[podcast] ElemenTerre : vers un habitat plus frugal

J’ai été interviewé dans une série de podcast proposé par « Imagine LA » (Conseil de développement de Loire-Atlantique) et du Département de Loire-Atlantique. Voici l’épisode :

Le lien vers le podcast sur plusieurs plateforme :

Ode aux petites maisons : C’est la taille qui compte !

En matière de climat, par exemple, on sait de manière générale que l’empreinte carbone des Français a très peu évolué au cours des vingt dernières années : elle stagne entre 11 et 12 tonnes de CO2e/hab/an, […]. Cette stagnation s’explique en partie par des effets rebonds au sein de leur consommation, c’est-à-dire que la baisse de certains postes de consommation est compensée par d’autres facteurs en hausse : par exemple, le contenu en CO2 des carburants et la consommation moyenne de carburant des véhicules baissent, mais les distances parcourues augmentent ; ou alors la performance des logements s’améliore mais la surface par personne s’agrandit […]

Des actes à la hauteur ? Face au défi climatique, perceptions et limites des comportements

Quand on parle de maison écologique, j’ai le sentiment qu’on s’attarde beaucoup sur « comment elle est faite ». Par exemple, est entendu qu’une maison en paille serait écologiquement plus soutenable qu’une maison en parpaings. Cependant, dans ce que je vois se construire comme maisons écologiques, et quand je lis la revue « la Maison écologique », je constate que se sont majoritairement de très grandes maisons… mais en paille… Or, je pense qu’on peut être un très bon écolo (dans le sens « réduire son impact sur cette terre ») dans une maison en parpaings de 30m2 et un très mauvais dans une maison en paille de 130m2 (en considérant la moyenne de 2,2 personnes par foyer). La taille ça compte !!! Une petite maison, c’est :

  • Moins cher à l’achat, donc moins besoin d’argent, donc moins besoin de travail pour gagner cette argent (le travail est-il bon pour la planète ? Je vais pas partir là-dessus, hein…)
  • Moins d’utilisation de matériaux, de déplacements… Même s’ils sont issus du ré-emploi, du recyclage, même s’ils sont issus de l’agriculture (la paille), même s’ils sont renouvelables (le bois) ; moins on en utilise et plus on préserve notre environnement, on en laisse pour les autres… on partage le gâteau…
  • Moins d’énergie pour son fonctionnement / sa durée de vie : Le chauffage, eau chaude (perte dans les réseaux), ventilation mécanique… (coût financier, environnemental moindre)
  • Moins d’entretien, (idem coût financier / environnemental)
  • Moins d’emprise, d’artificialisation des sols et donc plus de place pour le vivant
  • Pas de place pour accumuler / capitaliser des objets / vêtements…

Dans mes petites formations sur l’autonomie électrique solaire, je n’encourage personne à aller vers l’autonomie, je dis juste comment le faire… Parce qu’à mon avis, et encore une fois : on peut être un très bon écolo sur le réseau, en consommant peu, et un très mauvais sur un système solaire autonome. C’est avant tout une histoire de besoin / confort / sens…

Caution écologique

J’ai le sentiment que construire en matériaux renouvelables ou issus du réemploi – comme acheter de l’électricité verte / faire installer des panneaux solaires – c’est comme « s’acheter une conscience écologiste ». Pour moi, ce n’est pas la source de l’énergie mais la quantité qui est à questionner.

Même considération pour les maisons… Vivre dans une maison en paille n’est-il pas devenu une caution écologique en soi ? J’ai le sentiment de le percevoir dans le comportement des nouvelles personnes avec qui je discute quand je dis que je me suis fabriqué ma maison en paille : j’ai l’impression qu’ils me hissent directement sur le podium des champions de l’écologie.

Auto-contrainte, chemin vers la sobriété

L‘auto-contrainte est, je pense, une bonne piste pour aller vers plus de sobriété-liberté. Exemple de l’eau : si tu dois aller chercher l’eau au puits (une contrainte), tu vas forcément consommer moins d’eau que si tu n’as qu’à ouvrir le robinet. Mon foyer consomme aujourd’hui ~18L d’eau / j / personne (la moyenne française est plutôt à 150L / j / personne). On en est là parce qu’à notre emménagement dans la yourte, nous avons fait le choix de ne pas mettre l’eau courante au robinet (auto-contrainte), mais à la porte. De ce fait, notre rapport à cette ressource a considérablement changé. Après 3 ans de bonnes habitudes, nous avons installé l’eau au robinet de vaisselle (mais toujours pas dans la douche) et notre consommation d’eau n’a pas augmenté… C’est la même chose pour l’électricité, actuellement mon système solaire autonome ne me permet pas de croissance des besoins (sauf à tout changer…). Je suis contraint par ce système (contrainte choisie, heureuse) : c’est pour moi la seul façon d’avancer dans ce monde d’abondance apparente... Cela me permet de toucher du doigt la finitude des choses.

Si j’applique ce principe d’auto-contrainte à l’habitat c’est avant tout sur la surface et non sur la composition des murs que ça se joue.

Une étude sur le mode de vie en Tiny House (de Maria Saxton) (les pingouins l’on vulgarisé) montre que le principal atout environnemental de ce mode de vie n’est pas son aspect mobile (ça, au contraire, ça semble avoir un impact négatif sur l’environnement car de plus gros véhicules sont achetés pour tracter les tiny, et finalement utilisés aussi pour les trajets quotidiens). Mais le fait que ce soit de petits habitats est bon pour la planète car il n’y a pas de quoi stocker des « objets » de consommations / vêtements et compagnie… Bref, pas de place pour accumuler, et ça c’est bon pour l’environnement.

L’essentiel : 15m2 ?

