Ballon d’eau chaude : comment 300 litres d’eau stockent autant d’énergie qu’une batterie domestique

Un ballon d’eau chaude électrique de 300 litres contient, une fois chauffé, environ 15 kilowattheures, à peu près ce que stocke une batterie domestique standard. La différence tient à la forme : de la chaleur, pas de l’électricité. Trois chercheurs de l’University of Technology Sydney en font, dans un texte publié le 5 juillet 2026, la prochaine étape après les batteries domestiques, en s’appuyant sur un rapport préparé en juin 2023 pour l’agence australienne des énergies renouvelables, ARENA. En France, ce levier fonctionne déjà : les ballons suivent le signal heures creuses, que la Commission de régulation de l’énergie (CRE) déplace en partie vers l’après-midi.

Deux cents litres d’eau, combien de kilowattheures ?

Chauffer de l’eau revient à y loger de l’énergie, et la quantité logée se calcule. Elle dépend de trois termes seulement : la masse d’eau, la capacité thermique de l’eau, qui vaut environ 4,18 kilojoules par kilogramme et par degré, et l’écart entre la température de l’eau froide qui entre dans la cuve et celle de l’eau chaude qu’elle contient. Un litre d’eau pesant un kilogramme, le calcul se fait directement en litres. Il suffit ensuite de diviser par 3 600 pour passer des kilojoules aux kilowattheures, l’unité de la facture.

Appliqué à une cuve de 300 litres chauffée d’environ 43 °C, ce calcul donne à peu près 54 000 kilojoules, soit près de 15 kWh. C’est l’ordre de grandeur retenu par le rapport Domestic Hot Water and Flexibility, rédigé en juin 2023 par l’Institute for Sustainable Futures de l’University of Technology Sydney (UTS-ISF) pour ARENA : un chauffe-eau électrique de 300 litres y est crédité d’environ 15 kWh, soit à peu près le contenu d’une batterie domestique standard. Un ballon de 200 litres chauffé de 40 °C retient, lui, de l’ordre de 9 kWh.

Ces deux valeurs sont des ordres de grandeur calculés à partir de la physique de l’eau, pas des données publiées pour un appareil donné. Elles montrent surtout où se trouve le levier. À volume égal, doubler l’écart de température double le stock. L’écart pèse autant que le volume.

Encore faut-il ne pas confondre ce stock avec un flux. Les 15 kWh sont le contenu d’une cuve pleine à un instant donné. D’autres chiffres s’écrivent eux aussi en kilowattheures : les chercheurs de l’UTS estiment, dans leur texte de juillet 2026, qu’une famille australienne de quatre personnes équipée d’un ballon électrique consomme environ 13 kWh par jour pour son eau chaude, sur la base d’environ 50 litres d’eau chaude par personne et par jour. Ces deux nombres ne se contredisent pas et ne s’additionnent pas. L’un mesure une réserve, l’autre un débit quotidien ; leur proximité indique que la cuve se vide et se remplit à peu près une fois par jour. C’est ce cycle quotidien que l’on peut déplacer dans le temps. Ces valeurs de consommation sont australiennes et ne décrivent pas un foyer français.

Une batterie qui ne rend jamais d’électricité

Batterie et ballon partagent une propriété : consommer de l’électricité à un moment et en faire usage à un autre. La ressemblance s’arrête là. Une batterie reçoit de l’électricité et en rend, au moment où on le lui demande, pour alimenter n’importe quel appareil. Un ballon reçoit de l’électricité et rend de la chaleur, quand quelqu’un ouvre un robinet d’eau chaude. Les auteurs du rapport pour ARENA posent eux-mêmes cette borne : « l’eau chaude sanitaire ne peut pas restituer d’énergie électrique plus tard ».

