Peut-on installer un cumulus électrique en re2020 ?
Le choix du système de production d'eau chaude sanitaire est devenu stratégique en re2020
En résumé
Non, le cumulus électrique classique ne passe généralement pas la re2020. Son rendement de 100% (COP de 1) combiné au coefficient d'énergie primaire de 2,3 pénalise fortement le bilan énergétique. Les alternatives recommandées sont le ballon thermodynamique (économies de 60 à 70%) ou l'installation de panneaux photovoltaïques pour compenser la consommation.
Par Adrien Leclerc · Publié le
Introduction : l'eau chaude sanitaire, premier poste de consommation
Avec l'entrée en vigueur de la re2020 au 1er janvier 2022, les règles du jeu ont profondément changé pour la construction neuve en France. Les bâtiments sont désormais soumis à des exigences strictes en matière de consommation énergétique et d'émissions de carbone. Dans une maison très bien isolée conforme à cette nouvelle réglementation, la production d'eau chaude sanitaire (ECS) représente désormais le premier poste de consommation énergétique, devant le chauffage lui-même.
Cette situation place le choix du système de production d'eau chaude au cœur de la stratégie de conception. De nombreux particuliers et professionnels s'interrogent sur la possibilité de conserver le traditionnel cumulus électrique, solution économique à l'achat et simple d'installation. Dans cet article, nous analysons en détail pourquoi cette option pose problème et quelles alternatives s'offrent à vous pour respecter les seuils réglementaires tout en maîtrisant votre budget.
Pourquoi le cumulus électrique pose problème en re2020
Le cumulus électrique classique, également appelé ballon d'eau chaude ou chauffe-eau à accumulation, fonctionne selon un principe simple : une résistance électrique chauffe l'eau stockée dans un réservoir isolé. Cette technologie éprouvée présente un rendement de 100%, ce qui signifie que toute l'énergie électrique consommée est convertie en chaleur.
Cependant, la re2020 ne raisonne pas en énergie finale mais en énergie primaire. Le coefficient de conversion de l'électricité, fixé à 2,3, signifie que pour chaque kWh d'électricité consommé, on considère que 2,3 kWh d'énergie primaire ont été nécessaires en amont (production, transport, distribution). Ce coefficient pénalise fortement les équipements électriques à faible rendement comme le cumulus classique.
Par conséquent, l'installation d'un cumulus électrique dans une construction neuve fait exploser les indicateurs Cep (Consommation d'énergie primaire) et Cep,nr (Consommation d'énergie primaire non renouvelable), rendant très difficile, voire impossible, le respect des seuils réglementaires. Comme le précise le portail officiel des réglementations énergétiques, ces indicateurs sont au cœur des exigences de résultat de la re2020.
Schéma comparatif : le cumulus électrique vs le ballon thermodynamique
Le coefficient d'énergie primaire : comprendre le calcul
Pour bien saisir l'impact du cumulus électrique sur votre projet, il est essentiel de comprendre le mécanisme du coefficient d'énergie primaire. En rt2012, ce coefficient était de 2,58. La re2020 l'a abaissé à 2,3, ce qui favorise légèrement les solutions électriques performantes, mais reste pénalisant pour les équipements à effet Joule pur.
Prenons un exemple concret : un cumulus de 200 litres consomme environ 2 500 kWh d'électricité par an pour une famille de quatre personnes. En énergie primaire, cela représente 2 500 × 2,3 = 5 750 kWhep/an. Rapporté à une surface habitable de 100 m², cela donne 57,5 kWhep/m²/an uniquement pour l'eau chaude, alors que le seuil Cep maximal autorisé en re2020 tourne autour de 70 à 80 kWhep/m²/an selon la zone climatique et le type de bâtiment.
Le cumulus électrique consomme donc à lui seul une part considérable du budget énergétique autorisé, laissant très peu de marge pour le chauffage, la ventilation, l'éclairage et les auxiliaires. C'est pourquoi les bureaux d'études thermiques comme Etude-bet déconseillent systématiquement cette solution dans les projets neufs.
Le ballon thermodynamique : la solution de référence
Le chauffe-eau thermodynamique (CET) s'est imposé comme la solution privilégiée pour la production d'eau chaude sanitaire en re2020. Ce système fonctionne selon le principe d'une pompe à chaleur miniature : il capte les calories présentes dans l'air ambiant ou extérieur pour chauffer l'eau du ballon.
Principe de fonctionnement
Le CET utilise un compresseur alimenté électriquement pour concentrer la chaleur prélevée dans l'air. Avec un coefficient de performance (COP) généralement compris entre 2,5 et 4, il produit 2,5 à 4 kWh de chaleur pour chaque kWh d'électricité consommé. Cette performance exceptionnelle permet de diviser par trois ou quatre la consommation électrique par rapport à un cumulus classique.
Selon les données techniques du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, un ballon thermodynamique bien dimensionné permet de réaliser 60 à 70% d'économies sur la facture d'eau chaude. Cette performance le rend parfaitement compatible avec les exigences de la re2020.
