Innover dans les domaines du CVC(chauffage, ventilation, climatisation) est tant un enjeu d’entreprise qu’un enjeu de société. Levier important de la réduction des consommations d’énergie dans le bâtiment, le secteur du CVC est au cœur de l’action. Soutenu par le plan d’investissement « France 2030 », il bénéficie notamment de l’appel à projets de l’ADEME soutenant l’innovation dans les systèmes énergétiques et de traitement de l’air du bâtiment. Analysons les dernières tendances, au service de la transition écologique.
Pourquoi innover dans le chauffage et la climatisation ?
Des enjeux climatiques
Les travaux de R&D (recherche et développement) dans les domaines du CVC dépassent les logiques de marchés et les enjeux d’entreprise purement économiques. Face aux conséquences du dérèglement climatique, le chauffage et la climatisation sont en première ligne. Besoin naturel des populations, la production de chaleur l’hiver et de froid l’été est intrinsèquement consommatrice d’énergie et vectrice de pollution. Réduire les consommations d’énergies, notamment fossiles, des équipements de chauffage et climatisation, et limiter leurs émissions de gaz à effet de serre, en particulier liées aux fluides frigorigènes utilisés dans la climatisation, sont des enjeux auxquels l’innovation s’attache à répondre.
Des enjeux de bonne gestion
Les réalités économiques et climatiques ont ce point commun qu’elles encouragent les industriels à proposer des équipements de CVC de plus en plus finement monitorés aux utilisateurs. L’objectif est d’améliorer la supervision et le contrôle des machines afin de :
- Mieux optimiser les performances des équipements
- Mais aussi mieux maîtriser les charges d’exploitation des appareils, notamment leurs consommations d’énergie
Les avantages retirés sont nombreux : réalisation d’économies pécuniaires, réduction des consommations d’énergie, amélioration de la fiabilité et de la durée de vie des équipements ou encore renforcement de la sécurité des appareils.
Le développement de l’Internet des Objets (IoT) et de l’Intelligence Artificielle (IA) dans les domaines du chauffage et de la climatisation est aujourd’hui un élément de réponse à cet enjeu de bonne gestion.
Des enjeux de sécurité
L’innovation dans le chauffage, la ventilation et la climatisation permet de répondre à des préoccupations fortes des consommateurs et usagers :
- Leur propre sécurité
- La préservation de la qualité sanitaire de leurs espaces de vie et de travail
L’amélioration du contrôle des équipements, avec la généralisation des systèmes de supervision et la domotique notamment, permet la détection de dysfonctionnements et l’anticipation de dangers éventuels.
Le développement de nouvelles technologies améliore également la sécurité des personnes et limite l’impact du chauffage et de la climatisation sur leur santé. Procédés permettant l’élimination progressive des réfrigérants polluants, systèmes limitant l’émission de particules fines, recours aux énergies propres sont autant d’innovation améliorant les qualités sanitaires de nos environnements.
Des systèmes de chauffages écologiques innovants
Parmi les principales innovations, on peut citer celles qui vont dans le sens du règlement F-Gas II (n°517/014). Ce règlement européen, dont la version III a été publiée en 2024, vise à supprimer progressivement l’utilisation de fluides frigorigènes et de gaz fluorés, dans les pompes à chaleur et climatisation notamment, participant au réchauffement climatique.
Ainsi, sont développées des alternatives moins émissives comme les pompes à chaleur fonctionnant au propane, les chaudières à hydrogène ou encore les chaudières à granulés limitant l’émission de polluants.
Des pompes à chaleur fonctionnant aux fluides naturels
On trouve aujourd’hui sur le marché des pompes à chaleur fonctionnant au propane, également appelé frigorigène R290, ou au CO2 (frigorigène R744). Ces fluides naturels ont l’avantage de présenter un faible PRG (Potentiel de Réchauffement Global), soit un impact quasi nul sur la couche d’ozone et sur l’effet de serre. A titre d’exemple, le PRG du propane est de 3. Il répond ainsi largement à la réglementation F-Gas II qui exige qu’à partir de 2030, tous les fluides frigorigènes mis sur le marché aient un PRG inférieur à 150. Le PRG du CO2, gaz de référence, est de 1. Le propane nécessite cependant des pressions de fonctionnement moins élevées que le gaz carbonique et lui est actuellement préféré par les industriels. Il permet notamment d’assurer des températures de départ de chauffage élevées, autour de 70°C.