La comparaison avec la batterie ne porte donc que sur un côté de l’opération, l’absorption. Quand les panneaux photovoltaïques produisent plus que le réseau ne consomme, une batterie et un ballon peuvent tous deux absorber ce surplus. Le soir venu, la batterie restitue ce qu’elle a pris. Le ballon, lui, n’a rien à rendre au réseau : sa contribution consiste à ne plus consommer plus tard ce qu’il a déjà consommé plus tôt. Sa capacité est une consommation décalable, pas une réserve d’électricité. Toute équivalence entre ballons et batteries ne vaut que pour la puissance absorbée pendant un surplus.

Cette distinction fixe aussi un plafond. Le rapport calcule la profondeur de flexibilité, autrement dit l’énergie que les ballons peuvent déplacer dans la journée, à partir de l’eau chaude que les ménages consomment réellement chaque jour. Un ballon plein ne peut rien absorber de plus : tant que personne ne tire d’eau chaude, il n’y a rien à réchauffer. Ce calcul ne couvre que la mise en forme de la courbe de consommation au fil de la journée, la fonction que le rapport nomme shape. Le potentiel décrit est celui d’un appareil qui choisit son heure. Pas celui d’un réservoir sans fond.

La puissance compte autant que le volume. Selon le rapport, une résistance de ballon appelle entre 2,4 et 5 kW, ce qui lui permet d’absorber vite un surplus de courte durée, et environ 90 % de l’électricité consommée finit en eau chaude utile, pertes de stockage comprises. Pour la même eau chaude, une pompe à chaleur consomme pourtant trois à cinq fois moins. Le rapport qualifie donc la résistance d’appareil très flexible et peu efficace. C’est précisément ce qui intéresse un réseau où la production solaire varie au fil des heures, une variabilité détaillée dans le dossier sur les intérêts et limites des énergies renouvelables.

D’où sort l’équivalence avec deux millions de batteries

Dans leur analyse publiée par The Conversation le 5 juillet 2026, D. Roche, C. Briggs et E. Langham, de l’UTS, présentent l’eau chaude comme la vague suivante après l’essor des batteries domestiques, dont l’Australie a installé plus de 450 000 unités en dix-huit mois jusqu’en juin 2026. Ils y reprennent une équivalence : les ballons électriques pourraient faire le travail de deux millions de batteries domestiques. Ce texte a été relayé en France le 27 septembre 2026.

Le chiffre se reconstitue. En juin 2023, D. Roche estimait à 30 GWh par jour la demande flexible supplémentaire que les ballons électriques pourraient offrir. Divisés par environ 15 kWh par ballon, 30 GWh donnent environ deux millions de ballons, donc deux millions de batteries de même contenu. L’équivalence est une division, pas une mesure.

Le dividende de cette division vient d’un modèle. Le rapport de juin 2023 évalue l’eau chaude électrique à environ 25 GWh par jour sur le marché de l’électricité de l’Est australien (le NEM), soit à peu près 5 % de la consommation quotidienne. Il projette ensuite le parc jusqu’en 2040 selon quatre scénarios : tendanciel, très flexible, très efficace et électrification rapide. Dans le scénario tendanciel, la flexibilité des ballons atteint 9 GW et 19 GWh par jour en 2040, et le potentiel laissé inexploité se situe entre 15 et 31 GWh par jour. Dans le scénario très flexible, elle monte à 24 GW et 50 GWh par jour. Les 30 GWh avancés en 2023 tombent dans la fourchette du potentiel inexploité, entre 15 et 31 GWh.

Repris au présent en 2026, le chiffre reste, dans les documents qui l’établissent, un potentiel modélisé pour l’Est australien, à l’horizon 2040. Ce n’est ni une capacité installée, ni une grandeur transposable à la France. Pour situer le point de départ, le rapport estime qu’environ 3 millions de ballons australiens sont déjà raccordés à des tarifs à charge pilotée, soit près de 10,75 GW sur la base d’une puissance moyenne de 3,6 kW, une estimation reconstituée gestionnaire de réseau par gestionnaire de réseau. En 2020, l’Australie comptait 10,2 millions de chauffe-eau, dont 4,5 millions à résistance avec cuve, un peu moins de la moitié du parc. Selon le rapport, qui s’appuie sur des données publiques australiennes de 2020, l’eau chaude représente environ un quart de l’énergie et un cinquième des émissions des logements, et 18 % de leur électricité.

