Vivre hors réseau est un rêve pour certains et un cauchemar pour d’autres. La simple idée de devoir surveiller sa consommation d’énergie suffit à rebuter la plupart des gens. Certes, lorsque nous disposons d’une multitude de commodités modernes qui consomment de l’énergie jour et nuit, vivre hors réseau n’est pas une tâche facile, mais elle est très gratifiante.
Les gens choisissent de vivre hors réseau pour diverses raisons : pour être autonomes, pour s’éloigner de la société, pour réduire leur empreinte environnementale… ou, bien sûr, pour se préparer à l’apocalypse zombie !
Mais vivre hors réseau ne consiste pas seulement à vivre selon ses idéaux : dans un endroit isolé, il peut être plus rentable d’installer un système électrique autonome hors réseau plutôt que de faire installer des lignes électriques pour se connecter au réseau, ce qui peut coûter entre 10 000 et 30 000 dollars par kilomètre de ligne, voire plus dans de nombreux cas.
Que votre rêve soit entièrement écologique (100 % renouvelable) ou non (100 % alimenté par un générateur à gaz) ou une option hybride qui se situe entre les deux, vous pouvez trouver une solution d’alimentation hors réseau qui vous convient. Dans ce guide, nous nous concentrons sur les systèmes d’énergie renouvelable et les sources d’énergie afin que vous puissiez vous faire une bonne idée de la manière de fournir de manière durable à la fois l’électricité et le chauffage à votre maison. Vous pourrez ensuite comparer les différents systèmes afin de trouver celui qui vous convient le mieux.
Les composants d’un système d’alimentation hors réseau
Tout d’abord, nous allons examiner les différents composants d’un système hors réseau afin que vous compreniez comment il fonctionne. Un système d’alimentation hors réseau (ou système d’alimentation autonome) fonctionne indépendamment du réseau électrique principal pour fournir de l’énergie. Il comprend plusieurs composants qui génèrent, stockent, régulent et distribuent l’électricité.
Source d’énergie – Tout commence par la source. Le soleil, l’eau, le vent, la biomasse, les déchets : ces sources d’énergie renouvelables sont comme la nourriture que vous donnez à votre corps. Sans elles, nous ne pouvons pas vivre. Sans source d’énergie, nos systèmes d’alimentation hors réseau ne peuvent pas fonctionner.
Système énergétique – Qu’il s’agisse de panneaux solaires photovoltaïques, d’éoliennes ou de micro-turbines hydrauliques, ces sources d’énergie renouvelables collectent l’énergie de l’environnement et la convertissent en électricité.
Onduleur – Les systèmes d’alimentation hors réseau génèrent de l’électricité en courant continu (CC). Comme la plupart des appareils et dispositifs de notre maison utilisent du courant alternatif (CA), il y a une incompatibilité. C’est là qu’intervient l’onduleur. Tout comme un traducteur écoute une conversation en espagnol et la traduit en anglais, l’onduleur convertit l’électricité CC en CA afin que tous vos appareils puissent fonctionner.
Système de distribution – Il s’agit du cœur du système : le câblage, les interrupteurs et les disjoncteurs nécessaires pour distribuer l’électricité provenant de la source d’énergie, des batteries ou du générateur afin d’alimenter votre maison et vos appareils.
Surveillance et contrôle – Le cerveau du système. Ils jouent un rôle important car ils assurent le fonctionnement du système et, en arrière-plan, ils surveillent également la production et la consommation d’énergie, gèrent la charge des batteries et ajustent les paramètres pour un fonctionnement plus économe en énergie. Si vous êtes connecté au réseau, vous aurez également besoin d’un compteur pour mesurer l’électricité que vous consommez à partir de votre propre source d’énergie par rapport à celle du réseau. De plus, si vous partagez votre surplus d’énergie avec le réseau, un compteur spécial vous permettra de mesurer la quantité prélevée par le réseau par rapport à la quantité d’énergie que vous consommez à partir du réseau, à des fins d’équilibrage.
