Architecture Technique Chauffage

L’avancée souterraine

Mots clés : Chauffage - froid - Gros oeuvre

La loi de transition énergétique a mis en avant les réseaux de chaleur, une technologie encore peu exploitée en France.

Les réseaux de chaleur restent discrets. Une fois les tuyaux enfouis six pieds sous terre, l’abonné ne voit rien des infrastructures qui lui fournissent le chauffage et l’eau chaude sanitaire. Mal connu, ce procédé constitue pourtant l’un des enjeux essentiels de la loi de transition énergétique. Le texte, promulgué en août dernier, prévoit, d’ici à 2030, de multiplier par cinq la quantité d’énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) distribuée par ce vecteur en 2012, soit un passage de 0,76à 3,8millions de tonnes équivalent pétrole (MTep). Selon les estimations d’Amorce (1), cet objectif implique deux évolutions majeures. Lapart des EnR&R dans lemix national des réseaux de chaleur, évalué à 40 % aujourd’hui, doit atteindre 50 %. Dans le même temps, il sera nécessaire de raccorder à ces installations 6à 8millions d’équivalents-logements supplémentaires. A l’heure actuelle, elles en alimentent 2millions.

Construire une filière verte.

Les promoteurs de ce système se trouvent devant un énorme chantier. Il se révèle d’autant plus complexe que le prix des hydrocarbures reste faible. Les propriétaires de moyens de chauffage à énergie fossile réfléchissent donc à deux fois avant de souscrire un abonnement. En outre, les réseaux ont acquis la réputation d’être chers. La faute à certains ensembles mal conçus ou mal entretenus, dont les factures se sont envolées. C’est tout un secteur qu’il s’agit de rebâtir sur de nouvelles fondations, durables certes, mais aussi attractives.
Dans les prochaines années, les réseaux de chaleur vont donc devenir un passionnant terrain d’expérience technique et économique. Le mouvement est déjà bien amorcé. L’instauration en 2007 d’une TVA réduite à 5,5 % pour les installations employant plus de 50 % d’EnR & R, suivie en 2009 de la création du fonds chaleur, un dispositif d’aide publique, ont incité certaines communes à renouveler leurs chaufferies, à poser des tuyaux supplémentaires, voire à créer un réseau entier. Les sources de chaleur privilégiées changent. « Nous exploitons en priorité les énergies de récupération. Nous cherchons ensuite à développer les énergies renouvelables telles que la géothermie ou la biomasse », explique Guillaume Planchot, directeur du développement des réseaux de chaleur et de froid au sein de l’entreprise Idex. Par ailleurs, les nouvelles technologies de télécommunication ouvrent la voie à une gestion plus fine de la production, en attendant l’arrivée du stockage.

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Electricité - Une chaufferie au bois réhabilite le cycle de Rankine

La technique progressant, les chaufferies ne se limitent plus à produire des calories. A Montpellier, la centrale du quartier de Port Marianne, à partir de bois, génère de la chaleur, de l’électricité et même du froid. Terminé en avril 2015, le site possède un module à cycle organique de Rankine (ORC). En sortie de la chaudière biomasse, l’eau surchauffée à 200 °C entre dans cette machine thermodynamique, semblable à une pompe à chaleur. Elle communique sa chaleur à un liquide organique. Celui-ci devient un gaz et entraîne une turbine, qui crée un courant électrique. Le fluide préchauffe ensuite l’eau du réseau. Il redevient alors liquide. Son cycle peut redémarrer.
Contrairement à une cogénération au bois, ce système peut fournir de la chaleur sans créer d’électricité. L’installation atteint une puissance thermique de 8,5 MW et une puissance électrique de 600 kW. Des machines à absorption, installées dans les sous-stations, utilisent la chaleur apportée par le réseau pour alimenter des circuits d’eau glacée. L’idée de ce montage émane de l’exploitant du réseau, la société d’équipement de la région montpelliéraine (Serm). « Dès 2005, la Serm a décidé de développer uniquement les énergies renouvelables. Nous avons répondu en 2013 à l’appel à projets “ Ville de demain “ Le cahier des charges exigeait que nous soyons innovants, relate Frédéric Cauvin, directeur adjoint en charge de l’énergie. C’était l’occasion d’accroître l’autonomie énergétique du quartier. »

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Télécommunication - Les tuyaux girondins doublés à la fibre optique