Reste le degré de preuve. Le rapport combine une revue de littérature, douze entretiens avec des acteurs du secteur, un modèle de parc baptisé HoWSS et ses quatre scénarios. Ce sont les hypothèses de ces scénarios, jusqu’au pilotage de la totalité des ballons vers 2045, qui font le chiffre. Les trois textes parus entre 2023 et 2026 partagent par ailleurs leur auteur principal, et les déclarations d’intérêts de 2026 mentionnent des financements d’ARENA, du programme de recherche RACE for 2030 et de Dux Industries, un fabricant de chauffe-eau. Ils forment une seule ligne d’analyse, pas trois confirmations indépendantes. La physique, elle, ne dépend d’aucun scénario : les 15 kWh d’une cuve de 300 litres se vérifient avec une calculatrice.

Pertes et légionelle, les deux murs du stockage thermique

Une batterie chargée garde l’essentiel de son contenu pendant des jours. Une cuve d’eau chaude, non. Plus chaude que la pièce qui l’entoure, elle perd de la chaleur en continu, qu’on tire de l’eau ou non. La norme australienne de performance énergétique minimale, en vigueur depuis 2005, admet ainsi des pertes de 2,38 kWh par jour pour un ballon de 250 litres et de 2,66 kWh par jour pour un ballon de 315 litres. Rapportée aux quelque 15 kWh d’une cuve de 300 litres, une fuite d’environ 2,5 kWh par jour, entre les deux valeurs de la norme, représente de l’ordre d’un sixième du stock, un ordre de grandeur calculé et non une valeur publiée. Chauffer un ballon plusieurs jours à l’avance reviendrait à payer ces pertes plusieurs fois. Le stockage thermique domestique se compte en heures.

Baisser la température réduirait les pertes, relève le rapport, mais réduirait aussi la flexibilité : un écart de température plus faible, c’est un stock plus petit. Et un plancher sanitaire s’y oppose. D’après les données rassemblées dans le rapport, la bactérie Legionella survit au-delà de 45 °C sans s’y multiplier ; elle est détruite en environ 2 minutes à 65 °C, 32 minutes à 60 °C et 6 heures à 55 °C. Le rapport évoque, dans le contexte australien, un maintien de l’eau entre 50 et 55 °C avec des montées périodiques à 60 °C.

Le plafond est fixé par les pertes, qui croissent avec la température ; le plancher, par le risque bactérien. Entre les deux, la plage utilisable est étroite. C’est elle qui borne à la fois la durée pendant laquelle un ballon peut attendre et la marge dont dispose celui qui pilote sa chauffe.

Midi solaire et charbon : un gain de flexibilité qui dépend du réseau

Les ballons australiens sont pilotés à distance depuis les années 1950, par un signal superposé au courant du réseau que le rapport désigne sous le nom de ripple control. Pendant des décennies, ce signal les faisait chauffer la nuit, entre 23 h et 7 h, pour relever une demande nocturne trop basse pour les centrales thermiques. Le photovoltaïque a déplacé ce creux : le minimum de demande se situe désormais en milieu de journée. D’où l’idée du rapport de faire chauffer les ballons au moment où la production solaire déborde, au lieu de les laisser sur une plage de nuit fixe, comme c’est encore le cas de beaucoup d’entre eux. La montée du photovoltaïque en Europe pose la même question de calendrier, comme le montre le dossier sur le solaire, désormais un quart de l’électricité de l’UE.