Composants de sécurité – Cet équipement protège votre système, votre maison, vos appareils et vous-même. L’équipement de mise à la terre relie littéralement votre système à la terre, servant de « voie d’évacuation » pour l’électricité supplémentaire lorsque le système est surchargé (par exemple lors d’une surtension due à un coup de foudre). Pensez à un ballon : il a une capacité limitée, et si nous essayons d’y insuffler de l’air supplémentaire, il explosera. En perçant un petit trou dans le ballon, l’air en excès peut s’échapper sans que le ballon n’explose. C’est un peu le principe de fonctionnement des équipements de mise à la terre.
Régulateur de charge – Les systèmes hors réseau ayant besoin d’une alimentation de secours lorsque le vent ne souffle pas ou que le soleil ne brille pas, un régulateur de charge est un composant indispensable (à moins, bien sûr, que vous choisissiez de ne pas avoir d’électricité pendant de longues périodes de la journée). Cet appareil régule la tension et le courant circulant entre la source d’énergie (par exemple, les panneaux solaires) et les batteries, empêchant ainsi les batteries d’être surchargées et garantissant une charge efficace.
Batterie – Autre élément essentiel des systèmes d’alimentation hors réseau, la batterie stocke l’électricité pour une utilisation ultérieure ou pour les moments où votre source d’énergie fonctionne mais où votre demande est supérieure à l’offre. La batterie est dimensionnée pour fournir suffisamment d’énergie pour répondre à vos besoins énergétiques. Elle constitue généralement la partie la plus coûteuse du système.
Générateur de secours – Certaines solutions d’alimentation hors réseau intègrent un générateur de secours, d’autres non. Ils sont généralement utilisés dans des endroits où les ressources énergétiques sont limitées ou pour vous permettre de traverser une période de faible production d’énergie prolongée. Outre leur fonction d’alimentation de secours directe, ils peuvent également être utilisés pour recharger vos batteries. Si votre batterie est suffisamment grande, vous n’en avez pas besoin, mais le stockage des batteries est coûteux.
7 solutions d’alimentation hors réseau
Cette liste présente 7 solutions pour alimenter votre maison hors réseau. Elle présente trois des systèmes d’alimentation hors réseau les plus courants qui fournissent de l’électricité. Plus loin, nous présentons des solutions énergétiques hors réseau qui fournissent de la chaleur et, enfin, une autre option que les gens trouvent pratique s’ils n’ont besoin que d’une petite quantité d’électricité.
Systèmes d’alimentation hors réseau pour l’électricité
1. Énergie solaire
L’énergie solaire photovoltaïque (ou panneaux solaires) génère de l’énergie à partir de la lumière du soleil. Lorsque la lumière du soleil frappe le panneau solaire, les cellules photovoltaïques à l’intérieur du panneau captent la lumière et la convertissent en électricité. Cette électricité peut être stockée dans des batteries pour être utilisée ultérieurement. Sinon, vous pouvez transformer vos panneaux en source de revenus en partageant l’énergie excédentaire avec le réseau si vous y êtes connecté.
Les panneaux solaires sont la forme d’énergie renouvelable la plus courante et la plus facilement accessible pour les propriétaires de maisons hors réseau. Leur installation peut être coûteuse, mais avec l’essor du mode de vie écologique, de nombreux gouvernements offrent des remises et des incitations pour les systèmes d’énergie solaire tels que ceux-ci.
En ce qui concerne le choix d’une alimentation électrique hors réseau, l’énergie solaire photovoltaïque figure en tête de liste de la plupart des gens. C’est une excellente option, mais elle a ses limites. Tout d’abord, il s’agit d’une source d’énergie intermittente qui ne fournit de l’énergie que pendant la journée. Et si vous vivez dans une région comme la côte ouest, où le ciel est généralement couvert, ou dans une forêt ombragée, vous ne produirez pas beaucoup d’électricité. De plus, l’énergie solaire ne fournit que de l’électricité, ce n’est donc pas une solution tout-en-un si vous souhaitez chauffer votre logement.
Avec l’augmentation rapide de la production photovoltaïque ces dernières années, les coûts ont baissé, ce qui en fait une option beaucoup plus abordable. Il existe de nombreuses options, notamment des kits solaires hors réseau à petite échelle. Si vous ne souhaitez pas conserver votre électricité dans votre batterie, il existe désormais plusieurs moyens de la partager. Vous pouvez la revendre au réseau ou la distribuer via un micro-réseau communautaire de partage entre particuliers. Sonnen est l’un des plus grands exemples de ce type de système.
