La chaudière gaz à condensation

En France, le chauffage au gaz équipe un tiers des maisons individuelles et plus de la moitié des appartements. Au fil des années, la chaudière à condensation s’est imposée comme le système le plus efficace pour exploiter ce combustible. Mais toutes les installations ne se valent pas pour autant et les rendements affichés par les fabricants laissent parfois dubitatifs. Conseils Thermiques fait le point sur cette technologie performante à défaut d’être écologique.



chaudiere gaz condensation

Fonctionnement d’une chaudière gaz à condensation

Etape 1 - Combustion : Le gaz est d'abord mélangé avec l'oxygène de l'air au niveau du brûleur. Ce mélange « air-gaz » est ensuite enflammé par l'électrode d'allumage ce qui crée une réaction de combustion. Cette combustion dégage de la chaleur et des fumées. Les fumées se composent principalement de CO2 et de vapeur d’eau comme on peut le voir sur ce bilan simplifié.

réaction combustion gaz

C’est la vapeur d’eau qui donne sa couleur blanche aux fumées. Une teinte noire témoigne d’une combustion incomplète avec des particules de carbone non brûlées.

Etape 2 – Echange de chaleur : Avant d’être évacuées, les fumées chaudes transitent par un échangeur de chaleur dans lequel circule l’eau qui alimente ensuite les radiateurs, le plancher chauffant ou l'eau chaude sanitaire. Voilà ce qu’il en est pour une chaudière gaz classique.

fonctionnement chaudière gaz classique

Sur une chaudière gaz classique, il n’y a qu’un seul échangeur de chaleur.

condensationEtape 3 - Condensation : Une chaudière dite « à condensation » va plus loin en exploitant le principe physique de la condensation. Il consiste à faire passer un fluide de l’état gazeux à l’état liquide en le refroidissant. Par exemple, lorsqu’on souffle sur une vitre, une partie de la vapeur d’eau condense sur la paroi froide (apparition de gouttelettes). Ce processus crée de la chaleur et c’est bien ce qui nous intéresse ici.

En effet, nous l’avons vu, les fumées contiennent de la vapeur d’eau. En la condensant, on peut donc obtenir de la chaleur supplémentaire et améliorer le rendement de la chaudière. Mais pour se faire, il faut refroidir les fumées.

Techniquement, cela se traduit par l’ajout d’un condenseur qui augmente la surface d’échange au niveau du retour du chauffage. L’eau chaude qui a circulé dans les chauffages revient plus froide. Elle abaisse ainsi la température des fumées et provoque la condensation de la vapeur d’eau contenue dans celles-ci. On récupère alors la chaleur latente des fumées.

fonctionnement chaudière gaz à condensation

La chaudière à condensation dispose d’un second échangeur appelé « condenseur ».

On remarque que l’évacuation des fumées se fait par le bas au niveau du condenseur. On se situe ainsi dans le même sens que l’écoulement des condensats. Sinon, il y aurait un risque que les fumées vaporisent de nouveau l’eau liquide. L’énergie gagnée précédemment serait alors perdue.

Etape 4 – Evacuation des condensats : L’eau issue de la condensation part vers les eaux usées.

Performances d’une chaudière gaz à condensation

Un rendement supérieur à 100%, c’est possible ?! Vous l’aurez compris, une chaudière gaz à condensation est plus performante qu’une chaudière gaz classique car elle exploite la chaleur latente des fumées. Certains fabricants vont même jusqu’à afficher des rendements supérieurs à 100% !

rendement chaudière gaz à condensation

109% à ma gauche… 110% à ma droite ! Qui dit mieux ?

Bien sûr, il est physiquement impossible d’obtenir plus d’énergie que ce que le combustible peut offrir mais l’argument marketing reste très puissant.

PCI ou PCS, telle est la question : Pour obtenir ces chiffres, les fabricants calculent le rendement de leur chaudière sur la base du pouvoir calorifique inférieur dit PCI.

Le PCI désigne la quantité d’énergie maximale que l’on peut obtenir en brûlant 1 mètre cube de gaz, mais sans prendre en compte la chaleur latente contenue dans les fumées. Le pouvoir calorifique supérieur, dit PCS, intègre quant à lui cette chaleur latente.

