Projet PACOGEN, Evaluation économique et environnementale de systèmes énergétiques à usage résidentiel

Contexte et objectifs Le projet PEEQ du canton de Genève, en cherchant à planifier et optimiser les aspects énergétiques de l'évolution urbaine, vise à contribuer aux objectifs de Kyoto.Dans le domaine des combustibles, cela consiste à programmer une réduction de 15 % des émissions à effet de serre d'ici à 2010 par rapport au niveau d'émissions de 1990. Cependant, le seul objectif de réduction des émissions de gaz à effet de serre peut induire une exportation des émissions, ou l'émission d'autres types de substances pouvant par exemple être nocives pour la santé humaine. En conséquence, une approche systémique de type « cycle de vie » est nécessaire pour correctement appréhender cette question stratégique de recherche d'alternatives pertinentes pour les systèmes énergétiques de chauffage et d'eau chaude sanitaire (ECS). L'objectif de cette étude est de proposer une approche méthodologique permettant l'évaluation simultanée des impacts environnementaux sur l'ensemble du cycle de vie et des coûts pour un ensemble de solutions énergétiques identifiées comme optimales. L'identification de paramètres clés en terme de choix technologiques de systèmes de chauffage et de production d'ECS adaptées au contexte technicoéconomique est ainsi possible. Cette étude a consisté dans un premier temps à réaliser un couplage de deux modèles : le premier est un modèle thermo-économique permettant de dimensionner des systèmes de conversion d'énergétie en fonction des besoins. Le second est l'outil d'analyse de cycle de vie, qui calcule l'ensemble des impacts des émissions produites par un système, où qu'elles le soient, et sur toute le cycle de vie du produit. Leur couplage permet d'évaluer les performances économiques et environnementales de plusieurs systèmes énergétiques « d'avenir » comme les pompes à chaleur ou le moteur en cogénération et de les comparer à des systèmes plus traditionnels comme la chaudière à gaz. Dans un second temps, une application de ce nouvel outil au cas concret d'un bâtiment a permis d'identifier les paramètres clés et d'ébaucher un certain nombre de recommandations en terme de choix de systèmes énergétiques pertinents aussi bien dans le cadre de nouvelles installations que dans le cadre de réhabilitation de quartiers. Cette méthodologie est donc appliquée ici pour couvrir les besoins en chauffage, en eau chaude sanitaire et en électricité d'un bâtiment résidentiel de 650 m2. Quatre groupes de scénarios sont pris en compte. Pac Mix est une pompe à chaleur connectée au réseau électrique. Pacogen est le couplage d'une pompe à chaleur alimentée en électricité par un moteur à gaz de cogénération, dont la production de chaleur est également utilisée pour satisfaire les besoins du bâtiment. Cogen est un moteur de cogénération seul. Enfin, Chaudière est l'utilisation d'une chaudière à gaz. Chaque scénario est connecté au réseau électrique pour compléter ses besoins si nécessaires et évalué en fonction de l'origine de l'électricité et en fonction du niveau de température de la distribution de chaleur.