Quelque soit la taille de votre maison, vous finissez par passer l’essentiel de votre temps au lit, sur votre bureau, dans votre cuisine. Soit dans un espace d’environ 15m2

source

Et ça ne me semble pas déconnant. En rédigeant cet article, si je regarde autour de moi dans ma maison de 40 m2, l’écrasante majorité du temps est passé dans mon lit, dans le canapé, autour de la table de la cuisine, devant mon bureau… Donc ~1/3 de ma maison… Soit ~15m2…

Mais…

La vie peut changer, on peut avoir besoin de plus grand. Et oui, dans ce cas là, au moment ou ça se présente, si ça se présente, il faudra envisager d’agrandir. Mais dire je fais 4 chambres parce que je projette d’avoir 3 enfants, ça me paraît excessif en point de départ. Rien ne dit qu’on va les faire, rien ne dit qu’on sera encore de ce monde, rien ne dit qu’ils voudront chacun leur chambre… Et s’endetter sur 25 ans pour des hypothèses, je trouve ça périlleux. C’est plus facile d’agrandir une maison que de la réduire. D’ailleurs, pas sûr que ça se fasse « réduire une maison ». On cherche plutôt à trouver un nouvel usage pour tel ou tel espace. Quand on en a, on se crée des besoins…

C’est compliqué de sauter dans le vide, vers l’inconnu, sortir de sa zone de confort, si on n’a jamais vécu dans du « petit ». Sur ce point, c’est pas faux, mais que vous ayez vécu à Paris ou que vous ayez été étudiant, il y a fort à parier que vous ayez déjà vécu dans petit. Je pense que l’homme a une formidable capacité d’adaptation. De mon côté, j’ai choisi de passer par une yourte (chantier d’1 mois, pas grand investissement financier) pour goûter à cette vie, voir si ça m’allait… j’y suis encore…

Et si on n’a pas à chauffer parce qu’on a fait une maison passive, ça change la donne ? J’ai cherché à savoir si le surcoût environnemental d’une maison passive était positif par rapport au fait d’avoir la même maison bien faite avec un besoin de petite puissance de chauffage et je n’ai pas trouvé… Mais il sera toujours plus pertinent, à mon avis, de chauffer peu un petit espace plutôt que d’avoir une grande maison passive.

Tout ça est à considérer pour l’espace « habitable » (en terme énergétique mais aussi d’impact écologique à la construction) donc d’avoir des espaces de stockage non chauffés (non isolés) c’est une autre histoire, bien moins problématique…

T’as les moyens pour une grande maison ?

La question pour résumer c’est : est-ce que tu as les moyens de te payer le confort souhaité ? (moyen financier / écologique)

  • Pour moi, les moyens financiers, c’est 0 prêt. J’attends d’avoir les sous pour les dépenser sinon c’est « vivre au dessus de mes moyens » (c’est là-dessus que notre société repose…), et ça évite bien des spéculations de se passer des banques…
  • Pour moi les moyens écologiques, c’est considérer que la terre c’est un gâteau et que c’est pas mal de partager… Actuellement, il y a des gros gourmands (je m’y inclus) qui mangent plus que d’autres… (matériaux, énergie, espace, emprise sur le vivant…).

Le (petit) poêle de masse d’Agir Low-Tech est (en test) à la paillourte

Page d’appel aux dons du projet pour que ce poêle de masse pour petit habitat open source puisse voir le jour : https://agir.lowtech.fr/t/pdm/projets/tiny/fiche-de-presentation/

J’en avais parlé, et bien c’est fait ! Je suis allé passer 4 jours au labo d’Agir Low-Tech pour fabriquer leur prototype de poêle pour petit habitat et j’ai participé à son développement en effectuant tout un tas de tests/mesures. Ce premier prototype est arrivé dans ma paillourte en janvier 2021.

J’ai déjà expliqué le contexte, les observations qui justifiaient mon envie de retourner vers « un poêle de masse » dans cet article, je ne vais donc pas revenir dessus. Beaucoup m’ont demandé « mais pourquoi tu ne refais pas un poêlito comme pour ta yourte ? ». Plusieurs raisons : La force du poêlito réside dans son côté masse/inertie démontable pour pouvoir être facilement déménager. Ici il s’agit d’un habitat fixe (la paillourte). Le poêlito, sans banc affiche un rendement de 70% ce qui à aujourd’hui la limite basse pour la commercialisation d’un poêle… On peut mieux faire. A l’usage le poêlito est un foyer ouvert qui demande de la surveillance durant la flambée, un foyer fermer apporte un confort d’utilisation non négligeable pour moi..

Voici les caractéristiques de ce petit poêle de masse :

  • Conçu pour 3kg de bois par flambée
  • Conçu pour des bûches de 33cm installées à la verticale
  • Il pèse environ 500kg (juste en brique)
  • Plancha de cuisson ainsi que four (dans le foyer)
  • Dimensions : ~66cm x ~66cm x ~90cm de haut
  • Les briques sont collées au coulis argileux, c’est donc démontable (en quelques heures)

Avertissement : Cet article, contrairement aux autres sur ce blog ne va pas être détaillé pour éviter la reproduction. En effet, à l’heure où s’écrit ces mots, ce poêle est un prototype, il n’est pas terminé, il va très probablement y avoir des modifications à lui apporter. Quand il sera « présentable » (bon rendement, pollution minimum…), une documentation fournie (pour reproduction) sera rédigée, c’est le but… donc comme dit la formule consacrée : « NE FAITES PAS CA CHEZ VOUS » 🙂

Voici comment j’utilise le poêle : 1h de feu par jour maximum ; 3kg de bois (feuillu, du chêne ici) allumé par le haut avec des petits morceaux des palettes coupés finement. La flambée est souvent autour des 18-20h histoire de profiter de la zone de cuisson et de la petite chaleur qui fait du bien le soir en rentrant.

