Radiateurs électriques gratuits : lettre ouverte à Madame la Ministre de l'Écologie

lundi 07 septembre 2015 Écrit par  Yves Heuillard
Radiateurs électriques gratuits : lettre ouverte à Madame la Ministre de l'Écologie Adapation d'une photo de Jaypeg (CC)

Madame la Ministre de l'Écologie a proposé le remplacement gratuit des vieux radiateurs électriques pour des radiateurs qui seraient moins gourmands. On a du mal à croire qu'aucun des conseillers de Madame Royal ne se souvienne de la Loi de Joule qui définit la quantité d'énergie produite par une résistance électrique traversée par une certaine quantité de courant électrique.

Chère Madame la Ministre de l'Écologie,
Ayant appris que vous souhaitiez proposer gratuitement le remplacement des vieux radiateurs électriques par « des radiateurs moins gourmands en énergie », dans l'intention très louable d'alléger les charges qui pèsent sur les ménages les plus modestes, je voudrais attirer votre attention sur le point suivant.

Les radiateurs électriques dont il est question, et que l'on nomme souvent "convecteurs", reposent sur le principe de l'effet Joule :  un courant électrique passe dans une résistance, celle-ci est chauffée par le courant, et la chaleur est transférée à l'air de la pièce par convection.

La loi de Joule dit que pour produire une certaine quantité de chaleur dans une résistance, il faut consommer une certaine quantité de courant (1). Autrement dit, si on baisse la quantité de courant qui passe dans un radiateur, on chauffe moins.  Autrement dit encore, un radiateur électrique de 1500 W vendu en 1950 produit la même quantité de chaleur avec la même quantité d'électricité qu'un radiateur de 1500 W de 2015. Et ceci ne changera jamais.

Changer le robinet d'une baignoire qui fuit ne sert à rien

Le chauffage domestique sert à compenser la fuite de calories qui s'opère de l'intérieur vers l'extérieur du logement quand il fait froid dehors.

On peut comparer le logement à un seau qui fuit et que l'on remplirait en permanence avec un robinet plus ou moins ouvert selon la taille du trou au fond du seau.

Vous pouvez changer le vieux robinet de 1970 (le radiateur) par un robinet ultramoderne, si vous voulez garder un certain niveau d'eau dans le seau (la température dans le logement), le débit du robinet sera le même. C'est le trou qu'il faut boucher. Et dans un bâtiment cette opération s'appelle « isoler ».

Prenons un exemple. Si dans une chambre il est nécessaire de faire fonctionner en permanence un radiateur de 2000 W pour maintenir pendant la nuit une température de 16°C quand il gèle dehors,  un autre radiateur de 2000 W aussi moderne soit-il, aussi sophistiqué soit-il, ne consommera pas moins. La seule solution pour faire des économies serait de le changer par un radiateur de 1500 W. Mais dans ce cas la température de la pièce sera moindre, 14 °C par exemple.

Madame la Ministre pourra se reporter à la métaphore d'un seau qui fuit et qui m'a été soufflée par l'un de ses meilleurs sujets, ingénieur thermicien de son état (encadré ci-contre).

Il est toutefois possible de faire de petites économies, en régulant mieux la température et en planifiant mieux l'usage des radiateurs, ou en les déclenchant à distance. Les constructeurs font état par exemple de radiateurs qui ne se déclenchent que quand on est présent. Mais Madame la Ministre conviendra que chauffer les pièces uniquement quand on y est présent est une vue de l'esprit des plus fortunés. Les pauvres n'ont pas de pièces inoccupées quand bien même ils en auraient plus d'une.

La précision des thermostats a aussi un petit effet sur la consommation. Mais là encore, chez les plus modestes, dans des logements qui sont des épaves thermiques, les radiateurs marchent à fond presque tout le temps, et une meilleure régulation n'y fera rien.

Le potentiel d'économie d'une meilleure régulation reste faible, très difficile à estimer, de l'ordre de 10% peut être. Et d'accord pour dire « jusqu'à 40% d'économies d'énergie » mais pour les quelques ménages qui sont peu soucieux de leur facture énergétique, allument leurs radiateurs au milieu de l'automne, ne s'en soucient guère jusqu'à la fin printemps suivant, partent aux Maldives sans baisser le thermostat. Mais ceux-là ne sont pas les plus modestes. Ceux dont vous voulez alléger la facture, vous le savez bien, ont appris depuis belle lurette, à éteindre et allumer leurs radiateurs, c'est une question de survie. Et il ne partent pas aux Maldives, ils en viennent parfois.

