Les chauffages à faible production d'entropie, une nouvelle exigence

[Yoghourt]

On a rendement ou coef d'efficacité défini comme le rapport recette/dépense.

Le terme "recette" me semble ici clair et rigoureux: c'est Q1.
Le terme "dépense" ne l'est pas. Dans le cas d'une PACe alimentée par la prise, c'est classiquement la conso électrique: W. Dans le cas de l'hypothétique PACt(hermique) ou du captage solaire direct, je ne vois aucune justification à dire que c'est Q2, vu que Q2 est gratuit et c'est même l'énergie la plus renouvelable à disposition que l'on aie. C'est ma logique et je trouve qu'elle se tient. Ce n'est pas votre logique (vous = mmy et ortograf) et je suppose que de votre point de vue ça se tient. C'est ça que je trouve subjectif.

Ce qui m'a fait sortir initialement de mes gonds dans le propos initial de ce fil: l'apologie de la PAC (qu'on se tape à tous les salons EnR, éco-construction, contruction, à la télé, via les artisans, à certaines antennes de l'ADEME...) comme étant LA solution énergétique.
Oui, la cogénération, c'est très bien et insuffisamment développé à l'heure actuelle. On a même sur Futura des gens qui brevettent et cherchent à industrialiser sur ce sujet.
Mais l'efficacité du système de chauffage n'est pas un enjeu. Le chauffage, c'est juste de l'ingénierie servant à compenser les déperditions et maintenir un confort thermique en hiver. Si on supprime le besoin primaire, on supprime le besoin d'une ingénierie la plus efficace possible pour servir le besoin.
Exemple flagrant (parmi tant d'autres): la maison passive d'aerialcastor. Son bilan thermique annuel des déperditions de l'enveloppe à compenser grâce au chauffage est...positif! (gare aux surchauffes!) Son principal besoin énergétique est en fait l'eau chaude. Dans ces conditions, on peut même mettre 2-3 grille-pains pour chauffer: ils ne tournerons que quelques semaines par an, et à bas régime. Nul besoin d'aller chercher des dispositifs complexes tels que PAC avec cogénération.
Autre exemple: le mien. Une fois isolée/rénovée, ma maison pourrait en théorie gagner sur le besoin en énergie primaire grâce à l'installation d'une petite PAC en remplacement de la vieille chaudière fioul. En théorie. En pratique, c'est très très discutable.
Avant rénovation/isolation, le remplacement de la chaudière fioul par une PAC serait un très mauvais choix: confort thermique mauvais (ponts thermiques et courants d'airs avant réno) obligeant à augmenter très nettement la température de consigne, nécessité d'une PAC monstrueuse (la chaudière actuelle fait 80kW) avec tous les problèmes pratiques que cela comporte.

L'enjeu énergétique dans le bâti (résidentiel+tertiaire), ce n'est pas le bâti construit, mais le bâti ancien (rapports prebat, observatoire de l'energie). La PAC fait théoriquement gagner un facteur 3 dans le bâti ancien (je suis preneur de toute campagne de mesure peer-reviewed validant en pratique ce point de vue théorique). L'isolation fait gagner en pratique un facteur 6 à 8 dans le bati ancien et le tertiaire mal foutu, et diminue d'autant l'infrastructure nécessaire à la PAC si PAC il y a.
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[invite479eaa8e]

"Qu'est-ce que j'peu mettre comme chauffage dans ma passoire ?"

Terriblement méprisant pour tous les non-scientifiques qui pataugent dans leur ignorance...
Même principe que pour le pognon:
les pauvres, laissez-les crever,
les c..s, laissez-les polluer.

[invité576543]

Le terme "dépense" ne l'est pas. (...)vu que Q2 est gratuit et c'est même l'énergie la plus renouvelable à disposition que l'on aie.(...) C'est ça que je trouve subjectif.

Ce qui m'a fait sortir initialement de mes gonds dans le propos initial de ce fil: l'apologie de la PAC

Personnellement je ne m'intéresse qu'à l'aspect physique du sujet, pas aux résonances économiques. Selon mon point de vue, c'est toi qui introduis le subjectivisme dont tu parles toi-même, par les mots "gratuit", "renouvelable", "apologie", dont le rapport avec la thermodynamique est, j'espère que tu en conviendras, lointain.