Montage du poêle chez Agir LowTech

Fabrication / montage

En décembre, je me suis rendu 4 jours dans le labo de test d’Agir Low-Tech pour fabriquer/monter/tester leur poêle pour petit habitat. La fabrication est plutôt sommaire puisque c’est un poêle en brique réfractaire, il s’agit donc principalement de découpe de brique. Merci à Florian qui a assemblé/découpé/soudé toute la métallerie sur mesure (plancha, porte, couvre joint…) pendant qu’avec Guillaume nous découpions les briques et montions le poêle. Voici quelques images :

Quelques tests

Une fois terminé, nous avons pris le temps d’effectuer 2 flambéees avec analyse de combustion. Ces analyses sont prometteuses mais pas encore parfaites. Les défauts observés semblent pour le moment de « bons défauts » (dans le sens corrigeables) et ces premières analyses sont à prendre avec du recul car les conditions n’était pas optimum (en effet le mortier n’était pas sec, donc beaucoup de vapeur d’eau se dégageait).

Le (re)montage à la maison

De retour à la maison mon père est venu m’épauler pour le remontage du poêle.

Tests et retours d’expérience

Je contribue en ayant installé le poêle chez moi pour faire des retours d’expériences « en situation réelle » et de faisant des tests, des tests, des tests…

Caractériser la chaleur dégagée

Banc de test

Agir LowTech souhaite que son poêle soit aux normes. Il va ainsi falloir le faire passer en labo. Vu que ça coûte cher, il faut s’assurer que ça va passer… Pour « faire comme au labo » et tenter de satisfaire la norme NF EN 15250, j’ai conçu ce petit banc de test à base de raspberry pi zéro, de sonde ds18b20 et de quelques thermocouples :

Le détail du code source du projet « banc de test » avec schéma de câblage / code source et compagnie est disponible à cette adresse :

Passage à la caméra thermique

J’ai scanné le poêle sous différents angles à la caméra thermique sur toute une flambée. Voici ce que ça donne en vue de face :

La combustion est belle ?

Je n’ai pas pu me procurer d’analyseur de combustion mais j’ai pu observer quelques éléments.

J’ai filmé la cheminée durant une flambée complète :

Verdict : très très très très peu de fumée, faut vraiment être très attentif pour en voir. Même moi quand j’étais sur le toit à 1m de la cheminée, c’était à peine perceptible, à quelques moments j’ai vu une mince fumée blanche mais c’est tout… ce qui est plutôt très bon signe de bonne combustion/non pollution – à voir si les analyses de combustion le confirment…

Cuisson

Agir LowTech s’est donné pour objectif de répondre aux besoins en chaleur et cuisson… Le poêle est donc doté d’une « plancha » de cuisson et d’un mode « four » dans le foyer.

Plancha

La « plancha » de cuisson permet de faire mijoter des petits plats. Après quelques réglages, la puissance obtenu est satisfaisante. La durée du feu étant de ~1h, et la plancha étant froide durant le ~premier 1/4 d’heure, on dispose de 3/4 d’heure de chaleur vive (ensuite la puissance restituée est largement suffisante pour faire mijoter, mais plus pour saisir…)

En l’état ça fonctionne très bien pour faire une poêlée de légumes.

  • 17 minutes après allumage du feu, les oignons commencent à frémir ;
  • 47 minutes après allumage du feu, c’était cuit.

Four

Belle surprise pour moi qui ne soupçonnait pas qu’on puisse cuisiner dans le foyer. Dans le poêle de masse, la chaleur reste aux alentours des 190°C pendant une bonne heure à l’intérieur du foyer. Test du cake approuvé :

Le cake sort doré, bien cuit, c’est parfait. On a aussi fait du céleri rôti, des gratins…

Le cake n’est pas le plus facile à cuire dans un moule rectangulaire, mais je n’avais pas de plat plus bas (et donc plus large…) qui correspondait aux dimensions du poêle. En effet, l’inconvénient de ce « four », c’est qu’il n’est pas très grand, on peut y glisser 2 plats à cake mais pas de plat à tarte standard (le foyer fait ~20cm de large).

Comment je m’en sers : à la fin de la flambée, je ferme l’arrivée d’air pour que les braises s’éteignent, je pose un morceau de brique sur les braises, ce qui permet au plat de reposer sur cette brique et sur le « seuil » de la porte.

Attention toutefois à ce que le plat soit bien positionné au-dessus du foyer, et pas trop sur le seuil de la porte car la chaleur y est moins vive – il pourrait y avoir des différences de cuisson. Aussi, si le plat doit être plus mijoté que saisi, il faut attendre 1/2h-1h avant de le mettre dans le four après la flambée pour que la chaleur baisse un peu.

Voici un relevé de températures à l’intérieur du foyer (dans le four). La minute 0, c’est l’allumage du poêle ; la minute 54, c’est la fin de la flambée et le début de la cuisson dans le four ; la minute 96, l’ouverture de la porte car fin de la cuisson du cake :

Minutes545964707580869196102107
Température dans le foyer261234215205193192180181107178147

Comparaison poêle en fonte VS poêle de masse

A gauche le poêle d’Agir Low-Tech juste monté et, à droite, le poêle en fonte CHAPPEE

J’ai chauffé le premier hiver avec un petit poêle en fonte CHAPPEE 4kW. Au cours du 2ème hiver, au mois de janvier (en plein hiver donc), j’ai monté le poêle de masse d’Agir LowTech conçu pour les petit habitats. Donc j’ai pu comparer ces 2 « modes de chauffage » qui utilisent le même combustible, le bois, mais qui ne restituent pas son énergie de la même façon.

Préambule sur le confort thermique

Pour la suite, je vais notamment parler des températures des murs, car c’est un des facteurs du confort thermique (je parle des autres critères du confort thermique ici). Je détaille ce point car un poêle de masse « rayonne » (chaleur) et de ce fait, réchauffe les murs. Ce que ne fait pas (ou moins) un poêle « classique » qui, lui, réchauffe l’air (chaleur par convection).

Le thermomètre affiche une valeur qui peut différer de votre ressenti. En effet, la température ressentie est une moyenne entre la température de l’air et la température des parois (temp ressentie = (temp de l’air * temp paroi) / 2). Prenons l’exemple d’une maison en pierre sans isolant, l’hiver. Imaginons que votre mur de pierre soit à 14°, vous allez devoir chauffer à 20° pour avoir un ressenti de 17°. Alors que si la paroi était plus chaude (16° car isolée par l’extérieur par exemple) on atteindrait le ressenti de 17° simplement en chauffant à 18°. L’énergie économisée pour augmenter la température d’un habitat de 2° tout l’hiver est considérable. La température des parois est donc une donnée importante à prendre en compte pour le confort thermique.