« Une simple prise programmable à 10 euros peut faire l'affaire »Vous ayant convaincu, Madame la Ministre, que le seul progrès possible, mais limité, consiste à tenter de mieux réguler,  notez qu'il est parfaitement possible d'y parvenir, sans changer les radiateurs ; en instrumentant la prise, ou l'installation électrique. Une prise dite "programmable numérique hebdomadaire" ou encore "eco-énergétique" d'un fournisseur de grande marque coûte moins de 10 euros.  Il existe même des prises contrôlables à distance via un smartphone à moins de 40 euros, je ne vous apprends probablement rien.

Quand aux prix des radiateurs, la presse parle de radiateurs de remplacement qui coûteraient entre 300 et 500 euros. Imaginant bien que votre emploi du temps, Madame la Ministre, ne vous permet pas de surfer sur les sites de vente d'électroménager,  je l'ai fait pour vous. Premier prix pour un convecteur électrique moderne de 2000 W : 28 euros. Prix pour un appareil à "vague de chaleur, télécommande numérique, écran Led, thermostat programmable avec régulation électronique" : 70 euros. Le top du top avec "affichage lumineux bleu rétro-éclairé et centrale de programmation sans fil" : 279 euros.

« À puissance égale, un radiateur à 28 euros ne chauffe ni plus ni moins qu'un radiateur à 279 euros »Je me permets de rappeler à Madame la Ministre que le radiateur à 28 euros, ne chauffe ni plus ni moins avec la même quantité d'électricité que le radiateur de même puissance à 279 euros, c'est Monsieur Joule qui le dit.

Sur un site de commerce électronique chinois, par 1000 pièces, le prix d'un radiateur électrique moderne, avec panneau radiant en façade (2), est de l'ordre de 10 euros. Alors quel prix pour quinze millions de radiateurs ?  Quitte à ce que les deniers publics subventionnent une technologie bête comme chou je suggère à Madame la Ministre de faire un appel d'offre national.

Mais à la réflexion, puisque le changement gratuit de radiateurs coûtera beaucoup aux finances publiques pour un résultat faible, je suggère à Madame la Ministre d'obliger à ce que ces radiateurs gratuits contiennent un dispositif capable de les arrêter à distance. Et dans ce cas, même si l'économie pour les foyers modestes restera très marginale, sinon nulle, au moins, pour l'opérateur d'effacement qui aura la main sur un bouton capable d'arrêter 15 millions de radiateurs (3) au moment des pointes de consommation, l'affaire sera mirifique (5), des millions d'euros par heure.

Et il conviendrait bien sûr que les bénéfices de cet heureux opérateur bénéficiaire de la vente d'un bien qu'il n'aura pas acheté, n'excède pas la rémunération normale de son investissement, c'est à dire presque rien, puisque l'État aura pratiquement tout financé ; et que soit rendue aux ménages modestes, par quelque mécanisme gravé dans le marbre de la justice sociale, une forte proportion des bénéfices ainsi réalisés. Ainsi, même si en kWh l'économie restera faible, en euros, elle pourrait devenir significative. Et votre action s'en trouverait plus sérieusement justifiée.

« Favoriser la rénovation des bâtiments, ceux des plus modestes en priorité »Bien sûr chacun comprend la nécessité de trouver les moyens de lutter contre la précarité énergétique à court terme ; mais enfin, pour reprendre la métaphore du seau qui fuit (notre encadré ci-dessus) la seule opération qui vaille vraiment, et qui avait été actée par la loi Grenelle 1, c'est de favoriser la rénovation les bâtiments, ceux des plus modestes en priorité. 

Et puis, quitte à soutenir une industrie, ne vaudrait-il pas mieux soutenir la cogénération, la géothermie, le stockage de la chaleur ou de l'électricité, les techniques et les matériaux d'isolation, la production d'énergies renouvelables, où beaucoup reste à inventer et où des marchés sont à conquérir, plutôt que de subventionner l'industrie la plus bête du monde, à savoir la production de radiateurs électriques ?

Vous priant de croire, Madame la Ministre de l'Écologie, à l'expression de ma très respectueuse considération.

