Quelles solutions pour un chauffage décarboné en France ?

Le 12 décembre 2023, la COP28 se terminait par une exhortation à ladécarbonation, et plus précisément par un appel à s’éloigner des combustibles fossiles. Cette mesure est inévitable, selon António Guterres, secrétaire général des Nations Unies, si nous souhaitons réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) et limiter la hausse de température globale en-dessous de 2°C.

En France, le bâtiment représente presque la moitié de la consommation d’énergie totale, et génère 18 % des émissions de GES, comme le souligne l’ADEME dans son communiqué du 19 mars 2024. Dans ce scénario, le principal incriminé est le chauffage. En effet, 47 % des ménages¹ et 62 % des bâtiments tertiaires²ont recours à des combustibles fossiles pour leurs besoins en chauffage. C’est pourquoi le concept de chauffage décarboné devient une priorité dans la course à la réduction des émissions de GES.

Après un rappel sur les enjeux de la décarbonation du chauffage en France, nous verrons les alternatives de chauffage décarboné, ainsi que les dispositifs financiers disponibles, à la fois pour les bâtiments tertiaires et résidentiels.

Pour les bâtiments résidentiels, comme pour les bâtiments tertiaires, réduire les besoins en chauffage et décarboner les systèmes de chauffage existants sont des enjeux considérables pour réduire l’empreinte carbone du bâti. Dans cette optique, l’attention se porte en priorité sur les systèmes à combustion de gaz et de fioul.

Le contexte français de décarbonation du chauffage

En France, la stratégie de décarbonation du chauffage peut compter sur un mix électrique très peu carboné, grâce à la prédominance de l’énergie nucléaire, et dans une moindre mesure aux barrages hydroélectriques, au solaire et à l’éolien.

Hors période de pointe, l’électricité française consomme peu de combustibles fossiles, et peut être qualifiée d’électricité décarbonée. En effet, on lui attribuait en 2018 un contenu carbone moyen de 57 g CO₂/kWh³, ce qui est 6 fois moins que la moyenne européenne se situant à 350 g CO₂/kWh.

D’autres alternatives, comme les réseaux de chaleur (alimentés en grande partie par des énergies renouvelables ou de récupération), ou encore la combustion du bois dans certaines conditions, peuvent également contribuer à cette transition. Toutefois, il faut rester conscient qu’un chauffage 100 % décarboné n’est pas réalisable en pratique, notamment du fait des énergies fossiles utilisées dans la fabrication des équipements de chauffage.

Nous parlons donc de chauffage décarboné, mais sous-entendons en réalité qu’il est peu carboné.

Les impacts CO₂ des différentes sources de chauffage

Toutes les sources de chauffage ne sont pas égales face aux émissions de CO₂. Le tableau suivant présente les pistes d’amélioration prioritaires :

Sources : connaissancedesenergies.org, edf.fr

Le bilan carbone, première étape vers la baisse des émissions

Quelles sont les alternatives de chauffage décarboné en France ?

La Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE3) fixe des objectifs clairs en matière de chauffage pour la décennie 2026 - 2035 :

• La sortie complète du fioul d’ici 2030 (sauf situation particulière) ;
• La suppression progressive des incitations financières aux chaudières fossiles ;
• La montée en puissance de la chaleur renouvelable et de récupération (géothermie, solaire, chaleur fatale…).

Pour atteindre ces objectifs, les bâtiments résidentiels et tertiaires ont le choix entre différentes solutions de chauffage décarboné. Voici un tour d’horizon des principales technologies disponibles.

Les réseaux de chaleur urbains

Le réseau de chaleur urbain est un système de chauffage centralisé au niveau d’un quartier ou d’une ville. Une ou plusieurs unités de production alimentent des canalisations isolées qui distribuent de l’eau chaude à travers le quartier ou la ville, et qui peuvent approvisionner différents types de bâtiments : logements, bâtiments tertiaires publics ou privés, sites industriels, bâtiments agricoles…

Cette mutualisation permet une optimisation du rendement global au niveau d’un nombre limité d’unités de production. Mais elle permet aussi de faire appel à des énergies souvent difficiles à exploiter au niveau individuel, comme la biomasse, la géothermie, ou la récupération de chaleur industrielle aussi appelée chaleur fatale.