Un système photovoltaïque n’est pas le seul moyen d’exploiter l’énergie solaire. Les chauffe-eau solaires (parfois appelés systèmes solaires de production d’eau chaude sanitaire) utilisent également l’énergie du soleil pour chauffer l’eau de votre maison. Ils existent en plusieurs configurations, certaines plus efficaces que d’autres, selon l’emplacement de votre maison. Quoi qu’il en soit, vivre hors réseau ne signifie pas nécessairement devoir faire bouillir de l’eau pour prendre un bon bain chaud !
Enfin, le four solaire est un moyen original et intéressant de cuisiner. Il concentre la chaleur du soleil dans son matériau réfléchissant, chauffant les aliments à des températures sûres.
2. Énergie éolienne
Une éolienne utilise des pales qui captent le vent et font tourner un rotor, qui alimente un générateur et produit de l’électricité. L’énergie éolienne a une longue histoire, qui prouve son efficacité : les premiers moulins à vent sont apparus il y a plus de 1 000 ans et la première turbine utilisée pour produire de l’électricité remonte à 1887.
Les éoliennes modernes peuvent être de type à axe horizontal (HAWT), que nous voyons généralement, ou de type à axe vertical (VAWT), qui ressemblent souvent à des batteurs à œufs. Ce dernier type est beaucoup moins courant, car il n’est pas aussi efficace que les HAWT et, comme il est moins répandu, le choix est beaucoup plus limité. Cependant, il présente l’avantage d’être omnidirectionnel, ce qui lui permet de capter le vent dans toutes les directions. Leur conception est également mieux adaptée aux faibles vitesses du vent.
Le principal inconvénient de l’énergie éolienne est que le vent n’est pas fiable. Il varie en fonction de l’endroit où vous vivez, et même au même endroit, il change d’un jour à l’autre en fonction des conditions météorologiques. Bien qu’il soit possible de stocker de petites quantités d’énergie éolienne dans des batteries pour une utilisation ultérieure, il est important de disposer d’un plan d’urgence si vous dépendez de l’électricité produite par une éolienne.
Pour les maisons raccordées au réseau électrique, il existe des programmes gouvernementaux qui encouragent l’utilisation de sources d’énergie verte, et il est parfois possible d’obtenir des remises si vous partagez votre énergie éolienne avec le réseau.
3. Micro-énergie hydraulique
Tout comme les éoliennes, les pales des turbines hydrauliques captent l’eau en mouvement, qui fait ensuite tourner le rotor de la turbine et alimente un générateur. L’exemple le plus courant est celui d’un barrage hydroélectrique qui fait tomber l’eau sur d’énormes turbines et produit de l’énergie hydraulique pour des communautés entières.
Les turbines hydrauliques destinées aux maisons hors réseau sont évidemment plus petites et sont malheureusement limitées aux maisons situées à proximité de cours d’eau. L’eau est plus fiable que le vent, mais une certaine force cinétique est nécessaire pour faire tourner les turbines, et il est difficile de trouver suffisamment d’eau en mouvement pour créer cette force dans la plupart des endroits. Il en résulte que l’énergie hydraulique hors réseau est une option moins courante que l’énergie solaire ou éolienne.
Sources d’énergie hors réseau pour le chauffage
4. Pompes à chaleur (géothermiques et aérothermiques)
Les pompes à chaleur sont de plus en plus utilisées pour chauffer et climatiser les maisons grâce à leur efficacité. Elles fonctionnent selon le même principe que les climatiseurs ou les réfrigérateurs, mais au lieu de simplement refroidir, elles peuvent également chauffer une pièce et fournir de l’eau chaude. Les deux types de pompes à chaleur les plus courants sont les pompes à chaleur aérothermiques (de loin les plus courantes) et les pompes à chaleur géothermiques (également appelées pompes à chaleur géothermiques).
Les pompes à chaleur à air fonctionnent en extrayant la chaleur de l’extérieur et en la transférant à un fluide caloporteur (réfrigérant ou eau), puis en la rejetant à l’intérieur de la maison. En été, elles prélèvent la chaleur à l’intérieur et la rejettent à l’extérieur.
