IND-UT-103 : récupérer la chaleur d’un compresseur d’air, combien ça vaut vraiment

Un compresseur d’air est une machine thermique avant d’être une machine pneumatique. Plus de 90 % de l’électricité absorbée par le moteur ressort en chaleur : dans l’huile de lubrification, dans l’air comprimé lui-même, dans le moteur et le refroidisseur final. L’énergie réellement stockée dans l’air sous pression ne représente qu’une fraction marginale de la facture.

Dans la plupart des salles de compresseurs, cette chaleur est traitée comme un déchet. Un ventilateur la pousse dehors par une gaine, ou elle réchauffe le local avant d’être extraite pour éviter la surchauffe de la machine. Pendant ce temps, à quelques dizaines de mètres, une chaudière brûle du gaz pour chauffer un atelier, préchauffer une eau de lavage ou alimenter un bain de procédé.

La récupération de chaleur relie ces deux mondes, et la fiche reconnaît deux voies techniques. Avec échangeur : un échangeur huile/eau ou air/eau prélève la chaleur du circuit du compresseur et la transfère à un réseau d’eau chaude, utilisable pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire ou un procédé. Sans échangeur : de la tuyauterie ou du gainage dirige l’air de refroidissement chaud vers les locaux à chauffer. La fiche rémunère l’une comme l’autre, mais la preuve à fournir diffère.

La fiche relève du secteur industrie. Elle vise un site équipé d’un ou plusieurs compresseurs d’air et capable de consommer la chaleur récupérée sur place, dans l’un des trois usages listés : chauffage de locaux, production d’eau chaude sanitaire, procédé industriel. Aucun seuil de puissance ne figure dans la fiche : la puissance entre dans le calcul du montant, pas dans l’éligibilité.

Le texte trace trois lignes rouges. La première est technique : la récupération de chaleur interne au compresseur pour régénérer un sécheur d’air est exclue, car ce dispositif fait partie de la fonction du compresseur et ne déplace aucune chaleur vers un usage extérieur. La deuxième concerne le cumul : si le compresseur est connecté à la tour aéroréfrigérante, l’opération n’est pas cumulable avec les opérations relevant de la fiche IND-BA-112. La troisième tient aux mots « sur site » : une chaleur exportée hors du site ne relève pas de cette fiche.

• Éligible : récupération avec échangeur vers un réseau d’eau chaude, pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire ou un procédé.
• Éligible : récupération sans échangeur, par tuyauterie ou gainage de l’air chaud vers des locaux.
• Exclu : la récupération interne au compresseur destinée à régénérer un sécheur d’air.
• Non cumulable avec IND-BA-112 si le compresseur est raccordé à la tour aéroréfrigérante.
• Obligatoire : la mise en place est réalisée par un professionnel.

Le montant en kWh cumac s’obtient en multipliant un montant unitaire par kW, lu dans un barème, par une puissance P. Toute la mécanique tient dans la définition de P et dans le choix de la bonne case du barème.

P est la puissance thermique de l’échangeur, en kW thermique. En l’absence d’échangeur, P est la puissance électrique nominale du compresseur, en kW électrique. Dans tous les cas, P est limitée à la puissance électrique nominale du compresseur. C’est la règle du plafonnement : un échangeur annoncé à 55 kW thermique monté sur un compresseur de 45 kW électrique donne une P de 45 kW, pas de 55. La chaleur récupérable ne peut pas dépasser l’électricité absorbée.

Les valeurs de P ne s’estiment pas, elles se lisent. La puissance thermique est celle de la plaque signalétique de l’échangeur, ou à défaut celle de la note de dimensionnement de l’installateur ou d’un document issu du fabricant. La puissance électrique nominale est celle de la plaque signalétique du compresseur, ou à défaut celle d’un document issu du fabricant.

Le barème comporte deux volets. Pour un usage chauffage de locaux ou eau chaude sanitaire, le montant dépend du régime de fonctionnement et de la zone climatique. Pour un usage procédé industriel, il dépend uniquement du régime : une valeur unique, sans distinction de zone. Les quatre régimes sont 1x8h, 2x8h, 3x8h avec arrêt le week-end et 3x8h sans arrêt le week-end. Montants en kWh cumac par kW de P.