Comparaison subjective/de ressenti

Le confort thermique est TRÈS différent, et bien meilleur avec le poêle de masse qu’avec le poêle en fonte :

  • La première chose, c’est qu’on a pas la surchauffe au moment de la flambée… Surchauffe qui pouvait parfois monter à ~26°C. Bon c’était le moment de se mettre tout nu pour aller sous la douche, mais souvent, on finissait par ouvrir les portes et réchauffer les oiseaux… Avec le poêle de masse, la chaleur au moment de la flambée est douce.
  • La nuit, la température ne semble quasi pas descendre.
  • La température reste extrêmement constante, toute la nuit, toute la journée…
  • Quand on se lève le matin le poêle est encore rayonnant (on le sent) – note : la maison fait 40m2, le poêle est au centre, on est toujours à max 3m du poêle.
  • Quand on ouvre les portes pour ventiler (nous n’avons pas de VMC), ~5 minutes après avoir refermé les portes, la température est de nouveau la même qu’avant ouverture.
    • ça peut s’expliquer par les murs chauds / réchauffés par le poêle de masse. Ce n’était pas le cas avec le poêle en fonte, on avait plus l’impression d’avoir « perdu des calories ».
  • Le sol est clairement plus chaud / plus agréable avec le poêle de masse. Avec le poêle en fonte, même avec des chaussons on pouvait ressentir le frais.
  • Mon amie a des problèmes de circulation sanguine, elle a souvent les extrémités froides, plus tant avec le poêle de masse (hasard ou pas….)
    • ça peut s’expliquer par le fait que la chaleur par rayonnement apporté par le poêle de masse est une chaleur par infra-rouge qui nous traverse (contrairement à la chaleur par convection, qui nous réchauffe en surface).

Comparaison chiffrée

Je me suis amusé à faire une mini étude sur le comportement thermique de ma maison (la paillourte) avec ces 2 modes de chauffages au bois que sont : le poêle en fonte et le poêle de masse.

Note : Ici, je compare seulement 2 échantillons (2 soirées), mais j’ai plusieurs échantillons de données et le constat global est identique. Et ici, c’est le constat global, pas le détail de la mesure, qui nous intéresse.

Qu’est-ce qui a été mesuré :

  • Température des murs
    • Importante dans le confort thermique comme dit précédemment
  • Température de l’air intérieur
  • Température des parois du poêle (moyenne)
    • Celle-ci montre le rayonnement du poêle (la chaleur qu’il dégage)
  • Température de l’air extérieur

Remarques :

  • Dans les 2 cas, la même quantité de bois a été brûlé (3kg de bois sec à moins de 20% d’humidité) soit environ ~12kW d’énergie ;
  • Les 2 flambées durent environ 1h.

Résultats avec le poêle en fonte CHAPPEE (note : température du poêle sur axe Y secondaire – à droite) :

Résultats avec le petit poêle de masse tiny d’Agir LowTech (note : température du poêle sur axe Y secondaire – à droite) :

Sources des données : etudePDMAgirLowtech.ods & etudePoeleFonteChappee.ods

Observations des données :

  • Température de l’air (jaune):
    • On constate clairement que la température de l’air monte fort durant la chauffe du poêle en fonte (+3.9°C en 1h30) alors qu’elle monte très progressivement sur le poêle de masse (+1,3°C en 1h30) ;
    • On constate aussi que la température de l’air de départ, (~17°C avant flambée) est de retour au bout de ~5h avec le poêle en fonte alors qu’avec le poêle de masse, celle-ci n’est pas redescendu au bout des 20h de prise de mesures… Donc pour la même quantité de bois, la chaleur est présente plus longtemps…
  • La température des murs (bleu clair et mauve)
    • Avec le poêle en fonte : presque comme pour l’air, la température des murs monte rapidement (+2,5°C durant la flambée), mais elle commence à redescendre dès que le feu est éteint,
      • Soit la sonde prend en partie la température de l’air et ne reflète pas complètement la température du mur – ça doit être le cas, car elle était « en surface » et non « dans le mur » soit le mur est chaud seulement en surface et non en profondeur donc se refroidit plus rapidement ;
    • Avec le poêle de masse, la température monte peu durant la chauffe (+0,4°C) mais continue d’augmenter légèrement après que le feu soit éteint.
  • La température moyenne des parois du poêle (en vert sur l’axe de droite des graphiques)
    • Avec le poêle en fonte, on fait un bon de +374,3°C pour atteindre une température de surface de 392°C au max (ne surtout pas poser la main…). Celle-ci retombe très rapidement après arrêt du feu : 50% de cette chaleur à disparu après 30 minutes à partir de la fin de la flambée ;
    • Avec le poêle de masse elle monte de +51,6°C pour atteindre une température de surface moyenne de 76.6°C max. 50% de cette chaleur est encore présente 10h après la fin de la flambée.

Limites :

  • La température extérieure (en orange) n’est pas identique sur les 2 études. Il est donc difficile de comparer, mais encore une fois c’est le « mouvement général qui était visé » – je suis pas dans un labo…
  • La température des murs (bleu clair et mauve) part de plus haut sur l’étude du poêle de masse parce qu’il avait déjà fait son job, à savoir réchauffer les murs… donc les murs étaient plus chauds… (même remarque qu’au-dessus, c’était en situation réelle et non en labo…).

Les ressentis sont confirmés par les chiffres : les murs sont nettement plus chauds, plus longtemps, et ne baissent pas en température entre 2 feux. Ce qui me fait me dire que le poêle est légèrement sur-dimensionné pour mon habitat. D’ailleurs, je n’ai jamais eu besoin de faire 2 feux par jour durant ce premier hiver.