Contraintes d'installation
Le ballon thermodynamique sur air ambiant nécessite une pièce non chauffée d'au moins 20 m³ (environ 10 m² avec une hauteur sous plafond standard). Un garage, une buanderie ou un cellier conviennent parfaitement. Pour les projets où cet espace n'est pas disponible, des modèles sur air extérieur ou gainés permettent de s'adapter à toutes les configurations.
Les panneaux photovoltaïques comme solution de compensation
Une alternative au ballon thermodynamique consiste à conserver un cumulus électrique tout en installant des panneaux photovoltaïques pour compenser sa consommation. Cette approche est techniquement possible mais nécessite un dimensionnement précis validé par une étude thermique re2020.
Le principe repose sur l'autoconsommation : l'électricité produite par les panneaux alimente directement le cumulus pendant les heures d'ensoleillement. La re2020 valorise cette production locale d'énergie renouvelable dans le calcul du Cep. Toutefois, seule la part autoconsommée est prise en compte, conformément aux règles définies par le Ministère de la Transition Écologique.
Cette solution présente plusieurs avantages : coût d'installation du cumulus réduit, production d'électricité valorisable pour d'autres usages, et possibilité de revendre le surplus. Elle nécessite cependant un investissement initial plus important pour les panneaux et impose des contraintes d'orientation et d'inclinaison de la toiture. L'association Qualit'EnR référence les installateurs certifiés pour ce type de projet.
Les panneaux photovoltaïques peuvent compenser la consommation d'un cumulus électrique
Autres alternatives pour la production d'ECS
Au-delà du ballon thermodynamique et des panneaux photovoltaïques, d'autres solutions permettent de produire l'eau chaude sanitaire en conformité avec la re2020. Le choix dépend de la configuration du projet, du budget et des préférences du maître d'ouvrage.
Le chauffe-eau solaire individuel (CESI)
Le chauffe-eau solaire utilise des capteurs thermiques installés en toiture pour chauffer directement un fluide caloporteur qui transfère sa chaleur à un ballon d'eau. Cette solution couvre 50 à 70% des besoins annuels en ECS et nécessite un appoint (généralement électrique). Elle est particulièrement adaptée aux régions ensoleillées et parfaitement valorisée dans le calcul re2020. Le syndicat Enerplan accompagne le développement de cette filière.
La pompe à chaleur double service
Les pompes à chaleur air/eau ou géothermiques peuvent assurer simultanément le chauffage et la production d'eau chaude via un ballon intégré ou déporté. Cette solution "tout-en-un" simplifie l'installation et optimise les performances globales du bâtiment. La AFPAC (Association Française pour les Pompes à Chaleur) propose des ressources techniques sur ces équipements.
La chaudière à granulés avec production d'ECS
Pour les projets privilégiant le chauffage bois, la chaudière à granulés peut également produire l'eau chaude sanitaire via un ballon de stockage. Cette énergie renouvelable est très bien valorisée dans la re2020 grâce à son faible impact carbone. La filière bois française soutient le développement de cette solution.
Exemples concrets et comparatifs
Pour illustrer concrètement l'impact du choix du système d'eau chaude sanitaire, comparons trois configurations pour une maison individuelle de 120 m² en zone H2 (climat tempéré) :
Configuration 1 : Cumulus électrique seul
Consommation ECS : environ 2 800 kWh/an. En énergie primaire : 6 440 kWhep/an, soit 53,7 kWhep/m²/an. Résultat : non conforme re2020 car ce seul poste dépasse 70% du budget énergétique autorisé.
Configuration 2 : Ballon thermodynamique
Consommation ECS : environ 800 kWh/an (COP moyen de 3,5). En énergie primaire : 1 840 kWhep/an, soit 15,3 kWhep/m²/an. Résultat : conforme re2020 avec une marge confortable pour les autres postes.
Configuration 3 : Cumulus + panneaux photovoltaïques
Avec une installation de 3 kWc et un taux d'autoconsommation de 40% grâce à un pilotage intelligent du cumulus, la consommation nette en énergie primaire peut descendre à des niveaux comparables au ballon thermodynamique. Résultat : conforme re2020 mais investissement initial plus élevé.
Comparatif des différentes solutions de production d'eau chaude sanitaire
Conclusion et points clés à retenir
Le cumulus électrique classique n'est plus adapté aux constructions neuves soumises à la re2020. Son rendement de 100% est insuffisant face aux exigences de la réglementation qui pénalise les équipements électriques à effet Joule via le coefficient d'énergie primaire de 2,3. Dans une maison re2020 bien isolée, la production d'eau chaude sanitaire constitue le premier poste de consommation : le choix du système devient donc stratégique.
Le ballon thermodynamique s'impose comme la solution de référence, adoptée dans plus des deux tiers des constructions neuves. Son COP de 2,5 à 4 lui permet de produire l'eau chaude en consommant trois à quatre fois moins d'électricité qu'un cumulus classique. Pour les projets disposant d'une toiture bien orientée, les panneaux photovoltaïques offrent une alternative permettant de compenser la consommation d'un cumulus électrique tout en produisant de l'électricité pour les autres usages.
Quelle que soit la solution retenue, nous vous recommandons de faire réaliser une étude thermique re2020 dès la phase de conception pour valider la conformité de votre projet et optimiser vos choix techniques. Nos thermiciens sont à votre disposition pour vous accompagner et répondre à vos questions spécifiques.
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