire (ECS), trois indicateurs sont particulièrement impactés.
Le Cep (consommation d'énergie primaire) mesure la consommation globale du bâtiment pour le chauffage, l'eau chaude, la ventilation, l'éclairage et le refroidissement. Plus votre système de production d'eau chaude consomme d'énergie, plus le Cep augmente. Le Cep,nr (consommation d'énergie primaire non renouvelable) suit le même principe mais ne comptabilise que les énergies non renouvelables. Enfin, l'Ic énergie mesure l'impact carbone lié aux consommations d'énergie sur 50 ans.
L'eau chaude sanitaire représente aujourd'hui le premier poste de consommation énergétique dans une maison neuve bien isolée. Avec l'amélioration continue de l'isolation, les besoins en chauffage diminuent fortement alors que les besoins en eau chaude restent constants. Le choix du système de production d'ECS devient donc déterminant pour respecter les seuils réglementaires.
Les indicateurs Cep, Cep,nr et Ic énergie sont directement impactés par le choix du système de production d'eau chaude
Pourquoi le cumulus électrique classique ne passe plus
Le chauffe-eau électrique à résistance (cumulus) fonctionnait très bien sous l'ancienne rt2012. Alors pourquoi est-il devenu quasi impossible à utiliser en re2020 ? La réponse tient en un chiffre : 2,3.
Ce coefficient de conversion est appliqué à l'électricité dans les calculs réglementaires. Concrètement, pour chaque kWh d'électricité consommé, le moteur de calcul compte 2,3 kWh d'énergie primaire. Un cumulus électrique classique a un rendement de 100% (COP de 1) : il transforme 1 kWh d'électricité en 1 kWh de chaleur. Avec le coefficient, cela donne 2,3 kWh d'énergie primaire pour 1 kWh de chaleur produite.
Le calcul défavorable du cumulus en re2020
Pour une famille de 4 personnes consommant environ 4000 kWh par an pour l'eau chaude :
Avec un cumulus électrique classique : 4000 × 2,3 = 9200 kWh d'énergie primaire comptabilisés
Avec un ballon thermodynamique (COP 3) : (4000 ÷ 3) × 2,3 = 3067 kWh d'énergie primaire comptabilisés
La différence est considérable et suffit généralement à faire échouer l'étude thermique avec un cumulus classique.
De la même façon, la production d'eau chaude instantanée au gaz n'est plus envisageable. Les seuils d'émissions carbone fixés à 4 kg CO2/m²/an sont inatteignables avec cette énergie fossile. Comme l'expliquent les professionnels du secteur, le gaz n'est pas formellement interdit, mais ses émissions rendent les exigences impossibles à respecter.
Le ballon thermodynamique : pourquoi il s'est imposé
Le chauffe-eau thermodynamique (CET) fonctionne sur le principe de la pompe à chaleur. Une mini-PAC intégrée capte les calories présentes dans l'air ambiant ou extérieur et les transfère à l'eau du ballon. Cette technologie permet d'atteindre un coefficient de performance (COP) entre 3 et 4 : pour 1 kWh d'électricité consommé, le système produit 3 à 4 kWh de chaleur.
Ce rendement élevé change complètement la donne dans les calculs re2020. En consommant trois fois moins d'électricité qu'un cumulus classique, le ballon thermodynamique permet de respecter facilement les seuils Cep et Cep,nr. Son ratio pondéré de 0,4 en mode aérothermique en fait la solution idéale pour optimiser le bilan énergétique du logement.
Principe de fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique : la pompe à chaleur capte les calories de l'air pour chauffer l'eau
Au-delà de ses performances énergétiques, le ballon thermodynamique présente d'autres avantages qui expliquent sa domination sur le marché de la construction neuve. Son prix reste accessible, entre 1 500 € et 3 000 € selon les modèles, contre 3 000 € à 7 000 € pour un chauffe-eau solaire. L'installation est relativement simple et ne nécessite pas de travaux lourds. Enfin, ses performances sont constantes toute l'année, contrairement au solaire qui dépend de l'ensoleillement.
Plusieurs contraintes d'installation doivent cependant être respectées. Le ballon thermodynamique nécessite un local non chauffé d'au moins 20 m³ (environ 10 m² avec une hauteur de 2 m). Il peut être installé dans un garage, un cellier ou une buanderie. Le bruit généré par la pompe à chaleur impose de l'éloigner des pièces de vie. Certains modèles "split" permettent de placer l'unité extérieure à l'extérieur pour limiter les nuisances sonores.
Les alternatives au ballon thermodynamique
Si le ballon thermodynamique n'est pas une obligation réglementaire, quelles sont les autres solutions pour produire de l'eau chaude en conformité avec la re2020 ? Plusieurs options existent, même si elles restent moins répandues.