Conclusion

Je suis hyper content d’avoir ce petit poêle de masse. Il est peut être un chouilla sur-dimensionné (je dis ça car même quand il fait des températures négatives, on ne fait pas plus d’un feu par jour), mais cette chaleur que ça produit (chaleur du poêle douce + chaleur des murs) est tellement agréable.

Sur l’aspect cuisson, je suis un peu frustré, car je ne m’y suis penché qu’en fin d’hiver (on a arrêté de chauffer quotidiennement depuis mi-mars).

Je suis aussi très heureux d’avoir remis le nez dans le chauffage au bois (après ma première expérience de poêlito). Je trouve ça fascinant, hyper complet / complexe, mais passionnant. J’ai beaucoup appris, mais je me sens encore tellement novice (tellement le champ d’apprentissage est grand…).

Grand merci à Guillaume, d’Ecolowtech et Agir Low-Tech qui coordonne ce projet de petit poêle de masse.

Page d’appel aux dons du projet pour que ce poêle de masse pour petit habitat open source puisse voir le jour : https://agir.lowtech.fr/t/pdm/projets/tiny/fiche-de-presentation/

Licence : C C BY SA

Je ne savais utiliser un poêle à bois sans polluer. Et vous ?

Je ne suis pas sûr qu’on m’ait appris à faire un feu. J’ai observé, et puis c’est pas si compliqué de faire brûler du bois. Mais se chauffer au bois de façon efficace / sans polluer, je ne savais finalement pas le faire… Ça fait pourtant un petit moment que je chauffe au bois. Mais il m’a fallu monter mon 2ème poêle, et rencontrer des personnes ressources (Agir LowTech) pour vraiment me pencher sur la question (c’était pas trop tôt).

Le chauffage au bois est pour moi le plus écologiquement soutenable. Dans le sens où le bois pousse à côté de chez moi, qu’il n’y a pas de transformation industrielle (coût énergétique pour le pellet par exemple, sans compter le transport…), il est renouvelable, je peux aller le couper/gérer mon bois en toute autonomie/liberté/de façon responsable. De plus, quand je coupe mon bois, vu la sueur que ça génère, je réfléchis 2 fois avant de remettre une bûche dans le foyer pour gagner 1°C de plus le soir avant d’aller me coucher…

Comme toutes les énergies, la plus écologique c’est celle qu’on a pas besoin de produire. Il faut donc viser avant tout l’efficacité de la combustion, chauffer moins, chauffer moins grand (faire des petites maisons quoi ;-). Mais déjà bien utiliser son moyen de chauffage ça permet de s’approcher des rendement annoncé par le constructeur de votre poêle.

Ce qu’il ne faudrait pas faire

Laisser une bûche brûler la nuit en sous tirage. En terme de pollution en particules fines, c’est équivalent à faire 12 fois le tour du périphérique parisien avec un vieux diesel. Guillaume, d’Ecolowtech et Agir Low-Tech détail les explications/les chiffres.

Utiliser un foyer ouvert/cheminée :

Le feu dans la cheminée, c’est ce qu’il y a de pire. Seulement 15 % du bois brûlé sert réellement à chauffer. À 85 %, il part dans les fumées, produit des gaz polluants et des émissions de particules fines très élevées. Ce mauvais rendement entraîne une surconsommation de bois importante et encrasse vite le conduit. À titre de comparaison, se chauffer une seule journée avec du bois dans la cheminée émet autant de particules fines que parcourir 3 500 km avec une voiture diesel.

Source quechoisir.org

Ce qu’il faudrait faire

Allumage par le haut

Un bon allumage est primordial car :

Les premières minutes de chauffe constituent 80% des émissions de particules fines sur l’ensemble de la période de chauffe.

Rund Um, France 3 Alsace

Pour bien démarrer un feu, il faut préférer un allumage doux, par le haut (appelé aussi Top-Down). Je vous laisse en chercher plus sur le sujet, et vous mets une vidéo explicative sur le « comment faire » :

J’étais pour ma part plutôt sceptique au départ sur cette technique, notamment parce que ça nécessite un allume-feu et ma réaction a été : « encore un truc a acheter… « . On peut fabriquer soit même ces allume-feu avec du marre de café, de la cire (et bien d’autres truc) – même si à l’achat, c’est un poste de dépense extrêmement faible…

Un bon réglage

Les flammes vous parlent, elle vous indiquent notamment si l’arrivée d’air est suffisante ou non :

  • Les flammes doivent être jaunes et danser doucement.
  • Si les flammes sont jaune vif et dansent rapidement, c’est que vous êtes en excès de tirage. Il faut diminuer l’arrivé d’air. Sinon les particules de bois sont pas complètement décomposées ou les gaz ne peuvent pas s’enflammer car pas assez chaud.
Signe de pollution / mauvais tirage (Source picbleu.fr)

Les fumées en sortie de cheminée sont synonyme de mauvaise combustion. C’est dingue ce truc : demandez à un enfant de dessiner une maison avec une cheminée, il va y dessiner une cheminée avec de la fumée qui en sort… de la pollution en somme… Un début de grille de lecture partager par Guillaume d’Ecolowtech et Agir Low-Tech (plus issus de l’expérience/observation que d’étude donc à prendre avec des pincettes) :

  • Gris/Marrons en général c’est manque d’air secondaire, beaucoup d’imbrûlés et de particules (d’où la couleur)
    • Trop de gaz imbrûlés rejeté = rejet de monoxyde de carbone (CO)
  • Bleu/gris c’est trop d’air et foyer qui monte pas assez en température…
    • Les particules de bois sont pas complètement décomposées ou les gaz ne peuvent pas s’enflammer car pas assez chaud.

La vitre est aussi un bon indicateur. Si votre vitre noircie c’est qu’il y a de grande chance que votre feu manque d’air (source). (ça peut aussi venir d’un bois trop qui n’est pas sec). Il n’est pas anormal que celle-ci soit tout de même à nettoyer de temps en temps…

Fermer l’arrivée d’air au bon moment

Quand la flamme n’est plus jaune/orange – quand elle est petite et commence à bleuir – c’est le moment de fermer l’arriver d’air. Si votre poêle est bien étanche (ce qui est souhaitable, sinon vérifiez les joints de portes par exemple) la braise devrait s’éteindre en quelques secondes.