A titre d’information, selon une enquête de la Fedene⁴, les émissions de CO₂ des réseaux de chaleur urbains ont diminué, passant de 200 gCO₂ ACV/kWh en 2012 à 112 gCO₂ ACV/kWh en 2023 (émissions calculées sur l’ensemble du cycle de vie). Cela représente deux fois moins que le contenu carbone du gaz et ses 227 gCO₂ACV/kWh.

Pour aller plus loin, le site France Chaleur Urbaine permet de consulter la cartographie de tous les réseaux de chaleur en France, avec des informations détaillées sur leur mix énergétique, leur taille et leur niveau de performance environnementale.

La géothermie

La géothermie désigne l’exploitation des calories naturellement stockées dans le sous-sol de la Terre, pour produire de la chaleur adaptée au chauffage ou à la production d’eau chaude sanitaire. Cette chaleur peut être captée à faible profondeur (températures inférieures à 30 °C) ou à plus grande profondeur (généralement 30 à 90°C)⁵.

Concrètement, des sondes ou capteurs sont enterrés dans le sol ou installés dans des nappes d’eau souterraines. Un fluide caloporteur circule dans ces sondes pour absorber la chaleur du sous-sol. Cette chaleur est ensuite transférée à une pompe à chaleur géothermique qui élève sa température pour la diffuser dans le système de chauffage (plancher chauffant, radiateurs) ou pour produire de l’eau chaude sanitaire.

Source : Programme ACTEE

La géothermie est particulièrement intéressante car considérée comme une source d’énergie renouvelable et à faible émission de gaz à effet de serre. Par conséquent, les politiques publiques soutiennent de plus en plus son développement, soit par captage direct soit par le biais d’un réseau de chaleur.

Le solaire thermique

Le solaire thermique est également une solution de production de chaleur renouvelable et décarbonée. Cette technologie exploite l’énergie du soleil au moyen de panneaux qui convertissent le rayonnement solaire en chaleur, soit pour produire de l’eau chaude, soit pour alimenter un système de chauffage.

Côté bâtiments résidentiels, d’après France Rénov un chauffe-eau solaire peut assurer entre 50 et 80 % des besoins annuels en eau chaude sanitaire d’une habitation, selon l’ensoleillement de la région. A noter également qu’une bonne installation peut fournir entre 400 et 500 kWh de chaleur par mètre carré de capteur chaque année⁶.

La chaleur renouvelable ainsi produite remplace d’autant la consommation d’énergies fossiles et réduit fortement l’empreinte carbone.

Côté bâtiments tertiaires, le solaire thermique est une filière éprouvée et durable. On peut lire dans le rapport de l’ADEME précédemment cité qu’une installation bien dimensionnée peut fonctionner plus de 20 ans avec une maintenance minimale. Cela en fait un choix fiable pour décarboner la production de chaleur pour les bâtiments de grande taille.

Les pompes à chaleur (PAC)

Il existe deux grands types de pompes à chaleur :

• Les PAC aérothermiques (air/air et air/eau) qui puisent l’énergie dans l’air extérieur ;
• Et les PAC géothermiques (sol/eau ou eau/eau), qui extraient l’énergie du sol ou de la nappe phréatique.

Les pompes à chaleur ont besoin d’électricité pour fonctionner, mais affichent des rendements très supérieurs aux systèmes de chauffage classiques électrique, au fioul ou au gaz. Pour les PAC géothermiques, les meilleurs coefficients de performance saisonniers (SCOP) peuvent approcher les 5. Cela signifie qu’elles produisent 5 fois plus d’énergie de chauffage qu’elles ne consomment d’électricité.

Pour les PAC aérothermiques, ce coefficient de performance saisonnier se situe le plus souvent entre 3 et 4.

Ainsi, le potentiel des PAC en termes de réduction des émissions de CO₂ est 3 à 5 fois plus important qu’un système de chauffage électrique classique ou fossile.

Les radiateurs électriques dernière génération

Les radiateurs électriques nouvelle génération sont généralement des modèles à chaleur douce, à inertie fluide ou sèche, ou encore des panneaux rayonnants intelligents. En comparaison avec les anciens systèmes, ils apportent plus de confort et régulent mieux la chaleur. En effet, ils ont une meilleure inertie thermique, disposent de thermostats électroniques, fonctionnent sur programmation horaire, et peuvent détecter les ouvertures de fenêtre.