C’est logiquement ce dernier indicateur qui devrait être utilisé pour calculer les performances des chaudières gaz à condensation. Mais en se basant sur le PCI, on peut « tricher gentiment » sur les chiffres. Exemple si on brûle 1 mètre cube de gaz :


Energie dispo. selon le PCI10 kWh
Energie dispo. selon le PCS11 kWh
Energie produite dans les 2 cas10.4 kWh
Rendement PCI104%
Rendement PCS94%

Ici, le fabricant choisira probablement d’afficher un rendement de 104% sur PCI plutôt que celui de 94% sur PCS. Ce dernier est plus juste mais moins vendeur.

Efficacité réelle : Dans les faits, le site indépendant Energie Plus estime que l’on peut réaliser entre 6 et 9% d’économies annuelles par rapport à une chaudière classique. Un gain très intéressant d’autant qu’il n’y a aucun surcoût à l’investissement car les chaudières gaz à condensation constituent aujourd’hui la norme.

L’Ademe annonce quant à elle un rendement saisonnier de 92% sur PCS. Cela signifie que la chaudière gaz à condensation exploite en moyenne 92% de l’énergie disponible dans le combustible. Une technologie très efficace donc qui ne peut plus évoluer en termes de performances.

Optimisation de la chaudière gaz à condensation

Optimisation : Pour autant, toutes les installations ne se valent pas. Pour que la chaudière gaz condense au maximum, il faut que le retour de chauffage soit le plus froid possible. En effet, la température à laquelle la vapeur d’eau commence à condenser se situe autour de 55°C (point de rosée). Il faut donc refroidir les fumées à une température inférieure à 55°C et idéalement, au moins 10°C en dessous pour avoir un effet significatif sur le rendement. Pour cela, il faut préférer des émetteurs à basse température :


EmetteurPlancher chauffantRadiateur basse températureRadiateur haute température
T°C de retour30°C40°C50 à 70°C

On constate donc qu’un plancher chauffant couplé à une chaudière gaz à condensation offrira les meilleures performances possibles.

Ancienne installation : Faut-il pour autant en conclure qu’une chaudière gaz à condensation n’a aucun intérêt sur une installation existante avec des radiateurs haute température ? Pas tout à fait car il existe des marges d’actions.

D’une part, l’échangeur de la chaudière à condensation est plus long que sur une chaudière classique du fait de l’ajout du condenseur. Les fumées sont donc plus froides lorsqu’elles sont évacuées et on récupère davantage d’énergie (indépendamment du fait que la chaudière condense ou non).

chaudière gaz à condensation vaillant

Cette chaudière à condensation Vaillant EcoTEC remplace une ancienne chaudière gaz classique. Installation : Stéphane Dervieux - DS Thermique (95)

D’autre part, les radiateurs existants sont souvent surdimensionnés et il est possible de revoir le régime d’eau afin qu’ils fonctionnent à plus basse température sans impacter le confort des occupants. Cette action favorise un retour froid et donc la condensation.

Dimensionnement d’une chaudière gaz à condensation

Puissance maximale : A puissance nominale, la chaudière gaz à condensation doit pouvoir compenser les pertes de chaleur de la maison le jour le plus froid de l’hiver. On peut estimer grossièrement les besoins de chauffage autour de 40 W/m3 en rénovation mais c’est à l’installateur de déterminer finement cette puissance maximale. Il se base notamment sur le volume à chauffer, la localisation de la maison, son niveau d’isolation, la température de confort souhaitée et la nécessité ou non de produire de l’eau chaude sanitaire.

chaudière gaz à condensation viessman

Cette chaudière gaz à condensation Viessmann Vitodens 200 assure aussi l’eau chaude sanitaire. Installation : LGS Entreprise (69)

Puissance minimale : Dans les faits, la chaudière fonctionne la plupart du temps à puissance partielle. Le bruleur est en effet capable d’adapter sa puissance de 25 à 100%. C’est tant mieux car le rendement optimal de la chaudière est obtenu lorsque la chaudière fonctionne à bas régime, autour de 30%. Exemple avec les caractéristiques du modèle Elm Leblanc Soltis Condens 30 kW :


Rendement PCI puissance 100%98%
Rendement PCI puissance 30%108.4%

Cela s’explique car à puissance partielle, le retour est plus froid ce qui favorise la condensation de la vapeur d’eau. Mais aussi, parce que la surface d’échange augmente par rapport à la flamme. Les fumées ressortent donc plus froides et on récupère davantage d’énergie.

Chaudières gaz : murales ou au sol ?

On distingue deux types de chaudières gaz à condensation : celles murales et celles au sol.