• Formule : montant en kWh cumac = valeur du barème en kWh cumac par kW × P en kW.
• P retenue = la plus petite des deux valeurs entre la puissance thermique de l’échangeur et la puissance électrique nominale du compresseur.
• Sans échangeur : P = puissance électrique nominale du compresseur.

La logique est physique : un compresseur qui tourne trois postes produit environ trois fois plus de chaleur récupérable qu’un compresseur qui tourne un poste, et le barème suit cette réalité. En chauffage zone H1, on passe de 6 400 kWh cumac par kW en 1x8h à 15 900 en 2x8h, 19 700 en 3x8h avec arrêt le week-end et 26 700 en 3x8h sans arrêt. Rapporté au 1x8h, cela fait environ 2,5 fois, 3,1 fois et 4,2 fois. En procédé, la progression est identique : 10 300, 25 600, 31 800, 43 100, soit à nouveau environ 2,5, 3,1 et 4,2 fois.

Comparons au poids de la zone climatique. En 1x8h chauffage, l’écart entre H1 (6 400) et H3 (5 000) est de 1 400 kWh cumac par kW, soit 28 % de la valeur H3. En 3x8h sans arrêt, l’écart entre H1 (26 700) et H3 (21 100) est de 5 600, soit environ 27 %. La zone joue sur un peu plus d’un quart du montant. Le régime joue sur un facteur 4. Ce n’est pas le même ordre de grandeur.

Le week-end pèse lourd à lui seul. Passer de 3x8h avec arrêt à 3x8h sans arrêt ajoute 7 000 kWh cumac par kW en chauffage H1, de 19 700 à 26 700, et 11 300 en procédé, de 31 800 à 43 100. Dans les deux cas, la hausse est d’environ 35 %. Un site qui fonctionne réellement en continu et se déclare par prudence en 3x8h avec arrêt laisse plus d’un tiers du montant sur la table.

Le tableau ci-dessous pose les quatre régimes pour une même P retenue de 75 kW. Lecture : passer de 1x8h à 2x8h en H1 fait gagner 712 500 kWh cumac, soit 1 192 500 moins 480 000. Passer de H3 à H1 en restant en 1x8h fait gagner 105 000, soit 480 000 moins 375 000. Le changement de régime pèse près de sept fois plus que le changement de zone. Le régime déclaré doit correspondre au fonctionnement réel du site : c’est la première donnée à sécuriser, et à pouvoir justifier.

• À régime égal, l’usage procédé est mieux valorisé que le chauffage : en 2x8h, 25 600 contre 15 900 en H1, soit 61 % de plus.
• La zone climatique ne s’applique qu’au chauffage et à l’eau chaude sanitaire, jamais au procédé.

Quatre situations, calculées de bout en bout. Les puissances sont celles des plaques signalétiques ou des documents fabricant, le régime est celui du fonctionnement réel du site.

Cas 1, atelier de mécanique en zone H1, deux postes. Compresseur de 75 kW électrique, équipé d’un échangeur huile/eau dont la plaque indique 60 kW thermique. La chaleur alimente le chauffage de l’atelier. P = 60 kW, inférieure au plafond de 75. Barème chauffage H1, 2x8h : 15 900. Montant : 60 × 15 900 = 954 000 kWh cumac. Si le même site passait en 3x8h sans arrêt le week-end : 60 × 26 700 = 1 602 000 kWh cumac.

Cas 2, site agroalimentaire en zone H2, un poste. Compresseur de 110 kW électrique, sans échangeur : l’air de refroidissement est gainé vers l’entrepôt d’expédition pour le chauffer. Sans échangeur, P est la puissance électrique nominale, soit 110 kW. Barème chauffage H2, 1x8h : 6 000. Montant : 110 × 6 000 = 660 000 kWh cumac. Le même gainage en 2x8h vaudrait 110 × 15 000 = 1 650 000 kWh cumac.

Cas 3, usine de procédé en fonctionnement continu. Compresseur de 160 kW électrique, échangeur de 130 kW thermique qui préchauffe l’eau d’un procédé industriel. P = 130 kW. Barème procédé, 3x8h sans arrêt : 43 100, quelle que soit la zone. Montant : 130 × 43 100 = 5 603 000 kWh cumac. Avec un arrêt le week-end, le barème tombe à 31 800 : 130 × 31 800 = 4 134 000 kWh cumac, soit 1 469 000 de moins.