J’avais tendance à laisser complètement se consumer le bois pour qu’il n’y ait pas de charbon, et plus que de la cendre. Guillaume d’Ecolowtech et Agir Low-Tech fait un petit calcul qui démontre que ça revient à laisser un radiateur électrique de 1000W branché dehors… En effet, on laisse s’échapper plus d’air chaud (dû au tirage du poêle qui est chaud) que ne nous en restitue le poêle avec ce qu’il reste comme braise à ce moment là. Du coup, à ce moment-là, on refroidit la maison.

Utiliser un poêle performant

Il est avant tout primordial d’utiliser un poêle à bois performant (bon rendement). Un foyer de cheminée ouvert est une catastrophe écologique, en plus de n’apporter que très peu de chaleur au foyer.

A titre de comparaison :

  • Cheminée ouverte : 10-15% de rendement (source)
  • Cheminée fermée/insert : 70 à 85% (mais 30 à 50% pour les anciens) (source)
  • Poêle à bûche : 70 à 85% (source) (mais 40 à 50% pour les vieux modèles – source) A noter que désormais la norme impose un minimum de rendement à 70% pour que le poêle soit mis en vente
  • Poêle de masse : ~90% (source)

Le bon dimensionnement de celui-ci par rapport à votre maison est aussi primordial. La tendance est au surdimensionnement « par peur d’avoir froid », et « qui peut le plus peu le moins ». Mais s’il est surdimensionné, vous allez avoir tendance à le mettre en sous tirage, ce qui provoque énormément de pollution aux particules fines.

Je ne vais pas détailler ici comment choisir son appareil, ce n’est pas le sujet mais c’est un point important.

Le bois

Il est nécessaire d’avoir du bois de chauffage adapté à votre poêle, avec un taux d’humidité inférieur à 20%. Sinon, il va utiliser beaucoup d’énergie pour gazéifier, donc faire baisser la température de combustion (= fumée).

Il faut aussi alimenter son foyer avec la bonne quantité de bois (quantité pour laquelle il a été conçu/optimisé). Pour connaître la bonne quantité de bois pour votre foyer vous pouvez vous référer au manuel de votre poêle. Si vous n’avez pas/plus de manuel vous pouvez vous référer à une méthode plus approximative expliqué sur le blog chauffageaubois.eu.

Si vous surchargez ou sous-chargez le poêle en bois par rapport à ses capacités, celui-ci n’atteindra pas les rendements pour lesquels il a été conçu. Vous allez perdre en efficacité, augmenter en pollution…

Les pellets dans tout ça ?

En terme d’autonomie, c’est pas dingue, ça ne pousse pas à côté de chez nous… Le procédé de transformation est énergivore, sans compter le conditionnement, transport… C’est possible de faire ses pellets soi-même, mais bon courage il faut broyer, presser… en gros, il faut des esclaves énergétiques…

MAIS ce type de poêle a le mérite d’être utilisable par n’importe qui (car « automatique ») qui n’aurait (par exemple) pas envie (dommage) de « bien faire »/ »d’apprendre » à bien faire brûler du bois… Du coup, je finis par me dire que dans la balance, un utilisateur de pellets n’est peut-être pas pire pour l’environnement qu’un mauvais utilisateur bois bûche.

A nuancer avec le fait qu’il existe des poêles à bois dits « intelligents » qui sont capables de réguler le tirage correctement pour gagner en rendement/efficacité/moins polluer… ça serait à privilégier par rapport au pellet pour un utilisateur « qui veut pas s’embêter… » (d’autant que ces poêles sont résilients et sont capables de fonctionner sans électricité).

Source

N’hésitez pas à commenter (sourcé au plus possible) cet article, il y a peut être des approximations / erreurs…

Une batterie d’ordinateur auxiliaire avec ma batterie de vélo

L’hiver est là, le ciel est gris, les journées sont très courtes et, pour les gens comme moi, autonomes en énergie avec du solaire, la précarité énergétique est palpable… Depuis quelques temps, je travaille à mon compte, et j’ai souvent besoin de travailler sur mon ordinateur en journée. Cela fait partie des choses qu’il est difficile de reporter au lendemain, même s’il n’y a pas trop de soleil (et peu d’énergie)… Si je suis dans la panade, je peux allumer le groupe électrogène bien sûr, mais ce n’est pas la solution que je souhaite privilégier. Depuis cette année j’ai réussi à bien optimiser mon surplus d’énergie solaire, ce qui me permet notamment de charger les batteries de mon vélo électrique. Ce qui me permet donc de stocker d’autant plus d’énergie – énergie que j’utilise un peu moins l’hiver pour me déplacer…. vous voyez où je veux en venir : je peux utiliser cette énergie stockée pour travailler sur mon ordinateur…

Actuellement la batterie de mon ordinateur est une 11,1V, 5,1Ah soit 56,61Wh, et elle me permet environ 3h d’autonomie. Je peux en déduire que mon ordinateur consomme 18,8Wh sur batterie (56Wh/3h) (ce qui est cohérent avec ce que je mesure sur le wattmètre quand il est branché + les pertes induites par la batterie…).

La batterie de mon vélo est une 13Ah/48V soit 624Wh de stocké, ce qui me permet un temps d’utilisation de mon ordinateur de ~30h (624Wh/19Wh=32h) soit 5 jours pleins à raison de 6h par jour… L’hiver peut donc venir, je peux travailler ! (chouette ?)

Pour pouvoir utiliser ma batterie de vélo qui est en 48V et mon ordinateur (qui est en 19V (c’est indiqué sur le transformateur entre la prise et l’ordinateur), j’ai acheté un petit convertisseur de tension 48V > 19V (pour 6€). Ensuite il m’a fallu :

  • Sur l’entrée 48V du convertisseur de tension : ajouter une prise XT90 mâle (car j’ai équipé mon vélo de ces connecteurs) ;
  • Sur la sortie 18V du convertisseur de tension : ajouter le connecteur compatible avec mon PC (là c’est un peu plus la jungle pour trouver le bon… il faut s’armer de patience…).

