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Les égouts pourraient chauffer 600.000 Suisses

Une étude de l’Office fédéral de l’énergie suisse (OFEN), dans le cadre de son programme de recherche Fondements de l’économie énergétique, a tenté de mieux cerner le potentiel des rejets de chaleur récupérés des eaux usées communales au moyen d’installations de pompes à chaleur.

A cet effet, les chercheurs suisses Stephan Gutzwiller, Dr. Eicher et Pauli ont étudié systématiquement la zone habitée entourant les principales stations d’épuration des eaux usées (STEP), à l’aide des géodonnées de la statistique fédérale, en considérant le potentiel de densité de chaleur récupérable et, s’agissant de l’utilisation de la chaleur, le « potentiel économiquement réalisable ». Avec la méthode développée, qui s’appuie sur le Système d’informations géographiques (SIG), il a été possible d’établir automatiquement des « cartes de potentiels » (résolution à l’hectare) pour chacune des 878 STEP que compte la Suisse.

Le « potentiel économiquement réalisable » est la quantité de chaleur provenant des installations d’épuration des eaux usées que l’on peut vendre à meilleur prix à l’acheteur que la chaleur produite conventionnellement à partir de gaz naturel et de mazout.
Pour permettre ce calcul, l’OFEN a comparé les coûts de revient de la chaleur issue de 15 installations réalisées en vue d’utiliser les rejets de chaleur des STEP aux coûts d’installations de taille similaire fonctionnant au mazout et au gaz. Si les coûts de revient de la chaleur obtenue d’une station d’épuration sont supérieurs aux coûts de l’installation de chauffage au mazout de référence, la production issue de la STEP n’est pas jugé économique. A ce stade, les éventuels potentiels futurs de réduction des coûts ne sont pas pris en compte dans ce calcul. Le « potentiel économiquement réalisable » dépend avant tout du prix des agents énergétiques fossiles, de la densité thermique dans l’environnement de la STEP et de la taille de la station.

« Potentiel économiquement réalisable »: 2,12 téraWh/an
En prenant comme scénario le plus probable dans un proche avenir un coût du mazout de 104 CHF/100 lit (prix de décembre 2007, 95 CHF/100 lit, augmenté d’une taxe CO2 de 36CHF/tonne de CO2), il en découle les exigences minimales suivantes pour déterminer les hectares économiquement exploitables (« bons » hectares):

-Densité thermique surfacique pour chaque hectare: au moins 320 MWh/ha par an. On applique en outre forfaitairement une longueur de tracé de 160 mètres par hectare (indépendamment du scénario choisi). Ce qui donne une densité thermique linéaire par STEP: au moins 2,0 MWh de récupération de chaleur par an et par mètre de tracé des conduites de chauffage à distance.

-Quantité globale de production de chaleur par STEP: au moins 4000 MWh
par an, avec installation de pompe à chaleur bivalente. En effet, l’utilisation de la chaleur des eaux usées suppose toujours une installation bivalente, comprenant une pompe à chaleur et une chaudière de pointe. De ce fait, l’énergie utile consommée se compose typiquement comme suit: chaleur des eaux usées: 57%, électricité de la pompe à chaleur (COP de 3,5): 23%, chaleur de la chaudière de pointe: 20%.

-S’agissant des bâtiments déjà dotés d’un chauffage à distance, les degrés de raccordement possibles à un système thermique en provenance des eaux usées doivent, selon l’agent énergétique envisagé, être les suivants: bois, capteur solaire: 0%; gaz naturel: 50%; pétrole: 75%; pompe à chaleur: 25%; électricité, charbon: 100% (indépendamment du scénario choisi).

A partir de ces hypothèses et de ces exigences, les chercheurs estiment que le « potentiel économique réalisable » s’élève à 2,12 milliards de kilowattheures par an, ce qui correspond aux besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire de plus de 600 000 habitants.

Promotion
Outre la rentabilité, l’utilisation réelle du potentiel économique de la chaleur des eaux usées est déterminée par divers autres facteurs. Parmi les obstacles particuliers, citons les coûts imprévisibles du mazout, l’approvisionnement existant en énergie (notamment
l’approvisionnement en gaz naturel par des conduites) et le manque d’initiateurs de réseaux de chaleur. Afin de se libérer de ces entraves, les chercheurs proposent des mesures de promotion politiques importantes:

-L’investisseur n’a aujourd’hui aucune garantie que le prix du pétrole restera à son niveau actuel relativement élevé. Or, les investisseurs ont besoin de conditions-cadres aussi prévisibles que possible. Une taxe CO2 variable pourrait maintenir à long terme le coût des agents énergétiques fossiles à un certain niveau seuil.

-Définition des priorités dans le plan directeur Energie des cantons en faveur de l’utilisation des rejets de chaleur et des énergies renouvelables selon les conditions locales.

-Prescriptions fédérales supplémentaires concernant la diminution de la consommation de gaz naturel à long terme dans les zones comportant des installations locales produisant des rejets de chaleur (UIOM, STEP).

-Rétribution de l’injection d’énergie d’origine renouvelable provenant des systèmes thermiques à distance.

-Promotion du « contracting » par la recherche systématique et l’évaluation des sites susceptibles de recevoir un réseau de chaleur à distance, afin d’externaliser les importants préinvestissements requis et de minimiser les coûts administratifs pour le client final.

Eté
Outre la production de chaleur à basse température aux fins de chauffage (qui est l’objet exclusif de la présente étude), d’autres utilisations énergétiques des eaux usées sont également envisageables. A l’avenir, la demande en énergie de refroidissement augmentera en été. Il serait donc intéressant d’examiner de manière plus précise les possibilités d’utiliser à cette fin les flux d’eaux usées inutilisés, qui sont importants en été.

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