Cas 4, le piège du plafonnement. Compresseur de 45 kW électrique, échangeur dont le document fabricant annonce 55 kW thermique, valorisation en procédé, 2x8h. P est plafonnée à 45 kW. Montant : 45 × 25 600 = 1 152 000 kWh cumac. Un dossier qui retiendrait 55 kW afficherait 55 × 25 600 = 1 408 000 kWh cumac, soit 256 000 de trop, et serait repris sur ce point.

La fiche pose une condition générale : la mise en place est réalisée par un professionnel. Le reste des exigences porte sur la preuve de réalisation, dont le contenu dépend de la présence ou non d’un échangeur.

Avec échangeur, la preuve de réalisation mentionne la mise en place d’un échangeur et sa puissance thermique. Si la puissance thermique n’y figure pas, la preuve mentionne la mise en place d’un échangeur avec ses marque et référence, et elle est complétée par une note de dimensionnement établie par l’installateur ou par un document issu du fabricant. Ce complément doit indiquer que l’équipement de marque et référence installé est bien un échangeur et mentionner sa puissance thermique. Le mot « échangeur », la marque, la référence et le chiffre de puissance sont les quatre éléments à retrouver noir sur blanc.

Sans échangeur, lorsque le système consiste en la pose de tuyauterie ou de gainage, la preuve de réalisation mentionne la mise en place d’un système de récupération de chaleur sur un compresseur d’air. La formulation compte : une facture qui ne parle que de gaine ou de tuyauterie sans rattacher l’ouvrage à la récupération de chaleur sur le compresseur est fragile.

Reste la valeur de P. La puissance thermique de l’échangeur se lit sur sa plaque signalétique, à défaut sur la note de dimensionnement de l’installateur ou un document fabricant. La puissance électrique nominale du compresseur se lit sur sa plaque signalétique, à défaut sur un document fabricant. Dans les deux cas, une photographie lisible de la plaque, conservée avec le dossier, évite bien des discussions.

• Réalisation par un professionnel.
• Avec échangeur : preuve mentionnant l’échangeur et sa puissance thermique, ou marque et référence complétées par une note de dimensionnement de l’installateur ou un document fabricant.
• Sans échangeur : preuve mentionnant la mise en place d’un système de récupération de chaleur sur un compresseur d’air.
• Justificatif de P : plaque signalétique de l’échangeur ou du compresseur, à défaut note de dimensionnement ou document fabricant.

Un dossier IND-UT-103 est simple en apparence : une puissance, un régime, une case de barème. C’est précisément pour cela que les erreurs sont faciles à repérer au contrôle. Voici celles qui reviennent.

La bonne pratique tient en trois gestes : lire les plaques avant de chiffrer, faire écrire par l’installateur les mots exacts attendus par la fiche, et déclarer le régime tel qu’il est. Sur 130 kW thermiques récupérés en continu, le dossier vaut 5 603 000 kWh cumac. Il serait dommage de le perdre pour une ligne de facture mal rédigée.

• Le plafonnement ignoré : P supérieure à la puissance électrique nominale du compresseur. Le montant est recalculé à la baisse, au mieux.
• Une preuve muette : facture sans le mot échangeur, sans puissance thermique et sans marque ni référence exploitable, ou gainage facturé sans mention de la récupération de chaleur sur le compresseur.
• Une puissance thermique sortie de nulle part : ni plaque, ni note de dimensionnement de l’installateur, ni document fabricant.
• Le mauvais volet du barème : usage chauffage valorisé au barème procédé, ou zone climatique erronée en chauffage.
• Un régime surévalué : un site en 2x8h déclaré en 3x8h sans arrêt. L’écart de montant est tel que ce point est examiné en priorité.
• La régénération d’un sécheur d’air présentée comme récupération de chaleur : exclusion expresse de la fiche.
• Le cumul interdit avec IND-BA-112 quand le compresseur est connecté à la tour aéroréfrigérante.
• Une chaleur non valorisée sur site, ou une pose non réalisée par un professionnel.