Le rapport cite une étude de Hungerford et de ses collègues, parue en 2016, qui a modélisé ce pilotage sur le réseau australien, avec environ 20 % d’énergies renouvelables variables. Un pilotage optimisé des ballons y réduit de 30 à 40 % le solaire écrêté, c’est-à-dire la production perdue faute de consommateurs. Les émissions, elles, augmentent de 0,01 %. Le mécanisme tient à l’ordre dans lequel les centrales sont appelées : en lissant la courbe de consommation, les ballons effacent des pointes que servaient des turbines à gaz, et laissent tourner davantage les centrales au charbon, plus émettrices. Le rapport en retient un effet minimal de la flexibilité sur les émissions.

La leçon porte sur le mécanisme, pas sur le chiffre. Déplacer une consommation vers le soleil réduit le solaire perdu, mais son effet sur le climat dépend de la production que l’on cesse d’appeler. Tout dépend de ce qu’on remplace. Ce résultat vaut pour le réseau australien modélisé ; il ne dit rien du réseau français, dans un sens comme dans l’autre.

En France, un signal heures creuses né dans les années 1960 pilote déjà les ballons

La France a fait le même choix que l’Australie, pour une raison voisine. Selon la foire aux questions publiée par la CRE le 6 février 2025, le dispositif heures pleines/heures creuses a été introduit dès les années 1960, avec les premières centrales nucléaires, puis étendu aux particuliers dans les années 1970 et 1980. La nuit était le creux à combler, et le ballon d’eau chaude l’appareil tout désigné pour le faire. Les heures creuses ne sont pas fixées une fois pour toutes : le gestionnaire de réseau les place là où la demande locale, déduction faite de la production, est la plus faible.

Ce pilotage n’est pas marginal. Dans son bilan électrique 2023, RTE, le gestionnaire du réseau de transport, décrit une flexibilité structurelle quotidienne orchestrée par le signal heures creuses, auquel les ballons d’eau chaude sanitaire sont directement asservis en large partie. Le ministère de la Transition écologique, sur sa page consacrée à la flexibilité du système électrique mise à jour le 21 juin 2024, classe le stockage thermique dans les ballons parmi les flexibilités matures et chiffre la consommation déplaçable entre 13 et 20 TWh, sans préciser sur quelle période.

Si ce volume est annuel, hypothèse que la page ne confirme pas, il représente en moyenne environ 36 à 55 GWh par jour. Ce calcul, simple division par 365, donne un ordre de grandeur conditionnel, pas une donnée publiée. Sous cette hypothèse, le parc français se situerait au même ordre de grandeur que les 25 GWh quotidiens d’eau chaude électrique de l’Est australien. Ce que les chercheurs de l’UTS proposent comme une étape à venir existe donc en France pour l’essentiel : un parc de ballons, un signal, et des compteurs pour le transmettre.

Ce qui change, c’est l’heure. RTE, dans sa présentation de la flexibilité électrique du 22 novembre 2024, situe les pointes de consommation entre 7 h et 11 h et entre 18 h et 20 h, et désigne le créneau 11 h-17 h, porté par la production solaire, ou la nuit comme moments favorables pour consommer. Le mécanisme d’asservissement reste le même. Il est réorienté.

Heures creuses l’après-midi : le ballon asservi change d’horaire et garde sa durée de chauffe

Le texte de référence est la délibération de la CRE n° 2025-78 du 13 mars 2025, qui fixe le tarif d’utilisation des réseaux publics d’électricité dit TURPE 7, publiée au Journal officiel du 14 mai 2025. Elle acte le déplacement d’une partie des heures creuses vers le début d’après-midi, en raison du développement du photovoltaïque et du télétravail, et relève l’abondance de la production solaire entre 11 h et 17 h d’avril à octobre. Selon la FAQ de la CRE, les clients dont les heures creuses comprennent une période entre 7 h et 11 h ou entre 17 h et 23 h, des plages qui englobent les pointes du matin et du soir situées par RTE, verront ces heures creuses déplacées. Les créneaux exclus varient toutefois selon la saison : les exemples de la CRE placent encore, l’hiver, des heures creuses entre 22 h et minuit. La délibération chiffre à environ 28 millions les points de livraison basse tension de 36 kVA au plus concernés par une adaptation.