Et voilà le travail :

Conseils sur le convertisseur de tension :

  • Que le courant qu’il est capable de délivrer soit supérieur à celui dont vous avez besoin, sinon ça ne va pas fonctionner. De mon côté, j’ai observé 20-25W sur le Wattmètre, ce qui fait un courant de 1.3A. Mon convertisseur de tension permet 5A, on est large…
  • Que le rendement/l’efficacité ne soit pas trop moche. Le mien est à 94%, c’est correct.

Chauffe-eau, phase 1 – surplus d’énergie solaire

J’ai acheté récemment un chauffe-eau Nautic-Therm Stehend ME 230V 330W 20L de la marque Elgena. C’est un chauffe-eau électrique (petit volume, petite résistance) qui peut fonctionner avec le surplus d’énergie solaire l’été, ou avec les calories du poêle l’hiver :

  • Volume 20L : On consomme 15 à 20L d’eau/j/p donc 20L d’eau chaude c’est largement trop pour nous. Mais ça a un peu d’inertie alors on peut avoir 2 jours d’eau chaude en cas de mauvais temps…
  • Résistance électrique 330W : le convertisseur de mon installation solaire permet 700W, comme ça j’ai un peu de marge pour le reste…
  • Échangeur de chaleur : pour plus tard brancher le poêle dessus…

A la base c’est un chauffe-eau de camion : l’échangeur est initialement conçu pour récupérer les calories du moteur (le liquide de refroidissement circule et la chaleur du moteur qui roule réchauffe l’eau). De mon côté, cet échangeur servira à chauffer l’eau l’hiver avec une circulation autour du poêle… mais ça sera plus tard… bien plus tard… phase 2…

La limite de l’utilisation d’un chauffe-eau de camion, c’est qu’il va falloir restreindre la pression à 2,5bar MAX (indiqué dans la notice) car ils ne sont pas faits pour être connectés au réseau (au moins 3 – 4 bar), mais pour fonctionner avec des petites pompes dans les camions… Il suffit pour cela d’ajouter un limitateur de pression avec manomètre pour s’assurer d’être dans les clous.

Installation

L’installation du chauffe-eau est faite « le plus haut possible » (au plus proche du plafond), non loin du poêle (à ~2m50) dans la prévision de son raccordement sur celui-ci l’hiver (par thermosiphon, d’où la hauteur…)

Bon c’est facilement résumé en 5 photos mais y’a eu : test de mise en eau (ha mince ça fuit), réparation, test de mise en eau, (ha mince ça fuit…) … … Bref, je suis nul en plomberie.

Test température des parois

Après allumage durant 2h voilà les températures extérieures constatées.

Tout ça me fait dire qu’il n’est pas si mal isolé, mais qu’une petite couche en plus ne serait pas de trop (dans le futur), et qu’en cas de canicule, il faudra que le chauffe-eau reste éteint pour ne pas ajouter des °C inutilement dans la maison (on a d’autres moyen de faire chauffer de l’eau en cas de canicule, un bidon en plein soleil ça monte vite en température, encore plus avec une marmite dans le four solaire…)

Combien de temps pour chauffer l’eau ?

Combien de temps ce ballon va-t-il mettre à chauffer toute son eau en admettant qu’on parte d’une eau complètement froide (ce qui est rarement le cas, l’eau est souvent encore chaude de la veille). Les données dans le détails :

  • 80°C c’est la température max du chauffe-eau
  • 15°C c’est la température estimée de l’eau dans le réseau d’eau (même si c’est variable)
  • 330W la résistance électrique de mon chauffe-eau
  • 20L c’est la capacité du chauffe-eau
  • 1,5106Wh c’est la puissance nécessaire pour monter 1L d’eau de 1°C (en théorie c’est plutôt 1,162Wh pour monter 1L d’eau d’1°C, mais en admettant une efficacité énergétique de 70% pour un chauffe-eau électrique ça monte à 1,5106Wh pour monter 1L d’eau à 1°C.)

( (80°C-15°C) x (1,5106Wh x 1000) x 20L ) / (330Wh / 1000) = 5,9h

Ce ballon de 20L avec sa résistance de 330W met donc 5h54 à chauffer une eau froide à 80°C.

C’est à pas grand chose près ce que j’ai constaté en pratique. Et encore une fois, normalement on ne part jamais d’une eau froide, l’eau est encore un peu chaude de la veille…

Allumage automatique avec le surplus d’énergie solaire

Avec mon installation solaire électrique autonome j’ai développé PvMonit qui me permet de monitorer mon installation et de gérer le surplus d’énergie (router l’énergie) quand il y en a…

Voilà les scripts qui allument le chauffe-eau quand :

  • Le régulateur est en mode « float » (fin de charge)
  • La puissance mesurée sur la batterie est supérieure à 0 (sinon ça veut dire que la batterie est en décharge)

En Blockly :

En PHP :

// Retour par défaut
// 1 relai éteint
// 2 relai allumé
$retour_mod = 1;
// Pour l'affichage dans le log
$retour_log = null;
if (MpptFlo($data['CS'], 60)) {
  // Si le relai 1 c'est allumé puis éteint, c'est à nous...
  if (($data['P']) > 0) {
    $retour_log = 'Le régulateur est à Float et on ne tire pas sur les batteries, il y a donc de l\'énergie potentielle inutilisé, on allume !';
    $retour_mod = 2;
  }
}
print('Le MOD est décidé à : ' . $retour_mod);
print('Retour de log : ' . $retour_log);

Bien entendu il est aussi possible d’ajouter d’autres paramètres conditions comme « la température de la pièce » et si celle-ci passe au dessus de 25°C, laisse le chauffe-eau à l’arrêt pour éviter la surchauffe de la maison…

Les effets sur la consommation journalière

Mon installation solaire autonome est dimensionnée pour 1kWh/j et avec la gestion du surplus d’énergie et l’arrivé du chauffe-eau, au mois de septembre j’arrive à exploiter jusqu’à 4kWh/j d’énergie solaire (sans plus de matériel, sans plus d’investissement…). Bien sûr ce ne sera pas possible toute l’année (particulièrement décembre, janvier, février par chez moi).