Les pompes à chaleur géothermiques font la même chose, sauf qu’elles prélèvent la chaleur du sol, ce qui est plus efficace car la température sous la ligne de gel est constante et fiable, à 10 degrés Celsius (50 degrés Fahrenheit). Bien qu’elles soient plus efficaces que les pompes à chaleur à air, les systèmes géothermiques ont un coût initial plus élevé. Cependant, à long terme, les économies réalisées compensent cet investissement.
Les pompes à chaleur sont plus efficaces que les autres systèmes de chauffage : avec un rendement d’environ 3:1, elles produisent environ trois fois plus d’énergie qu’elles n’en consomment. Elles peuvent être aussi efficaces parce qu’elles utilisent la chaleur déjà présente dans l’environnement plutôt que de la produire par combustion (par exemple, en brûlant du gaz naturel ou du pétrole).
Les pompes à chaleur fonctionnent à l’électricité. Elles en consomment beaucoup. Pour une installation hors réseau renouvelable, vous devrez donc disposer d’un système photovoltaïque pour alimenter la pompe à chaleur. En supposant que votre système solaire soit suffisamment puissant, ces deux systèmes vous fourniront toute l’électricité, le chauffage/refroidissement et l’eau chaude dont vous avez besoin.
Il existe d’autres types de systèmes de chauffage qui fonctionnent à l’électricité, mais nous avons mis l’accent ici sur les pompes à chaleur en raison de leur grande efficacité.
5. Biomasse / Biogaz
Les chaudières à biomasse utilisent la combustion de matières organiques telles que les copeaux de bois, les granulés, les bûches, la paille (et d’autres produits agricoles) et les déchets solides municipaux pour produire de la chaleur, de l’électricité ou les deux.
Le biogaz, quant à lui, utilise des matières organiques humides telles que le fumier animal, les déchets alimentaires ou les déchets agricoles et les décompose à l’aide de micro-organismes dans un environnement anaérobie (en l’absence d’oxygène) afin de produire du biogaz (un mélange de méthane et de dioxyde de carbone) qui peut être brûlé pour produire de la chaleur ou converti en électricité.
Il est considéré comme une source d’énergie renouvelable, car les matières organiques introduites dans le système sont renouvelées naturellement. Cependant, son impact sur l’environnement dépend d’une série de facteurs tels que le type de biomasse utilisé, la manière dont elle est récoltée et l’efficacité du processus de conversion. Par exemple, les forêts gérées de manière durable peuvent servir de source de combustible biomasse sans épuiser les ressources naturelles, tandis que l’utilisation de résidus agricoles ou de déchets organiques peut contribuer à réduire les déchets mis en décharge et les émissions de méthane.
Les chaudières à biomasse fonctionnent avec un rendement d’environ 90 %, ce qui est comparable aux chaudières à gaz à haut rendement vendues aujourd’hui. Pour les propriétaires qui souhaitent un système de chauffage simple et fiable, un poêle à granulés ou une autre chaudière à biomasse peut être un bon choix, en particulier s’ils disposent d’une source locale de combustible provenant de forêts gérées de manière responsable, et encore plus s’ils peuvent se procurer ce combustible sur leur propre terrain.
La combustion du bois présente toutefois certains inconvénients. Le premier est la quantité de polluants qu’elle rejette dans l’air. Cela pose particulièrement problème si vous vivez dans une ville ou à proximité (ce qui n’est pas le cas de la plupart des propriétaires de maisons autonomes), car les polluants tels que les particules fines et les COV sont plus problématiques en ville. Bien que l’on puisse planter de nouveaux arbres pour remplacer ceux qui sont abattus, brûler du bois accélère le rythme auquel le CO2 émis est rejeté dans l’atmosphère. De plus, si vous coupez votre propre bois, cela demande beaucoup de travail, même si les propriétaires de fermes en sont habitués et que cela peut être un bon moyen de faire de l’exercice.