Le propane reste cependant une énergie fossile, non renouvelable et il présente l’inconvénient d’être très inflammable (classé A3). Des procédures et un outillage spécifiques sont nécessaires à son utilisation. Les techniciens concernés doivent être formés aux risques d'incendie et d'explosion.
Des chaudières à hydrogène vert
L’hydrogène obtenu par électrolyse de l’eau, à partir d’énergie renouvelable, est appelé hydrogène vert. C’est un gaz renouvelable et non émissif. Les chaudières 100% à hydrogène sont encore à l’essai en France, sur différents sites d’expérimentation. Aux Pays-Bas, la première installation d’Europe fonctionnant à 100% à l’hydrogène a été mise en service en 2021 sur un ensemble de bâtiments collectifs.
Des chaudières à granulés moins émissives en particules fines
La modernisation du parc de chaudières à granulés est en marche en France. Des chaudières à granulés nouvelle génération, maîtrisant mieux les rejets de polluants, ont été développées pour répondre à une demande forte tout en s’inscrivant dans une logique vertueuse. Certains modèles limitent désormais l’émission de particules fines à un seuil de 2mg/Nm3 grâce à des systèmes de recirculation des gaz de combustion et de combustion sans flamme. Ce seuil est 10 fois inférieur aux critères de base du label Flamme Verte, soutenu par l’ADEME, donnant accès à des aides financières.
Une production de froid plus respectueuse de l’environnement
La production de froid n’est pas en reste. Outre le remplacement progressif des fluides frigorigènes polluants par des gaz plus respectueux de l’environnement dans les pompes à chaleur et systèmes de climatisation, de nouvelles technologies ont vu le jour pour une production de froid plus durable.
Citons la climatisation à volume de réfrigérant variable (VRV) au R32 intégrant un système de confinement de son fluide frigorigène. Le R32 est un réfrigérant de la famille des hydrofluorocarbones (HFC). Permettant de répondre à la réglementation F-Gas II, il est aujourd’hui répandu dans l’industrie mais participe tout de même à l’effet de serre. Les technologies de confinement permettent de réduire les émissions de CO2 liées à l’utilisation du R32 et participent ainsi à la décarbonation des systèmes de climatisation et du bâtiment.
Une gestion technique plus efficace
Les solutions de gestion technique du bâtiment (GTB) s’appuient aujourd’hui sur l’Internet des Objets (IoT) et l’Intelligence Artificielle (IA). Elles gagnent en efficacité et pertinence grâce à la démultiplication de capteurs de plus en plus diversifiés permettant une analyse fine des situations réelles et un ajustement du fonctionnement des machines, pour toujours plus de sobriété et de maîtrise de l’énergie.
Ainsi, le pilotage intelligent du bâtiment permet de régler des températures par pièce ou par zone grâce à une intelligence artificielle commandant des capteurs et actionneurs communiquant à distance, selon les besoins de chauffage ou refroidissement réels.
Chez les particuliers, la transformation numérique des habitations est également d’actualité avec un essor de l’usage de la domotique, au service de la transition écologique et du budget des ménages.
Une évolution des métiers du chauffage et de la climatisation
L’ensemble de ces innovations n’est pas sans impact sur les métiers du CVC.
Confrontés à des systèmes de plus en plus élaborés, les techniciens spécialistes du chauffage, de la ventilation et de la climatisation bénéficient de formations de plus en plus polyvalentes, intégrant la maîtrise des outils numériques et des interfaces connectées et la connaissance des dernières technologies.
La transition écologique et les évolutions qu’elle apporte au secteur du bâtiment renforcent la nécessité pour les professionnels du CVC de se former tout au long de leurs carrières, dans un objectif de compétences renforcées, de sécurité et de fiabilité. La formation continue est aujourd’hui la condition sine qua non de l’exercice, en toute sécurité, des métiers de chauffagiste, frigoriste, climaticien ou encore technicien de maintenance.