La FAQ de la CRE du 6 février 2025 détaille la mécanique. Le total reste de 8 heures creuses par jour. L’été, du 1ᵉʳ avril au 31 octobre, les clients dont les plages changent obtiennent au moins 2 heures creuses entre 11 h et 17 h, ou 2 à 3 heures pour ceux qui en avaient déjà en journée, et gardent au moins 5 heures creuses la nuit. L’hiver, du 1ᵉʳ novembre au 31 mars, un client peut retrouver ses 8 heures creuses entièrement la nuit, parce que la production solaire est plus faible et la consommation plus forte. Environ 6 millions de clients ont déjà deux plages d’heures creuses par jour.

Pour un ballon asservi, la réforme change l’heure de la chauffe, pas sa durée. Il dispose toujours, si nécessaire, de 8 heures creuses par jour, réparties en deux périodes : il peut chauffer en deux fois, une partie l’après-midi, le reste la nuit. Tant qu’il est commandé par le compteur, il suit les nouvelles plages sans intervention. La CRE l’écrit sans détour : « Si votre ballon d’eau chaude est connecté à votre compteur, vous n’avez rien à faire ».

Le champ d’application est plus étroit que le parc. Les 28 millions de la délibération comptent des points de livraison, c’est-à-dire des compteurs ; ils ne se confondent pas avec les clients dont la facture dépend des heures creuses. Les offres heures pleines/heures creuses concernent environ 40 % des consommateurs, soit 14,5 millions de clients, dont 3,5 millions ont déjà des plages conformes : environ 11 millions voient donc leurs horaires modifiés. Les offres Base, Tempo, à heures super-creuses, semaine/week-end et les offres indexées ne sont pas concernées, pas plus que la Corse et l’outre-mer. Les clients des entreprises locales de distribution suivent les mêmes règles, avec un calendrier propre.

Le client ne choisit pas ses heures creuses. Elles sont diversifiées localement, pour éviter que des millions d’appareils démarrent à la même minute et créent eux-mêmes une pointe. Selon le calendrier publié par la CRE en février 2025, les changements s’étalent de novembre 2025 à fin 2027 : une partie des plages reste donc à modifier, et chaque client est informé au moins un mois avant la modification des siennes.

Chauffe-eau thermodynamique : moins d’électricité, moins de marge à déplacer

Un chauffe-eau thermodynamique chauffe l’eau avec une pompe à chaleur : au lieu de produire la chaleur dans une résistance, il la prélève dans son environnement et la transfère à l’eau. Son coefficient de performance, compris entre 3 et 5 selon le rapport de l’UTS-ISF, signifie qu’un kilowattheure d’électricité fournit 3 à 5 kilowattheures de chaleur. La même eau chaude coûte donc trois à cinq fois moins d’électricité. En Australie, les chercheurs de l’UTS évaluent en 2026 la baisse de coût jusqu’à 72 % par rapport à un ballon électrique classique.

La contrepartie est mécanique. Moins d’électricité consommée, c’est moins d’énergie à déplacer dans la journée ; et un compresseur de moins de 1 kW absorbe moins de surplus solaire qu’une résistance de 2 à 5 kW. Le rapport décrit cet arbitrage sans hiérarchie : la résistance est peu efficace mais très flexible, la pompe à chaleur l’inverse, et ses scénarios concluent qu’on peut viser les deux. Pour d’autres façons de chauffer l’eau avec le soleil, voir le panorama des différents systèmes d’énergie solaire.

Quant à la facture, l’économie liée au pilotage ne vient pas du stockage lui-même. Elle vient de l’écart de prix entre heures pleines et heures creuses. En Australie, le rapport juge les rabais actuels des tarifs à charge pilotée, inférieurs à 30 %, trop faibles : il faudrait environ 65 % pour que ballon à résistance et pompe à chaleur coûtent autant sur leur durée de vie. En France, ni la FAQ de la CRE, ni RTE, ni le ministère ne chiffrent, dans les documents cités, le gain du pilotage pour un foyer. Aucun montant en euros n’en découle.