Les économies d’énergie sont substantielles, cependant ils sont toujours confrontés à leur principe intrinsèque, à savoir l’effet Joule. Il en résulte que la production d’1 kWh de chaleur nécessite la consommation d’1 kWh d’électricité (en faisant l’hypothèse d’un rendement de 100 %). Ce qui est incomparable aux rendements despompes à chaleur.

En France, où le nucléaire règne en maître, les radiateurs électriques présentent un bilan carbone très positif comparé aux systèmes fossiles. Cependant, leur utilisation intense lors de la saison froide peut impliquer le recours à des centrales à gaz ou au fioul en complément du nucléaire, et donc impacter négativement la décarbonation du chauffage.

Le chauffage au bois

Enfin, le bois est une source d’énergie renouvelable dans la mesure où la ressource est gérée de manière durable. En effet, utiliser le bois de forêts bien gérées et replantées assure que le CO₂ émis à la combustion sera réabsorbé par les nouveaux arbres. Ce mode de fonctionnement permet ainsi de se rapprocher de la neutralité carbone sur le cycle de vie du bois.

Toutefois, ce beau tableau est entaché par les polluants atmosphériques émis à la combustion. La fumée de bois contient en effet des particules fines, du monoxyde de carbone, ou encore des composés organiques volatils.

A noter tout de même que les appareils modernes, labellisés Flamme Verte, sont bien plus propres que les anciens poêles ou que les cheminées ouvertes. La décarbonation du chauffage au bois peut donc passer par le remplacement d’appareils anciens, appuyé par l’adoption de bonnes pratiques d’entretien.

La sobriété énergétique : un autre levier de décarbonation

Trop souvent réduite à la seule question du changement d’équipement, il ne faut pas oublier que la décarbonation du chauffage passe aussi par la sobriété énergétique. Cette approche vise à réduire la consommation d’énergie à la source. Elle repose sur deux piliers complémentaires.

Le premier concerne les usages :

• éviter de chauffer les locaux inoccupés ;
• abaisser légèrement la température de consigne (chaque degré compte) ;
• programmer les systèmes de chauffage en fonction de l’occupation réelle ;
• ou encore réparer les thermostats défectueux.

Ce sont des gestes simples, peu coûteux à mettre en œuvre, et qui peuvent générer des économies substantielles.

Le second pilier concerne l’optimisation passive du bâti. Une bonne isolation, une ventilation adaptée, l’étanchéité à l’air, mais aussi l’orientation des pièces ou le choix de matériaux performants permettent de réduire durablement les besoins de chauffage.

Associée aux solutions techniques de décarbonation, la sobriété énergétique permet d’amorcer une transition plus rapide, moins coûteuse et souvent plus efficace à court terme. C’est aussi un signal fort en matière de responsabilité énergétique, attendu des acteurs publics comme privés.

Quelles sont les aides disponibles pour financer la décarbonation ?

Tour d’horizon des aides et dispositifs financiers visant à faciliter la décarbonation des bâtiments tertiaires et résidentiels.

Les aides à la décarbonation pour les bâtiments résidentiels

MaPrimeRénov’

L’objectif de MaPrimeRénov’ est la rénovation des logements privés en vue d’améliorer leur performance globale. Cette aide vise notamment à soutenir le remplacement des systèmes de chauffage fossiles par des solutions décarbonées. Elle est accordée si et seulement si les travaux sont réalisés par un professionnel RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).

MaPrimeRénov’ est accessible pour les propriétaires de logements construits il y a plus de 15 ans (résidence principale). La prime est modulée selon les revenus des ménages. A titre d’exemple, un ménage dans la catégorie “très modeste” peut prétendre, sous certaines conditions, à un financement de 80 % du coût total des travaux, plafonné à 40 000 € (ceci dans le cadre d’une rénovation d’ampleur du logement).

Des aides sont également disponibles pour réaliser une seule action de travaux. Par exemple, la prime pour l’installation d’une PAC air/eau varie entre 3 000 et 5 000 €. Quant aux pompes à chaleur géothermiques, la prime peut monter jusqu’à 11 000 €.

En copropriété, la prime est aussi disponible pour les syndicats de copropriétaires afin de réaliser des travaux de rénovation globale dans les parties communes.