Notes
1) La loi de Joule dit que l'énergie E dégagée par un conducteur électrique de résistance R traversé par un courant d'intensité I pendant un temps t est donnée par la formule suivante : E = RI2 . t
2) Le panneau radiant permet de faire des économies réelles dans la mesure où il chauffe les corps à distance, plutôt que chauffer l'air de la pièce. Ce qui permet, s'il est installé en hauteur et dirigé vers les zones de vies, de produire une température ressentie plus élevée que la température réelle. En remplacement de convecteurs muraux, souvent occultés par les meubles, le panneau radiant apporte peu.
3) 15 millions de radiateurs des années 70 et 80, dits de « première génération, et dont le remplacement pourrait générer des économies », c'est le chiffre avancé par le Gifam, groupement des fabricants d'appareils d'équipement ménager.
4) L'effacement consiste à réduire la consommation d'électricité lors des périodes de pointe. Il permet aux distributeurs d'électricité d'éviter l'achat d'électricité - alors à des prix très élevés - pour couvrir la demande. D'où une économie très substantielle en euros. Les opérateurs d'effacement peuvent être perçus comme les opérateurs de centrales électriques négatives virtuelles, opérant seulement quand les prix instantanés de l'électricité s'envolent. L'effacé, celui qui a fait l'effort d'arrêter de consommer, est en droit de percevoir une rémunération pour son effort. L'effacement a aussi des répercussions positives sur le dimensionnement des réseaux et les émissions de CO2.
5) Le coefficient de performance des pompes à chaleur, dépendant de la technologie. Les pompes à chaleur air/air, qui sont les plus faciles à installer et les moins chères ont un coefficient de performance théorique de 3 (division par 3 de la consommation d'électricité par rapport à des convecteurs) mais en pratique le coefficient de performance se situe, selon la région d'installation, plutôt autour de 2.

8 Commentaires

  • Lien vers le commentaire samedi 19 décembre 2015 Posté par Treb

    Beaucoup de vérités dites, ça fait avancer la compréhension de ceux qui ne manipule pas la thermodynamique ou la transmission de chaleur.
    Pourquoi pas comme c'était prévu de remplacer les radiateurs par des pompes à chaleur. Chez ceux qui le peuvent bien sur mais surtout dans toutes les constructions neuves. COP 2à3 selon
    la température extérieure, c'est mieux que 1 ... Là on fait des économies surtout avec les isolations actuelles. En développant ces pompes on pourrait développer les ventes de nos fabricants nationaux, voire de générer la création de nouvelles usines.

  • Lien vers le commentaire mercredi 23 septembre 2015 Posté par Auriane

    Je suis thermicienne, et je pense que c'est bien de rappeler les bases de la thermique du bâtiment comme c'est fait ici. Mise à part des remarques insultantes dans les commentaires, que je soupçonne venir de l'industrie électrique, les commentaires sont pertinents. Bien sûr qu'on pourrait, en théorie, éviter la stratification de l'air, et introduire du chauffage radiant, mais ce n'est pas possible en changeant simplement de radiateur, en particulier dans des immeubles peu performants. C'est vrai qu'un plancher chauffant ou un mur chauffant, un ventilo-brassage intelligent, des panneaux radiant feraient faire des économies en diminuant la stratification. Mais ce n'est pas l'objet, il s'agit de changer de radiateur, donc remettre un radiateur d'à peu près le même encombrement, la marge de manœuvre est donc limitée et quitte à réhabiliter des logements, oui la première chose c'est d'isoler.

  • Lien vers le commentaire lundi 21 septembre 2015 Posté par Otaste

    Je préciserai un élément qui me semble indispensable à la réflexion par rapport aux données indiquées ici et qui n'a pas été mentionné.

    Il va de soit que tous les radiateurs électriques font leur conversion d'énergie de la même façon avec cette loi de Joule.

    Mais l'efficacité du radiateur ne se mesure pas uniquement à ce phénomène. Le problème principal est le confort thermique apporté par le radiateur. La chaleur n'est pas diffusée manière uniforme. Ainsi, un convecteur va générer une différence de température importante entre le haut et le bas de la pièce.
    Pour avoir un confort correct, la nuit dans votre lit, où à cette « altitude », il doit faire 17°C (valeur d'exemple bien évidemment), le radiateur va fonctionner pour maintenir un 19° global dans la pièce (en général on dort plus près du sol que du plafond). Dormez sur un lit superposé, et vous verrez que vous baisserez le chauffage !

    Donc, avec un radiateur « basique », il faudra demander une T° de consigne plus importante en général. D'où la consommation plus importante du radiateur.
    Avec d'autres technologies, les écarts de T° entre le haut de la pièce et le bas sont plus réduits, le confort thermique meilleur, et donc le thermostat n'est pas augmenté de trop pour avoir le « bon » confort.

    Cet aspect ayant été omis, je me devais de le préciser.