Vérifier chez soi : plages sur la facture, programmateur, préavis du fournisseur

Trois vérifications suffisent à savoir si la réforme vous concerne. D’abord le contrat : seule une offre heures pleines/heures creuses classique est touchée, pas une offre Base, Tempo ou indexée. Ensuite les plages : votre fournisseur doit vous informer au moins un mois avant tout changement ; comparez les heures creuses qu’il vous indique, sur la facture ou dans son courrier, avec celles que suit votre ballon. Vous ne les choisissez pas. Enfin la commande du ballon : relié au compteur, il suit seul ; piloté par un programmateur indépendant, il doit être reprogrammé, faute de quoi il risque de chauffer en heures pleines. En cas de doute sur le raccordement, la question se pose à votre fournisseur ou à un électricien.

Cet article n’est ni un avis sanitaire ni un guide d’installation : pour la température de consigne d’un ballon comme pour son raccordement électrique, un plombier-chauffagiste ou un électricien reste la référence.

FAQ — ballon d’eau chaude, stockage d’énergie et heures creuses

Un ballon d’eau chaude peut-il remplacer une batterie domestique ?

Non. Un ballon de 300 litres contient à peu près autant d’énergie qu’une batterie domestique standard, environ 15 kWh selon le rapport de l’UTS-ISF pour ARENA, mais sous forme de chaleur. Il ne restitue jamais d’électricité. La comparaison ne vaut que pour l’électricité qu’il peut absorber pendant un surplus solaire, en chauffant à ce moment-là plutôt qu’à un autre.

Combien d’énergie stocke votre ballon ?

Multipliez le volume en litres par l’écart de température entre l’eau froide et l’eau chaude, puis par 4,18, et divisez par 3 600 : vous obtenez des kilowattheures. Une cuve de 300 litres chauffée d’environ 43 °C contient près de 15 kWh ; une cuve de 200 litres chauffée de 40 °C, de l’ordre de 9 kWh. Ce sont des ordres de grandeur calculés, pas des valeurs publiées pour un modèle.

Vos heures creuses vont-elles changer, et quand ?

Seulement si vous avez une offre heures pleines/heures creuses classique : environ 11 millions de clients sur 14,5 millions sont concernés. Les offres Base, Tempo, à heures super-creuses, semaine/week-end et indexées ne le sont pas, ni la Corse et l’outre-mer. Selon le calendrier publié par la CRE en février 2025, les changements s’étalent de novembre 2025 à fin 2027, avec une information au moins un mois avant. Vous ne choisissez pas vos nouvelles plages.

Faut-il reprogrammer votre ballon ?

S’il est commandé par le compteur, non : il suit automatiquement les nouvelles plages, et dispose toujours de 8 heures creuses par jour, en deux périodes si nécessaire. S’il dépend d’une horloge ou d’un programmateur indépendant, oui : sans mise à jour, il garde les anciennes plages et peut chauffer en heures pleines. En cas de doute, interrogez votre fournisseur ou un électricien.

Peut-on baisser la température du ballon pour économiser ?

Le rapport australien note qu’une température plus basse réduit les pertes, mais aussi la flexibilité, et la relie au risque de légionelle : la bactérie est détruite en environ 6 heures à 55 °C, 32 minutes à 60 °C et 2 minutes à 65 °C. Cet article ne recommande aucune baisse de consigne, et en aucun cas sous 55 °C. Le réglage relève d’un professionnel.

Le chauffe-eau thermodynamique est-il pilotable ?

Oui, mais il offre moins de marge. Une pompe à chaleur produit la même eau chaude avec trois à cinq fois moins d’électricité, donc il y a moins d’énergie à déplacer, et son compresseur de moins de 1 kW absorbe moins de surplus qu’une résistance de 2 à 5 kW. Le rapport de l’UTS-ISF décrit un arbitrage entre efficacité et flexibilité, et ses scénarios concluent qu’on peut viser les deux.