Il existe un débat sur la nocivité de la combustion du bois par rapport à celle des combustibles fossiles. Cela dépend de facteurs tels que la distance de transport, le raffinage du combustible, l’efficacité du système de chauffage, etc. D’une part, si vous ramassez du bois mort sur votre propre terrain et que vous êtes loin de la civilisation, votre impact sur l’environnement sera très différent de celui d’un citadin qui brûle du bois provenant d’ailleurs. De même, différentes comparaisons peuvent être faites entre la combustion des combustibles fossiles et celle du bois.
Il existe différents types de biomasse et de systèmes de biogaz qui peuvent fournir à la fois de la chaleur et de l’électricité, ce qui semble idéal pour les personnes vivant hors réseau, mais en réalité, ils sont chers et coûteux à entretenir.
6. Le feu
Le feu a été la première source d’énergie de l’humanité et reste encore aujourd’hui incroyablement utile. Il peut être utilisé pour le chauffage, la cuisine, l’éclairage, le défrichage, l’incinération des déchets, entre autres, ce qui en fait une source d’énergie très importante pour ceux qui vivent hors réseau.
Bien que le bois puisse être brûlé dans des chaudières à biomasse, nous mentionnons cette option séparément en raison de ses nombreuses applications et de sa simplicité. Le feu peut être utilisé pour produire de la chaleur, cuisiner, etc. Tout ce dont vous avez besoin, c’est de bois et d’une allumette. Il n’y a rien de plus simple et de plus fiable pour vivre hors réseau, car votre propriété sera très probablement entourée d’arbres que vous pourrez toujours utiliser comme combustible.
Le poêle à bois est un élément central du mode de vie hors réseau. Source de chaleur efficace, particulièrement adaptée aux petites maisons, il permet de garder une maison chaude pendant les saisons froides. Il peut également remplacer une cuisinière électrique ou à gaz lorsque vous avez besoin de cuisiner ou de faire bouillir de l’eau dans une bouilloire.
La chaleur rayonnante d’un poêle à bois peut également sécher les vêtements que vous avez suspendus à l’intérieur par temps froid ou humide.
Certaines formes de feu contrôlé à l’extérieur, telles que le barbecue au charbon de bois, le foyer ou le four souterrain (parfois appelé « four en terre ») constituent également des alternatives efficaces à la cuisinière électrique ou à gaz. Elles sont particulièrement utiles par temps chaud, lorsque l’allumage d’un poêle à bois à l’intérieur rendrait votre maison trop chaude.
Ces formes de feu offrent également des possibilités de divertissement ou de convivialité : il y a quelque chose de spécial à se réunir autour d’un feu avec des marshmallows ou à se retrouver devant un barbecue devant un four souterrain.
Enfin, les bougies et les lanternes peuvent vous fournir une lumière à base de feu lorsque vous n’avez pas d’électricité pour une raison quelconque.
Système d’alimentation hors réseau à petite échelle
7. Onduleurs pour recharger les petits appareils
Si vous avez simplifié votre installation hors réseau à un simple poêle à bois pour cuisiner et vous chauffer, vous avez trouvé la solution pour vivre hors réseau ! Cependant, au XXIe siècle, il est devenu difficile de vivre sans électricité en raison de notre dépendance à Internet. Et selon l’endroit où vous vivez, il est difficile de se passer d’une voiture. Heureusement, il existe une solution qui combine ces deux dépendances : le convertisseur de puissance.
Les propriétaires de fermes utilisent des onduleurs dans leur voiture pour recharger de petits appareils (tels que les téléphones portables, les ordinateurs portables et les tablettes) pendant qu’ils font leurs courses. C’est un moyen très efficace d’utiliser un véhicule. Les voitures sont en quelque sorte de grands générateurs, car elles rechargent leur batterie lorsqu’elles roulent. Vous pouvez donc en profiter en utilisant simultanément la batterie comme source d’alimentation pour vos petits appareils.
Si vous êtes propriétaire d’une maison, vous n’utiliserez probablement pas vos appareils très souvent, car vous serez occupé à entretenir vos cultures ou vos animaux, à vider les toilettes à compost, à cuisiner, à nettoyer et à effectuer d’autres tâches. Le modeste convertisseur de puissance pourrait donc être le seul système d’alimentation hors réseau dont vous aurez jamais besoin !