Mais l'efficacité du système de chauffage n'est pas un enjeu. Le chauffage, c'est juste de l'ingénierie servant à compenser les déperditions et maintenir un confort thermique en hiver.

Il est clair qu'il y a une très grosse difficulté à introduire pour application générale une notion de rendement basée sur l'entropie: il y a très peu de cas où la "dépense n-entropique minimale" censée servir de référence est calculable, et le chauffage d'une maison est un de ces très rares cas (et encore, parce que prendre en compte les variations de température ou d'ensoleillement n'est pas si facile que cela. Les calculs proposés sont outrageusement simplificateurs pour cet aspect-là).

En pratique, les usages de l'énergie sont si variés que le calcul en Watt et en Joule est plus fédérateur. Mais ça n'oppose pas l'idée que la notion de rendement est alors biaisée.

Exemple flagrant (...)

Dans la suite de ton texte, tu t'éloignes nettement du sujet. Ce que tu discutes est la PAC, pas vraiment de l'aspect scientifique des notions de rendement!

Personnellement, je ne vois pas de contradiction entre ton discours et celui d'ortograf. On peut, il me semble, à la fois convenir que la limite posée par la thermodynamique est très au-dessus de ce qu'on fait, ce qui indique l'existence de possibilités de progrès futur; et que, parmi les dispositifs actuels la PAC n'est pas une bonne solution.

Cordialement,

[invitedbb5457c]

Le terme "dépense" ne l'est pas. Dans le cas d'une PACe alimentée par la prise, c'est classiquement la conso électrique: W. Dans le cas de l'hypothétique PACt(hermique) ou du captage solaire direct, je ne vois aucune justification à dire que c'est Q2, vu que Q2 est gratuit et c'est même l'énergie la plus renouvelable à disposition que l'on aie. C'est ma logique et je trouve qu'elle se tient. Ce n'est pas votre logique (vous = mmy et ortograf) et je suppose que de votre point de vue ça se tient. C'est ça que je trouve subjectif.

Un financier te repondrait : les dépenses, c'est ce qu'a coûté l'installation du systéme !
Ca peut ressembler à une boutade, mais, c'est pas complétement idiot :
Pour construire la PAC, il a fallu de l'énergie (donc entropie).

La réflexion théorique de mmy et son rapport 14 me fait penser qu'il doit être possible de faire :
- une mini centrale électrique solaire (100m² de capteur) avec un rendement thermodynamique minable
- donc les pertes de rendement (=fuite de chaleur) serve à chauffer la maison (une maison bien isolée quand même) qui se trouve sous les 100m² de capteur

Si coût de l'installation (maison comprise) est financé par la vente d'électricité. Ce n'est pas le chauffage qui est gratuit, mais carrement le logement !

[Yoghourt]

Personnellement je ne m'intéresse qu'à l'aspect physique du sujet, pas aux résonances économiques. Selon mon point de vue, c'est toi qui introduis le subjectivisme dont tu parles toi-même, par les mots "gratuit", "renouvelable", "apologie", dont le rapport avec la thermodynamique est, j'espère que tu en conviendras, lointain.

Non, je n'en conviens pas.
Ce n'est pas moi qui soutient mordicus que le soleil est une dépense au sens thermodynamique, donc qu'il faut en minimiser l'utilisation en maximisant l'efficacité dans son utilisation. Tu n'as donné aucun sens physique à ce choix arbitraire.

Dans la suite de ton texte, tu t'éloignes nettement du sujet. Ce que tu discutes est la PAC, pas vraiment de l'aspect scientifique des notions de rendement!

3 volets dans le sujet initial:
1) la PAC idéale (et la PAC non idéale)
2) l'entropie comme moyen de comparaison des systèmes de chauffes
3) intérêt

Je m'éloigne de 2 pour parler de 1 et 3. Avec des contradictions flagrantes entre mon texte et le texte d'ortograf concernant le point 3.