Chaudières gaz murales : Les premières ont l’avantage de présenter une très bonne compacité (autour de 40 cm de large) et un poids réduit (environ 50 kg une fois remplies). Elles peuvent donc s’intégrer facilement dans une pièce de vie en se fixant au mur grâce à un dosseret.

chaudière gaz à condensation murale et au sol

A gauche, chaudière murale De Dietrich Naneo. A droite, chaudière au sol Modulens G du même fabricant. Installations : EURL Ancelot- Lepolard (18)

Chaudières gaz au sol : Les secondes sont plus encombrantes (largeur de 60 cm environ) et plus lourdes (200 kg) mais elles ont le mérite de pouvoir accueillir un ballon d’eau chaude plus volumineux. Cela évite un surdimensionnement de la chaudière pour l’eau chaude sanitaire et améliore le confort. Elles trouveront plus facilement leur place dans un sous-sol ou un garage. Voici un tableau récapitulatif :


Eau chaudeInstantanéeMicro-accumulationAccumulation
TypeMuraleMuraleAu sol
DescriptionL’eau chaude est produite de façon instantanée avec un débit de 12 à 16 L/minutes.Un petit ballon de moins de 10 L, placé dans la chaudière, stocke l’eau chaude qui est disponible immédiatement.Un ballon accumulateur d’une capacité de 80 à 125 L stocke de l’eau chaude directement disponible. Il est situé dans la chaudière ou à côté.
Exemple1 à 3 personnes, 25 kW, 12 L/min
12 L/min = évier + douche ou bain
> 3 personnes, 15 kW, ballon 125 L 20 L/min = 2 éviers + 2 bains
AvantagesChaudière très compacte
Pas de perte par stockage
Faible prix
Chaudière compacte
Eau chaude rapide
Nombreux puisages
On/Off rares = Longévité
Température eau constante
LimitesEau chaude lente à arriver
Puisages simultanés limités
On/Off fréquents = usure
Variations température eau
Surdimensionnement
Puisages simultanés limités
On/Off fréquents = usure
Variations température
Prix supérieur
Chaudière encombrante
Perte d’énergie par stockage
Prix supérieur

Installation d’une chaudière gaz à condensation : ventouse ou non ?

La combustion du gaz requiert de l’oxygène, il faut donc que la chaudière bénéficie d’un apport en air comburant suffisant. On estime en effet qu’il faut autour de 10 mètres cube d’air pour brûler 1 mètre cube de gaz naturel. Pour garantir cet apport, l’installation d’une chaudière gaz à condensation peut se faire de deux manières.

zones installation fumisterieInstallation traditionnelle ou de type B (contraignant) : Dans ce cas, l’air comburant est pris dans la chaufferie ce qui oblige à ventiler en permanence la pièce. La sortie des fumées doit impérativement se faire en zone 1, soit 40 cm au dessus du faîtage.

Installation en ventouse ou de type C (le plus courant) : Ici, l’installation se fait à circuit de combustion étanche. Cela signifie que l’air comburant n’est pas pris dans le local où est installée la chaudière mais à l’extérieur. La pièce n’a donc pas à être ventilée en permanence.

Cela facilite l’installation dans les celliers ou dans les placards par exemple, à condition de laisser la place nécessaire pour l’entretien. Selon la position de la sortie de cheminée, on parle d’installations en ventouse « horizontale » ou « verticale ».


                                                 chaudiere gaz condensationVentouse horizontale (zone 3)
La sortie des fumées débouche en façade. Il faut respecter des distances vis-à-vis des ouvrants (40 cm) et des entrées d’air (60 cm) pour prévenir d’un refoulement des fumées dans la maison.
De même, si le terminal sort à moins de 1m80, il devra être protégé (risques de brûlures et de vandalisme). Cette pose est adaptée si la chaudière est adossée à une cloison donnant sur un mur extérieur. Elle se révèle moins coûteuse du fait de la faible longueur de fumisterie à mettre en œuvre.
chaudiere gaz condensationVentouse verticale (zone 2)
La sortie des fumées débouche au moins 30 cm au dessus de la toiture mais sans obligation de dépasser le faîtage. Cette pose est à privilégier si la chaudière se situe au milieu d’une pièce.