  • Lien vers le commentaire dimanche 20 septembre 2015 Posté par Guy

    Cet article est une vision de professeur de physique qui néglige de nombreux aspects comme la température ressentie, la répartition et la constance de la chaleur émise etc… même s'il est évident que l'isolation est prioritaire (mais pas toujours facile à mettre en œuvre et pas d'un claquement de doigt) et que l'électricité n'est pas le meilleur mode de chauffage. Un exercice de style raté, d'autant que le style est assez imbuvable.

  • Lien vers le commentaire mercredi 16 septembre 2015 Posté par Loïc

    Bonjour,
    Merci pour cet article.
    Il y a un point qui vous n'abordez pas mais qui est pourtant la première, voire l'unique, raison de cette déclaration de Mme Royal.
    La réglementation thermique (sa dernière version s'appliquant depuis 2012) pénalise considérablement le chauffage électrique dans les calculs de consommation de référence, ce qui a eu pour conséquence une chute du nombre de logements neufs équipés de radiateurs électrique (40% en 2012 contre 70% en 2008).
    De plus, les principaux dispositifs d'aides financières subventionnent certains modes de chauffage (chaudière gaz ou fioul à condensation, pompe à chaleur, chauffage solaire...) mais rien pour les radiateurs électriques.
    On comprend donc la grogne des producteurs de radiateurs électriques devant cette chute de leur chiffre d'affaire, ils ont essayé de faire modifier la réglementation thermique mais sans succès.

    Mme Royal n'a donc rien trouvé de mieux que de proposer de subventionner le changement de millions de radiateurs électriques anciens par des neufs, histoire d’apaiser les fabricants, les installeurs et tous les emplois qu'il y a derrière.
    On comprendra donc que cette décision n'a pas pour but de faire faire des économies aux plus modestes, sachant que le prix de l'électricité devrait augmenter de minimum 50% d'ici 2020.

    La particularité française du chauffage électrique a donc encore de belles années devant elles.

  • Lien vers le commentaire mercredi 09 septembre 2015 Posté par FLUHR

    Bonjour,
    Merci à Yves Heuillard pour cet article sur un sujet récurent dans un pays où l'électricité est une fée.
    Alors que faire ? Rénover et améliorer notre confort, réduire nos factures, valoriser notre bien ou espérer une énergie abondante et bon marché, un climat stable et doux, une offre immobilière de première qualité ?
    Notre bons sens paysan devrait nous conduire à travailler en priorité au rebouchage des trous de notre seau avant de revoir le dimensionnement de l'équipement de chauffage qui pour le coup pourrait être électrique. Que nous manque t-il pour que la rénovation énergétique soit enfin à la mode ? Un hiver long et froid assorti d'un pétrole à 200$ le baril remettait peut-être l'église au milieu du village...

  • Lien vers le commentaire mardi 08 septembre 2015 Posté par Greemyst

    Alain a raison si on change un radiateur par un plancher chauffant ou un mur chauffant avec des panneaux radiants, mais alors autant reconstruire le logement ou passer au gaz. Mais si on change un vieux radiateur électrique par un radiateur électrique neuf, ce qui est l'opération proposée, ça ne change pas grand chose. Merci pour cet article et l'analogie de la baignoire et du robinet, c'est lumineux !

  • Lien vers le commentaire mardi 08 septembre 2015 Posté par alain

    Bonjour,

    S'il y a bien un point sur lequel je partage vos doutes, c'est l'existence d'un parc de 15 millions de convecteurs "grille pain" des années 70 et 80 encore en service... Par contre, ces vieux appareils de chauffage électrique qui produisent essentiellement de l'air surchauffé par vagues sont réellement très énergivores et inconfortables.
    Un rendement de conversion (électricité/chaleur) de 100% ne présage pas de la bonne utilisation de la chaleur. Un gradient sol plafond de plusieurs degrés, une forte fluctuation autour de la consigne dégradent fortement le "rendement d'émission". Six degrés de stratification sol/plafond engendrent au moins 20% de déperdition spatiale. Deux degrés de variation de part et d'autre de la consigne seront compensés par une hausse de 2°c de la consigne...
    Si je partage en partie vos conclusions sur les conséquences néfastes de l'utilisation de l’électricité (énergie coûteuse en ressources primaires) pour le chauffage, je salue tout de même cette opération qui aura le mérite de réduire sensiblement le budget chauffage (30% en moyenne) et d’atténuer le pic de 17h. Par ailleurs, dans le logement très bien isolé, le chauffage électrique moderne est, à mon avis, une solution d'avenir, souple et réactive, qui permet de s'ajuster parfaitement aux besoins, peu coûteuse à l’installation et à l'entretien.

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