[invité576543]

Non, je n'en conviens pas.
Ce n'est pas moi qui soutient mordicus que le soleil est une dépense au sens thermodynamique, donc qu'il faut en minimiser l'utilisation en maximisant l'efficacité dans son utilisation. Tu n'as donné aucun sens physique à ce choix arbitraire.

Ta position me paraît de plus en plus rhétorique; dégommer la PAC semble être le seul et unique but de ton discours, quitte à écraser toute autre considération.

Dans le calcul que tu as proposé, puis corrigé en prenant Q0+Q1+Q2=0, on a finalement Q1>0 et Q2<0, ça me suffit largement pour considérer, au sens physique, que si Q1 est un gain (ce que tu as toi-même dit), Q2 est une dépense.

Quel différence avec le cas Q0 +W + Q2=0, Q2 venant de la source chaude et Q0 allant à la source froide. Tu ne va pas me dire que ton argumentation s'applique aussi pour expliquer que W/Q0 n'est pas un rendement, etc.

Cordialement,

[Yoghourt]

Ta position me paraît de plus en plus rhétorique; dégommer la PAC semble être le seul et unique but de ton discours, quitte à écraser tout autre considération.

Procès d'intention, d'autant plus malvenu que j'ai cité les micropacs dans le message #17.

Dans le calcul que tu as proposé, puis corrigé en prenant Q0+Q1+Q2=0, on a finalement Q1>0 et Q2<0, ça me suffit largement pour considérer que si Q1 est un gain (ce que tu as toi-même dit), Q2 est une dépense.

Q0>0 est alors aussi une dépense. Quelle est la justification du choix de Q2 comme dépense et non Q0?

[invité576543]

Quel différence avec le cas Q0 +W + Q2=0, Q2 venant de la source chaude et Q0 allant à la source froide. Tu ne va pas me dire que ton argumentation s'applique aussi pour expliquer que W/Q0 n'est pas un rendement, etc.

Je corrige : -W/Q2 pour le rendement...

J'en profite pour continuer en indiquant que le parallèle est bien profond que cela, car on peut écrire pour une machine bitherme fournissant du travail

Q0 + W + Q2 =0

Q0/T0 + W/infini + Q2/T2 > 0

Il y a différent arguments permettant de considérer que le travail est une énergie à température extrêmement élevée, telle que le terme entropique tombe à 0. Un de ces arguments est la définition de la température comme énergie par degré de liberté: le travail mécanique concentre l'énergie sur quelques degrés de liberté, ce qui est négligeable devant les 10²³ ou plus degré de liberté lié à la chaleur.

Les deux systèmes d'équations sont alors identiques, et j'estime que ce n'est pas faire preuve de manque de sens physique que de considérer que ce qui est appelé rendement dans un cas peut aussi être appelé rendement dans l'autre.

Cordialement,

[Yoghourt]

Quel différence avec le cas Q0 +W + Q2=0, Q2 venant de la source chaude et Q0 allant à la source froide.

pas sûr de comprendre... C'est quoi que tu évoques ici? Un moteur solaire?

Tu ne va pas me dire que ton argumentation s'applique aussi pour expliquer que W/Q0 n'est pas un rendement, etc.

Au cas où tu ne l'aurais pas remarqué, j'ai volontairement arrêté d'utiliser les termes rendement et coefficient d'efficacité.

[invité576543]

Q0>0 est alors aussi une dépense. Quelle est la justification du choix de Q2 comme dépense et non Q0?

Il a déjà été répondu que si tu groupe tous les signes + d'un côté les signes - de l'autre, tout rendement est 1.

Cordialement,

[Yoghourt]

Oui, mais cela ne répond pas à la question. Pourquoi choisir Q2 pour le calcul recette/dépense et pas Q0?

[invite8915d466]

Je corrige : -W/Q2 pour le rendement...