Dans tous les cas, l’installation d’une chaudière gaz à condensation est régie par l’arrêté du 28 février 2018. Lors de la réception des travaux, un « passeport technique de l’installation » vous sera remis. Son rôle est de centraliser toutes les informations concernant l’appareil sur toute sa durée de vie : installation, modifications futures, attestations d’entretien…

Régulation des chaudières gaz à condensation

Pour que la chaudière soit efficace, il faut que l’eau chaude arrive à la bonne température et au bon moment. Pour cela, elle est dotée de plusieurs dispositifs de régulation.

Sonde extérieure : Elle mesure les températures extérieures et permet ainsi à la chaudière d’adapter la température de départ de l’eau pour se caler au plus juste des déperditions de la maison.

Thermostat d’ambiance programmable : Le thermostat d’ambiance est l’outil que va manipuler l’utilisateur. Grâce à la programmation, il peut indiquer à la chaudière le confort souhaité au moment voulu. Par exemple, 20°C en cas de présence et 17°C en cas d’absence. Si cette sonde intérieure détecte que la température n’est pas satisfaite, elle va ordonner à la chaudière d’envoyer de l’eau chaude.

régulation chaudière gaz à condensation

Sonde programmable – Robinet thermostatique

Robinets thermostatiques : Les robinets thermostatiques se placent au niveau de chaque radiateur pour régler la température « pièce par pièce ». Ils permettent d’ajuster le débit d’eau qui traverse chaque émetteur de chaleur. Mais attention, ils n’agissent jamais directement sur la chaudière gaz.

Fiabilité des chaudières gaz à condensation

Les chaudières gaz à condensation constituent une technologie « fiable, mature et robuste » selon l’Ademe. La durée de vie conventionnelle de ces équipements est d’ailleurs estimée à 17 ans.

L’Agence Qualité Construction (AQC) constate dans son enquête sur la réparabilité des équipements que la plupart des dommages surviennent lors d’une surtension (orage, interruptions de fourniture de courant) et concernent les pièces électroniques. La carte électronique, le régulateur ou encore la pompe de circulation peuvent être endommagés lors d’un sinistre.

chaudière gaz classique par condensation

Remplacement d’une chaudière basse consommation (ancienne génération) par une chaudière à condensation Frisquet Hydromotrix. Installation : Chauffage 2000 (69).

L’enquête affirme que la plupart de ces composants ne sont pas réparables, notamment parce que ce n’est pas viable économiquement. La seule solution est alors de changer le composant. Sur ce point, l’AQC souligne que les pièces détachées peuvent se trouver assez facilement car même si le fabricant historique n’en a plus en stock, des pièces plus modernes peuvent être adaptées. On peut donc « upgrader » une ancienne chaudière avec du matériel récent ce qui rend le chauffage durable.

Bilan environnemental des chaudières gaz à condensation

Si les chaudières gaz à condensation disposent de nombreuses qualités (recul, performances, fiabilité), le bilan environnemental de cette solution constitue clairement son talon d’Achille.

Gaz à effet de serre : La combustion du gaz génère du CO2, un gaz à effet de serre qui contribue au réchauffement climatique. La chaudière gaz à condensation fait ainsi partie des chauffages les plus carbonés avec le fioul :

émissions de co2 par chauffage

Emissions de CO2 pour 1 kWh de chauffage (Données : label E+C-)

Et le biogaz ? Le biogaz s’obtient par la fermentation de déchets organiques. Il peut ensuite être injecté dans le réseau de gaz naturel après épuration. Les émissions de CO2 du gaz doivent donc tenir compte du taux d’incorporation de gaz renouvelable dans le réseau.

unité méthanisation

En 2030, la programmation pluriannuelle de l’énergie estime que le biogaz représentera seulement 7% de la consommation de gaz. GRDF annonce de son côté qu’il est possible d’atteindre 30% de gaz renouvelable dès 2030. En se plaçant dans cette hypothèse (très favorable au biogaz), le cabinet indépendant Carbone 4 estime que le facteur d’émission du gaz passerait à 200 g par kWh ce qui reste une valeur élevée.

Avec la disparition programmée des chaudières au fioul pour des raisons écologiques, on peut légitimement se demander si les chaudières au gaz ne seront pas les prochaines concernées par une réglementation.

Amélioration du bilan environnemental : A noter que l’ajout d’une solution écologique comme les panneaux solaires thermiques peut être envisagée pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire (chauffe-eau solaire) voire de toute la maison (système solaire combiné).

fonctionnement système solaire combiné

Principe du système solaire combiné (Ademe).