L’amortissement de mon installation solaire est d’autant plus conséquent…

Sauvegarde de serveur écologiquement soutenable (à froid)

Pour les besoins de mes activités pro et associatives, j’ai besoin de faire de la sauvegarde quotidienne de serveur. Les serveurs c’est déjà plutôt énergivore en électricité/climatisation (quoi que pas tant que ça si on s’auto-héberge – pas de climatisation par exemple). Je cherche à faire diminuer le coup énergétique tant que je peux, et les sauvegardes ne sont pas en reste.

Mise à jour 09/2020 : Désormais j’utilise des disque dur SSD avec le X828 Stackable Cluster Shield Expansion Board. (que je trouve très bien pensé !

Et je propose du service d’hébergement de sauvegarde à froid à prix libre : https://retzo.net/services/service-de-sauvegarde-ecologiquement-soutenable-a-froid/

Je suis donc parti sur une solution :

  • Froide : c’est-à-dire qui ne serait allumée qu’au besoin (au moment de la sauvegarde) et pas allumée 24h/24 comme à l’habitude dans un datacenter.
  • Faible consommation : Puisque composée d’un Raspberry Pi et d’un disque dur 2,5° = consommation ~3Wh
  • Auto-hébergée : ça veut dire « à la maison », ça évite les climatiseurs des datacenters (vitaux quand la concentration de serveurs est forte) et on garde le contrôle sur les données/le matériel.

En solution logiciel, j’utilise Dirvish, qui est une surcouche à Rsync, qui permet (en gros) de faire des sauvegardes « full » tous les jours en ne copiant que les différences. En gros il ne télécharge et enregistre que les fichiers différents de la veille et utilise l’adresse INODE sur le disque des fichiers qui n’ont pas changé. De cette façon, toute l’arborescence est complète tous les jours mais elle ne prend pas plus d’espace disque que la différence (un peu magique quand on ne connait pas le fonctionnement d’un partitionnement sous linux). De cette façon, ma sauvegarde quotidienne prend ~1h pour sauvegarder ~150Go sur 4 serveurs.

Le matériel utilisé

J’utilise donc pour mes sauvegardes à froid :

  • Un Raspberry Pi (4 ici mais pas vraiment d’importance – quoi que avec un Zero j’ai essayé c’est pas terrible en perf…)
  • Un disque dur 2,5° mécanique (ça serait encore plus économe en électricité avec un SSD) dans un boîtier USB 3.0

Consommation totale : 3Wh constaté au Wattmètre

Comparatif consommation

Pour comparaison (discutable j’en conviens) dans mon cas avec la solution choisie et une VM ou un serveur que j’aurais pu louer dans un datacenter :

RaspberryPi + DisqueDatacenter
Temps d’allumageLe temps de la sauvegarde (ici ~1h mais variable)24h/24h
Consommation électrique (W)38 à 170 (1)
Consommation journalière (Wh/j)3192 à 4080

(1) Consommation serveur nuancée entre une VM (8W) et un serveur physique dédié (170W) – chiffres de l’ADM (source). C’est tout relatif, ça dépend des cas, c’est une hypothèse de travail. Je n’ai pas non plus considéré les équipements actifs pour simplifier (chez moi juste une box, dans un datacenter beaucoup de switch/routeurs : même s’ils sont mutualisés, ça a un coût énergétique).

Avec cette méthode de sauvegarde à froid, dans mon cas, on est entre 64 et 1360 fois moins énergivore que dans le cas d’une sauvegarde ‘classique » en datacenter.

L’allumage automatique peut se faire de différente façon :

  • BIOS : certain bios permette un « réveil » à heure fixe mais ce n’est pas le cas du Raspberry Pi
  • WakeOnLan (fait par le serveur a sauvegarde par exemple)
  • Une prise programmable avec l’heure
  • PvMonit (dans mon cas) logiciel avec lequel je gère le surplus de mon énergie solaire

Dans tous les cas, le Raspberry Pi s’éteint de lui même après la sauvegarde (shutdown -h now dans le script à la fin de la sauvegarde).

Il y a quand même des désavantages à faire la sauvegarde « à la maison » :

  • Débit montant limité : dans le cas ou il faut remonter le serveur en entier (toute la sauvegarde) ça peut prendre un certain temps car le débit montant d’une box est souvent faible
    • Ce cas est très très rare
    • Ce défaut n’est plus si on est en situation auto-hébergée : on va brancher notre disque dur avec la sauvegarde directement sur le serveur à reconstruire
  • Restaurer à distance peut être problématique : si on est pas sur site et qu’on a besoin d’accéder aux sauvegardes, ça peut être problématique
    • Tout dépend de la conception pour l’allumage automatique. Dans mon cas, je peux allumer à distance au besoin avec PvMonit.

Après quelques tests de débits/écritures, voici ce que je constate sur ce « nas » de sauvegarde :

root@nas(ro):/mnt/nas# curl -4 -o ./test100M http://bouygues.testdebit.info/100M.iso
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 95.3M  100 95.3M    0     0  7145k      0  0:00:13  0:00:13 --:--:-- 7509k

En comparaison avec mon ordinateur :

david@monordinateurportable:/tmp$ curl -4 -o ./test100M http://bouygues.testdebit.info/100M.iso
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100 95.3M  100 95.3M    0     0  8424k      0  0:00:11  0:00:11 --:--:-- 8689k

A ~100k de différence ça me semble pas significatif voir même plutôt bon ! (surpris même que ce soit si bon…)

Plus gros, plus redondant

Pour ceux qui ont de plus gros besoins en capacité / redondance de disque, il y a des HAT pour Raspberry Pi où il est possible de connecter plusieurs disques :