Comment fonctionne une chaudière à condensation

Une chaudière à condensation chauffe comme une chaudière classique, avec une différence : au lieu de laisser partir les fumées brûlantes dans le conduit, elle leur reprend une partie de leur énergie avant de les évacuer.

Le principe

Quand on brûle du gaz ou du fioul, la combustion produit du gaz carbonique et de la vapeur d'eau. Dans une chaudière traditionnelle, cette vapeur part dans le conduit avec les fumées, à une température de l'ordre de 100 à 150 °C. Toute l'énergie qu'il a fallu pour la vaporiser est perdue.

Une chaudière à condensation ajoute un échangeur supplémentaire, balayé par l'eau froide qui revient des radiateurs. Au contact de cette surface froide, la vapeur contenue dans les fumées se condense : elle repasse à l'état liquide et restitue au passage son énergie de changement d'état, la fameuse chaleur latente. Les fumées ressortent alors autour de 40 à 50 °C, et un tuyau évacue les condensats vers les eaux usées.

Autrement dit : l'eau de retour du chauffage arrive déjà préchauffée devant le brûleur, qui a donc moins de travail à fournir pour la remonter en température.

Un peu de physique : la chaleur latente

La chaleur latente, c'est l'énergie qu'il faut apporter à un corps pour lui faire changer d'état — solide, liquide, gazeux — sans changer sa température. De l'eau à 100 °C dans une casserole reste à 100 °C pendant toute son évaporation, alors qu'on continue à chauffer : cette énergie sert uniquement au changement d'état.

Dans une chaudière à condensation, c'est l'opération inverse qui se produit. En repassant de l'état gazeux à l'état liquide, la vapeur d'eau des fumées libère cette énergie, qui est transmise à l'eau de chauffage.

Condenser, oui, mais à quelle condition

Pour que la vapeur condense, il faut que le retour de chauffage soit plus froid que le point de rosée des fumées :

C'est pourquoi une chaudière à condensation s'associe naturellement à des émetteurs basse température : plancher chauffant, radiateurs chaleur douce ou radiateurs surdimensionnés. Mais elle fonctionne aussi très bien avec de vieux radiateurs en fonte : dans un logement isolé depuis, ces radiateurs sont devenus largement surdimensionnés et travaillent à basse température la plupart du temps.

Le vrai facteur, c'est la régulation. Avec une loi d'eau pilotée par une sonde extérieure, la température de départ suit les besoins réels du logement. Sur une saison de chauffe de plus de 200 jours, les journées assez froides pour empêcher la condensation se comptent sur les doigts d'une main.

Pourquoi annonce-t-on des rendements de 109 % ?

Un rendement supérieur à 100 % : le bon sens proteste, et il a raison. L'explication tient à la façon dont on mesure l'énergie contenue dans le combustible.

• Le PCI (pouvoir calorifique inférieur) ne compte pas l'énergie encore présente dans la vapeur d'eau des fumées.
• Le PCS (pouvoir calorifique supérieur) la compte : c'est le PCI plus la chaleur récupérable par condensation, environ 11 % de plus pour le gaz naturel.

Les rendements des chaudières classiques ont toujours été exprimés sur PCI. Pour rester comparables, les fabricants expriment aussi ceux des chaudières à condensation sur PCI — alors que ces appareils exploitent une partie du PCS. Le chiffre dépasse alors mécaniquement 100 %, avec un maximum théorique autour de 111 %. Aucune énergie n'est créée : c'est une convention de mesure, pas un miracle.

Ce que cela implique à l'installation

• Une évacuation des condensats. Ils sont légèrement acides ; un raccordement aux eaux usées est nécessaire, parfois avec un neutralisant selon l'installation.
• Un conduit adapté. Les fumées tièdes et humides imposent un conduit étanche et résistant à la corrosion : tubage du conduit existant ou ventouse.
• Des matériaux résistants. Les échangeurs sont en inox austénitique de haute qualité ou en aluminium-silicium, précisément pour tenir face aux condensats.
• Un entretien annuel. Le siphon et le circuit de condensats doivent être vérifiés ; un siphon bouché met la chaudière en sécurité.