Le chauffage solaire couvre entre 40 et 60% des besoins selon les régions, c’est autant de gaz consommé en moins. Reste que les chaudières à granulés et les pompes à chaleur (air-eau et géothermie) affichent de meilleurs bilans environnementaux.

Entretien des chaudières gaz à condensation

Les chaudières gaz à condensation ne nécessitent pas d’entretien quotidien. En revanche, un entretien annuel par un professionnel qualifié est obligatoire. Il nettoie notamment le corps de chauffe, contrôle la sécurité de l’installation (vase d’expansion, débit de gaz, étanchéité des circuits gaz et eau) et vérifie son bon fonctionnement.

entretien chaudière gaz à condensation

Entretien d’une chaudière gaz Saunier Duval Thema Plus Condens. Réalisation : Thierry Quay-Thevenon – Avizenergie (38)

Il faut compter autour de 140€ TTC pour cette prestation. Un contrat d’entretien peut être souscrit auprès de votre installateur. Dans tous les cas, ces opérations doivent faire l’objet d’une attestation d’entretien.

Prix des chaudières gaz à condensation

Prix des chaudières : Une chaudière gaz à condensation posée par un professionnel coûte en moyenne 5 000 à 6 000€ TTC ce qui en fait un système très bon marché par rapport à ces concurrents. Des aides peuvent être disponibles pour changer sa chaudière sous réserve de passer par un professionnel RGE.

Le marché est bien structuré autour de grandes marques parmi lesquelles on peut citer Atlantic, Chappee, De Dietrich, Elm Leblanc, Frisquet, Saunier Duval, Viessman… Dans tous les cas, il faut faire jouer la concurrence pour étudier plusieurs devis.

Pour cela, Conseils Thermiques s'associe à plusieurs partenaires afin de vous mettre en relation avec des artisans locaux certifiés RGE. Vous pourrez ainsi étudier plusieurs propositions techniques et commerciales gratuitement et sans engagement.

Je souhaite rencontrer des entreprises >

Ces travaux de rénovation énergétique donnent droit à des subventions (prime énergie). Si vous avez déjà un devis (non signé), vous pouvez encore y prétendre.

Je souhaite obtenir ma prime énergie >

Sur internet, on trouve des modèles en vente libre à partir de 1 000 - 1 500€ TTC mais le plus souvent, la mise en service doit être réalisée par un professionnel de la marque afin de bénéficier de la garantie.



Prix du combustible : Le gaz naturel (ou gaz de ville) bénéficie d’un coût de l’énergie compétitif, autour de 7-8 cts le kWh. A l’inverse, le gaz propane (en citerne) est une énergie très chère (14 à 16 cts le kWh) et reste une solution à éviter.

Consommation de gaz : En moyenne, voici les consommations annuelles de gaz pour le chauffage selon le type de logement (données Ademe).


TypeConstructionConsommation
Maison IndividuelleAvant 1975201 kWh/m²
Maison IndividuelleAprès 1975166 kWh/m²
Appartement – chauf. collectifAvant 1975207 kWh/m²
Appartement – chauf. collectifAprès 1975196 kWh/m²
Appartement – chauf. indiv.Avant 1975146 kWh/m²
Appartement – chauf. indiv.Après 1975125 kWh/m²

Exemple : Une maison de 100 m² construite après 1975 consommera en moyenne 16 600 kWh par an pour son chauffage. A 8 cts le kWh, cela fait une facture de 1 328€.

Avantages et inconvénients des chaudières gaz à condensation



AvantagesInconvénients
Technologie fiable et matureImportants rejets de CO2
Rendement élevéEntretien annuel obligatoire
Prix combustible (gaz de ville)Prix combustible (gaz citerne)
Prix installationCorrélation entre prix du pétrole et prix du gaz
Installation compacteStockage du combustible (gaz citerne)
Sans entretien quotidienMarketing sur le rendement
Filière bien organisée-

Références et ressources pour approfondir


Conclusion : Des chaudières gaz fiables et performantes… mais polluantes.

La chaudière gaz à condensation est à la fois performante, fiable et relativement bon marché. Cela en fait un chauffage très répandu, notamment pour les logements ayant accès au gaz de ville qui est un combustible compétitif et sans nécessité de stockage. Toutefois, son bilan écologique joue clairement en sa défaveur et les chaudières à granulés ainsi que les pompes à chaleur (air-eau et géothermie) feront bien mieux sur ce point. Elles sont d’ailleurs bien mieux subventionnées par les aides.


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