Le chauffe-eau solaire individuel (CESI)
Le chauffe-eau solaire capte l'énergie gratuite du soleil via des panneaux thermiques installés en toiture. Cette solution 100% renouvelable est très performante dans le calcul re2020 car elle ne consomme quasiment pas d'énergie primaire. Un CESI peut couvrir 50 à 80% des besoins annuels en eau chaude selon l'ensoleillement de la région.
Inconvénients : un investissement plus élevé (3 000 € à 7 000 €), la nécessité d'un appoint pour les périodes peu ensoleillées, et des contraintes d'orientation et d'inclinaison de toiture. Le CESI est particulièrement adapté aux régions du sud de la France.
La PAC air/eau double service
Une pompe à chaleur air/eau peut assurer à la fois le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Cette solution "tout-en-un" simplifie l'installation et réduit l'encombrement. Les performances sont excellentes dans le calcul re2020.
Inconvénients : une sollicitation accrue de la PAC qui peut réduire sa durée de vie, des performances parfois dégradées en hiver quand les besoins en chauffage et ECS sont simultanés. Beaucoup de professionnels recommandent de séparer les deux fonctions pour optimiser les performances.
La PAC géothermique
La pompe à chaleur géothermique puise les calories dans le sol, offrant un COP stable toute l'année, même par grand froid. C'est la solution la plus performante techniquement pour la production d'ECS avec un rendement de 4 quelle que soit la température extérieure.
Inconvénients : un investissement très élevé (15 000 € à 25 000 €), des travaux de forage ou de captage importants, et une mise en œuvre complexe. Cette solution est plutôt réservée aux projets haut de gamme ou aux terrains adaptés.
D'autres solutions plus marginales existent également : la chaudière à granulés avec préparation d'eau chaude intégrée, le système solaire combiné (SSC) pour chauffage et ECS, ou encore les réseaux de chaleur urbains dans certaines zones raccordées. Selon les données du ministère de la Transition écologique, le chauffe-eau thermodynamique équipe environ 70% des maisons neuves, suivi par la PAC double service à environ 20%.
Comparaison des principales solutions de production d'eau chaude sanitaire compatibles re2020
Exemples concrets de configurations re2020
Configuration 1 : maison traditionnelle avec poêle à granulés
Une maison de 120 m² chauffée par un poêle à granulés avec appoints électriques dans les chambres nécessitera un ballon thermodynamique pour l'eau chaude. Cette combinaison est très courante chez les primo-accédants. Le poêle couvre les besoins de chauffage de la pièce de vie, les radiateurs électriques assurent le confort des chambres, et le CET produit l'eau chaude de manière performante. Budget ECS : environ 2 000 €.
Configuration 2 : maison avec PAC air/air + CET
Une pompe à chaleur air/air (climatisation réversible) assure le chauffage et le rafraîchissement, mais ne peut pas produire d'eau chaude. Elle doit donc être associée à un ballon thermodynamique indépendant. Cette configuration offre un excellent confort été comme hiver tout en respectant les exigences re2020. Budget total équipements : environ 8 000 € à 12 000 €.
Configuration 3 : maison avec PAC air/eau double service
La PAC air/eau assure seule le chauffage (via plancher chauffant ou radiateurs basse température) et la production d'eau chaude. Pas besoin de ballon thermodynamique séparé, le ballon est intégré à la PAC ou déporté. Solution compacte et performante, particulièrement adaptée aux maisons de plus de 100 m². Budget total : environ 10 000 € à 15 000 €.
Configuration 4 : maison solaire en région ensoleillée
Dans le sud de la France, un chauffe-eau solaire individuel (CESI) avec appoint thermodynamique représente une excellente option. Les panneaux solaires thermiques couvrent 70 à 80% des besoins annuels, le petit ballon thermodynamique prenant le relais en hiver ou par mauvais temps. Performance optimale dans les calculs re2020. Budget : environ 5 000 € à 8 000 €.
Votre bureau d'études thermique saura vous orienter vers la configuration la plus adaptée à votre projet, en tenant compte de votre budget, de votre région et de vos préférences. L'attestation pcmi14 délivrée validera la conformité de vos choix techniques.
Conclusion et points clés à retenir
Le ballon thermodynamique n'est donc pas une obligation réglementaire en re2020, mais c'est devenu la solution de référence pour une raison simple : il offre le meilleur rapport performance/prix/facilité d'installation pour la production d'eau chaude sanitaire dans les constructions neuves.
Les exigences de la re2020 sur les consommations d'énergie primaire et l'impact carbone ont rendu les solutions traditionnelles (cumulus électrique, chauffe-eau gaz) quasiment impossibles à utiliser. Il fallait donc une alternative performante et accessible : le chauffe-eau thermodynamique remplit parfaitement ce rôle.
Les alternatives existent (CESI, PAC double service, géothermie) mais présentent des contraintes spécifiques en termes de coût, d'installation ou de dépendance aux conditions climatiques. Elles peuvent néanmoins être pertinentes selon votre projet et votre localisation.
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Sources : Ministère de la Transition écologique — RT-RE Bâtiment — ADEME — Légifrance