L’histoire d’un réseau de chaleur commence souvent par la construction d’un nouveau quartier. Bordeaux Métropole a ainsi choisi, en 2013, ce moyen de chauffage pour la zone d’aménagement concerté de Bordeaux Saint-Jean Belcier, située à proximité de la principale gare de la ville. Le projet consiste à récupérer l’énergie générée par la combustion de déchets ménagers dans l’usine Astria, implantée à Bègles. En mai 2015, un groupement composé d’Idex et de Mixéner, une filiale du groupe Régaz, ont remporté l’appel d’offres. « Nous avons proposé de profiter de cette création pour étendre les canalisations jusqu’au centre de Bègles et de Bordeaux », indique Guillaume Planchot, directeur du développement des réseaux de chaleur et de froid au sein de l’entreprise Idex.
Le réseau s’étendra sur 20 km en 2023, le double de la longueur prévue à l’origine. Il délivrera 55 000 MWh par an, dont 90 % proviendront de l’incinérateur. L’opération se distingue par la pose d’un réseau de fibres optiques en parallèle des tuyaux. « Il transportera les données liées au fonctionnement de l’installation, précise Guillaume Planchot. Nous pourrons la piloter au plus juste. Par ailleurs, la supervision pourra détecter rapidement tout problème technique. » Les premiers raccordements devraient intervenir au second semestre de 2016.

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Infrastructure - Le stockage arrive par l’ouest…

Accumuler de la chaleur pour la libérer lors des pointes de consommation : la pratique est déjà bien établie dans les pays scandinaves ou en Allemagne. La France, en revanche, ne compte aucune infrastructure de grande envergure dédiée au stockage de l’énergie thermique. Une lacune que Eco Chaleur Brest – la filiale de Dalkia et de Sotraval qui exploite le réseau de chaleur de la métropole finistérienne – et les pouvoirs publics locaux ont décidé de combler. Le chantier devrait se terminer en juin 2016. Le réservoir prendra la forme d’un long cylindre d’un diamètre de 9,5 m et d’une hauteur de 19,5 m. Il pourra contenir 1 000 m3 d’eau. Pendant les heures creuses, les chaufferies produiront de l’eau chaude qui se déversera par le haut de l’édifice. La densité de l’eau diminuant avec sa température, la part du fluide la plus chaude restera au sommet. Lors des pointes de consommation, elle sera injectée dans le réseau.

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Equipement - ... et le soleil se lève au sud

La filière du solaire thermique connaît un marasme profond. Dans ce contexte, les premières intégrations de cette technologie dans des réseaux de chaleur constituent une lueur d’espoir non négligeable. Après l’écoquartier Vidailhan à Balma (Haute-Garonne), Engie Cofely – anciennement Cofely Services – a installé ce procédé dans la zone d’aménagement concerté (ZAC) Les Constellations, à Juvignac (Hérault). Après une campagne de test d’un an, le système a été mis en service en décembre dernier. Le réseau local fournit de la chaleur à 1 300 logements basse consommation. Le toit de la chaufferie biomasse locale est recouvert de 300 m² de panneaux. Ces derniers préchauffent l’eau de retour du réseau avant son passage dans la chaudière.
Le solaire contribue ainsi à hauteur de 5 % des 3,5 GWh consommés chaque année par la ZAC. En été, il couvre même plus de 90 % des besoins. « Nous assurons la maintenance de l’installation, indique Thierry Rami, responsable technique de l’agence Languedoc-Roussillon d’Engie Cofely. Une installation qui présente l’avantage d’économiser l’espace d’un ballon d’eau chaude dans chaque logement. En outre, l’énergie des panneaux est valorisée toute l’année. »

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« Attirer les chantiers plus complexes »

« Nous nous félicitons de l’objectif « Facteur 5 » pour les réseaux de chaleur et de froid fixé par la loi de transition énergétique. Il représente une réelle reconnaissance des réseaux vertueux comme moteur de la transition. Sa concrétisation requiert néanmoins d’importants travaux. Il est nécessaire de multiplier par trois et demi le rythme de développement actuel des EnR & R distribuées par les réseaux de chaleur. Cela implique de verdir, d’étendre et de densifier les installations existantes. Mais aussi de construire de nouveaux réseaux, notamment dans les 35 villes de plus de 50 000 habitants qui n’en possèdent pas encore. Cependant, le dispositif de soutien dédié au secteur, le fonds chaleur, peine à faire émerger de nouveaux projets, aujourd’hui plus complexes. Pour y parvenir, nous devons aider la filière à gagner en compétitivité et en visibilité. Amorce propose, entre autres, un appel à projets sur le modèle des territoires à énergie positive pour la croissance verte afin de relancer la dynamique de développement des réseaux de chaleur. De manière générale, les aides réelles devraient être revues à la hausse et indexées sur le prix du gaz, pour être plus attractives par rapport aux énergies fossiles. Enfin, nous demandons une augmentation plus rapide de la composante carbone pour donner un signal fort en faveur des EnR & R. »

David Leicher, responsable des réseaux de chaleur au sein d’Amorce.

(1) L’Association nationale des collectivités, des associations et des entreprises pour la gestion des déchets, de l’énergie et des réseaux de chaleur.

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