J'en profite pour continuer en indiquant que le parallèle est bien profond que cela, car on peut écrire pour une machine bitherme fournissant du travail

Q0 + W + Q2 =0

Q0/T0 + W/infini + Q2/T2 > 0

l'inégalité est dans l'autre sens (<0, formule de Clausius) parce que la variation d'entropie du système est nulle au cours d'un cycle et vaut
Q0/T0 + W/infini + Q2/T2+Si = 0 où Si est l'entropie créée et est >0, mais c'est un détail...

il est evident que pour une PAC cherchant à chauffer une maison, la quantité interessante est Q2 (source chaude) alors que pour une clim ou un frigo, c'est Q0 (source froide). ce n'est pas vraiment lié au signe qui dépend juste du choix du systeme : pour un frigo c'est la chaleur entrant dans la machine (Q0>0 ) qui est intéressante alors que pour un chauffage c'est la chaleur sortante (Q2<0), en pratique on met des valeurs absolues partout...apres qu'on appelle le rapport |Q/W| un rendement ou une efficacité ça me parait une querelle sémantique...rendement ne me gene pas, il y a d'autres cas ou le rendement est >1, en fait tout ce qui est considéré comme source primaire d'énergie y compris l'agriculture !

Cdt

Gilles

[invité576543]

pas sûr de comprendre... C'est quoi que tu évoques ici? Un moteur solaire?

Moteur thermique classique...

Cordialement,

[invité576543]

l'inégalité est dans l'autre sens (<0, formule de Clausius) parce que la variation d'entropie du système est nulle au cours d'un cycle et vaut

J'ai juste gardé la convention que Yoghourt avait introduite: c'est juste la convention selon si Q est ce qui "vient de" ou "va vers". Ca change le signe, donc le sens de l'inégalité. C'est un détail.

Cdlt,

[invitea470d1a1]

La vraie priorité énoncée par Quisit:

" Efficacité énergétique, isolation, économies de chauffage ...
Pour reprendre un habitué de ce même forum, "l'important n'est pas de chauffer mais d'avoir chaud". Hors ... il n'est pas nécessaire de chauffer pour avoir chaud si l'habitat ne laisse pas s'échapper en permanence les watts chèrement gagnés. Cette logique toute bête, peu la pratiquent, et nombreux sont ceux qui changent a grands frais le robinet plutôt que boucher les trous de la passoire.

Avant d'entreprendre le couteux remplacement de vos convecteurs par une pompe à chaleur :

* Avez-vous pensé à "vraiment" isoler votre maison ?
* Quand a ceux qui pensent leur maison isolée ... en êtes vous si sûrs, saviez-vous que les modes d'isolation choisis en France font rigoler nos voisins européens et canadiens ?
* Une dernière (double) question : saviez-vous qu'il existe des maisons si bien conçues qu'elles n'ont plus besoin d'aucun chauffage ? Pensez-vous que le surcout soit considérablement plus élevé que celui d'un chauffage central dit "écologique" ?"

Ces considérations ne sont pas forcément prises en compte comme elles le devraient au moment de la construction d'une maison neuve. Et modifier de l'ancien peut être l'occasion d'un gaspillage supplémentaire.

D'autre part, la chaleur qui traverse les murs de votre maison pour aller réchauffer l'atmosphère est de la chaleur "basse température", autrement dit déjà très fortement dégradée. On perd bien d'avantage d'argent, par production d'entropie, dans une chaudière de chauffage central que dans les murs d'une maison.

Si l'on attribue une échelle de valeur à la chaleur en fonction de la température du corps qui la fournit ou la reçoit, on peut dire:

- la chaleur haute température est faiblement dégradée parce qu'elle est convertible en énergie mécanique avec un bon rendement. Par exemple, certains moteurs diesel de bateaux ont des rendements dépassant 60%.

- la chaleur basse température est fortement dégradée, elle a une très faible valeur. Elle est convertible en énergie électrique avec un très faible rendement. Avec les pompes à chaleur, on peut l'obtenir en contrepartie d'une faible quantité d'énergie électrique.

- la chaleur a une valeur nulle quand elle est portée par un corps à la même température que l'air du temps. On peut chauffer sa maison à la même température que l'air du temps simplement en ouvrant les fenêtres.

- la chaleur a une valeur négative quand elle est portée par un corps à une température inférieure à celle de l'air du temps. Par exemple, ça vous coûte systématiquement de l'énergie électrique si vous voulez enlever la chaleur qui entre dans votre réfrigérateur ou votre congélateur.