Coups de pouce Chauffage (individuel et collectif)

L’aide Coup de pouce Chauffage vise à inciter les particuliers à remplacer leur ancienne chaudière au fioul domestique, au charbon, ou au gaz, par une solution plus propre.

La version individuelle de l'aide est ouverte aux propriétaires ou locataires d'un logement chauffé individuellement, tandis que la version collective est accessible aux copropriétaires d'un immeuble (dont le chauffage est collectif), mais également aux bailleurs sociaux, internats, maisons de retraite, et autres bâtiments collectifs…

Les différents Coups de pouce Chauffage sont cumulables avec MaPrimeRénov’ (versions individuelle et collective) et permettent d’obtenir des financements avantageux pour les chauffages :

• Individuels : pompe à chaleur air-eau ou géothermique, système solaire combiné, chaudière biomasse, appareil indépendant de bois, raccordement à un réseau de chaleur ;
• Collectifs : pompe à chaleur collective (aire/eau ou eau/eau), système géothermique, raccordement à un réseau de chaleur.

Citons aussi : l’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ), la TVA à taux réduit de 5,5 %, ou encore les aides locales (caisse de retraite, région…).

Les aides à la décarbonation pour les bâtiments tertiaires

Fonds Chaleur

Géré par l’ADEME depuis 2009, le Fonds Chaleur incite à l’installation de systèmes de production de chaleur vertueux tels que la chaleur fatale, la géothermie, ou encore la biomasse. En 2024, ce ne sont pas moins de 820 M€ de subventions qui ont été alloués par ce fonds.

Le montant de cette aide financière peut couvrir entre 30 % et 60 % des coûts éligibles, selon l’énergie choisie.

Les aides du Fonds Chaleur sont compatibles avec d’autres dispositifs, à condition que le bénéficiaire déclare l’ensemble des aides sollicitées, et qu’il respecte les plafonds autorisés pour chaque aide.

Coup de pouce Chauffage tertiaire

Comme pour les bâtiments résidentiels, il existe un Coup de pouce Chauffage tertiaire, qui incite les propriétaires de bâtiments tertiaires à remplacer les chauffages fonctionnant aux énergies fossiles, par des solutions décarbonées.

Cette aide vise en priorité à financer le raccordement à un réseau de chaleur vertueux, lorsque cela est techniquement et économiquement possible. En l’absence de solution de raccordement adaptée, l’aide permet alors de soutenir l’installation de systèmes de chauffage performants en remplacement de chaudières au fioul ou au gaz.

Par exemple, pour un bâtiment tertiaire, l’installation d’un système géothermique en remplacement d’une chaudière gaz permet de multiplier par 5 le montant des certificats d’économies d’énergie (CEE) alloués au projet. Ce coefficient passe à 3 ou 4 pour l’installation d’une pompe à chaleur.

Précisons également que pour bénéficier de la prime Coup de pouce Chauffage tertiaire, le bâtiment ne doit pas avoir été raccordé à un réseau de chaleur au cours des cinq dernières années.

BPI, Ademe, subventions européennes, aides locales…

Enfin, de nombreuses aides sont versées par des structures telles que la BPI, l’Ademe (autres que le Fonds Chaleur), les collectivités ou encore l’Union européenne. Le pôle Subventions de Hellio peut vous éclairer sur le sujet !

Comment Hellio peut accompagner votre démarche de décarbonation

Depuis plus de 15 ans, Hellio et son bureau d’études Akéa Énergies agissent en faveur de la réduction des émissions de gaz à effet de serre. Conscients que ces enjeux constituent le défi climatique du siècle, nos experts vous accompagnent dans la réalisation et le financement de vos projets de décarbonation :

• Etudes techniques pour identifier les gisements d’économie d’énergie (audits énergétiques, études d’opportunité, Bilan Carbone®…) ;
• Identification des financements disponibles et montage des dossiers de demande d’aide (CEE, MaPrimeRénov’, Ademe...) ;
• Mise en relation avec des professionnels certifiés pour la réalisation des travaux ;
• Suivi des travaux et contrôle qualité (maîtrise d’œuvre) ;
• Assistance à maîtrise d’ouvrage (AMO) ;
• Formation des équipes / usagers ;
• Etc.

Nos équipes s’adaptent à vos besoins.

Hellio vous accompagne dans vos projets de rénovation