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Août 2014

Projet de fin d’études

Génie Climatique et énergétique

Analyse comparative de différents

réseaux de chaleur

Par CEULEMANS LESLIE

Tuteur INSA : R. Boussehain

Tuteur entreprise : M. Götz

Etudiant : Ceulemans Leslie Analyse comparative de différents réseaux de chaleur Page 1 Tuteur : Rahal Boussehain Août 2014

Fiche d’objectifs

Sujet : Etude comparative de différents réseaux de chaleur

Définition d’un réseau de chaleur

Avantages et inconvénients de ces réseaux de chaleur

Définir le contexte des réseaux de chaleur (implantations, puissances,

consommations)

Analyse des différentes installations (pompes à chaleur, couplage chaleur-force,

chaudières bois…)

Analyse énergétique :

Courbe de fonctionnement des installations

Niveau de température en fonction de la vétusté des bâtiments

Flux énergétiques

Combustibles

Analyse environnementale :

Emissions de CO2 (gaz à effet de serre)

Part renouvelable des réseaux

Analyse économique :

Coût des installations

Ampleur des travaux

Coût du kWh de chaleur

Evaluer la rentabilité de chaque réseau

Remerciements

Je tiens à remercier, tout particulièrement, M. GÖTZ Martial et ses collaborateurs, pour

m’avoir accueillie dans l’entreprise et soutenue tout au long de mon projet de fin d’études.

Je remercie également M. Boussehain Rahal, pour m’avoir apportée de l’aide et des

conseils afin de réaliser au plus juste ce projet de fin d’études.


Résumé

L’intérêt pour les réseaux de chaleur s’est accru ces dernières années en Suisse. En

effet, ce pays, soucieux de l’environnement, favorise la mise en place de chauffage à

distance (CAD) afin de réduire les consommations d’énergies fossiles et de diminuer les gaz

à effet de serre. La Ville de Genève, plus particulièrement, souhaiterait atteindre en 2050,

une utilisation complète des énergies renouvelables pour le chauffage et l’eau chaude

sanitaire.

L’analyse comparative de différents réseaux de chaleur s’effectue en trois parties : le

poste énergétique qui regroupe le fonctionnement global des installations ainsi que la

comparaison des différents facteurs d’influence majeurs comme la densité énergétique. Le

poste environnemental qui détermine la réduction des gaz à effet de serre après mise en

place des CAD. Enfin le poste économique qui regroupe l’investissement général des

réseaux, l’achat des combustibles et le coût d’exploitation.

L’analyse présentée ci-après, compare trois réseaux de chaleur alimentés par

différentes installations (pompes à chaleur et couplage chaleur-force ; chaudières gaz et

chaudières bois ; chaudières gaz et pompes à chaleur).

Les résultats ont démontré qu’il est difficile de déterminer lequel de ces trois réseaux

est le plus rentable et performant. En effet, cela dépend beaucoup des postes que l’on va

privilégier lors du projet : consommations d’énergie primaire, émissions de gaz à effet de

serre ou un coût faible de la chaleur.

Mots-clés : Réseau de chaleur, énergie, émissions de gaz à effet de serre, chaleur,

installation de chaleur, investissement

Abstract

The interest in district heating has increased in recent years in Switzerland. Indeed,

this country is concerned about the environment, favors the implementation of district heating

to reduce fossil energies consumptions and greenhouse gas emissions. In Geneva district,

more particularly, would like to reach, in 2050, a complete use of renewable energies for the

heating and domestic hot water.

The comparative analysis of different districts heating is made in three parts: The

energy post which includes the global functioning of the installations as well as the

comparison of various factors of influence as the energy density. The environment post,

determines greenhouse gas reductions after the implementation of a district heating. Finally,

the economic post includes general investment, fuels purchase and operating costs.

The analysis presented below, compares three districts heating fed by different

installations (heat pumps + cogeneration systems; boilers gas + boilers wood; heat pumps +

boilers gas).

The results showed that it was not so simple to determinate which of these three

districts heating is the most profitable. Indeed, it depends of many posts that we are going to

favor during the project: primary energy consumptions, greenhouse gas emissions or a low

cost of the useful heat.

Keywords: district heating, energy, greenhouse gas emissions, heat, project of heat,

investment


Sommaire

Résumé .................................................................................................................................1

Abstract ................................................................................................................................1

1. Préambule .........................................................................................................................3

2. Descriptif des trois réseaux de chaleur ..........................................................................4

2.1. Périmètres d’implantation .............................................................................................4

2.2. Dimensionnements énergétiques des réseaux de chaleur ...........................................5

2.3. Equipements et puissances installées ..........................................................................7

2.4. Tracés des réseaux de chaleur .................................................................................. 10

3. Analyse énergétique ...................................................................................................... 11

3.1. Les facteurs d’influences énergétiques ...................................................................... 11

3.2. Méthode théorique et méthode appliquée .................................................................. 14

3.3. Etude énergétique des systèmes de génération ........................................................ 16

3.4. Indice de dépense de chaleur .................................................................................... 24

4. Analyse environnementale ............................................................................................ 28

4.1. Situation actuelle du Canton de Genève .................................................................... 28

4.2. Emissions des gaz à effet de serre ............................................................................ 29

4.4. Impact pour le canton de Genève .............................................................................. 33

4.5. La taxe CO2 ............................................................................................................... 33

4.6. Part d’énergies renouvelables .................................................................................... 34

5. Analyse économique ...................................................................................................... 35

5.1. Coûts de l’énergie ...................................................................................................... 35

5.2. Coûts d’investissement .............................................................................................. 37

5.3. Amortissements ......................................................................................................... 41

5.4. Coûts d’exploitation .................................................................................................... 41

5.5. Coût du kWh – Part locataire ..................................................................................... 43

5.5. Optimisation technico-économique ............................................................................ 44

6. Résultats ........................................................................................................................ 46

7. Conclusion ...................................................................................................................... 48

8. Bibliographie .................................................................................................................. 49

9. Sommaire des Annexes ................................................................................................. 50

10. Présentation de l’entreprise ........................................................................................ 51


1. Préambule

La Suisse, soucieuse de l’environnement de son pays, souhaite diminuer ses

consommations d’énergies fossiles et ses émissions de gaz à effet de serre, visant, d’ici

2050, une utilisation complète des énergies renouvelables.

Pour cela, la mise en place de réseau de chaleur, appelé chauffage à distance (CAD), est

essentielle. Un CAD est une installation qui comprend une ou plusieurs sources de chaleur,

un réseau primaire de canalisations empruntant la voirie publique ou privée et aboutissant à

des postes de livraison de la chaleur aux utilisateurs, les sous-stations.

Ces réseaux de chaleurs présentent de nombreux avantages tant pour l’utilisateur que d’un

point de vue énergétique et environnemental. En effet, le chauffage à distance a pour but de

distribuer de la chaleur à plusieurs sous-stations par l’intermédiaire d’échangeurs de chaleur.

Il n’y a donc pas de production de fumées, de poussières ou d’odeurs et aucun risque lié à la

présence de combustibles dans les bâtiments. De plus, l’utilisateur ne se préoccupe pas de

l’installation et la maintenance de son chauffage et eau chaude sanitaire. Il reçoit

directement sa facture suivant ses consommations. Il bénéficie d’une sécurité absolue, le

CAD garantit une livraison de chaleur parfaitement fiable.

D’un point de vue énergétique, le CAD permet le développement multi-énergies en

combinant différentes sources de chaleur (panneaux solaires, pompes à chaleur, chaudières

gaz, chaudières bois…). De plus, le foisonnement lié à la mixité des bâtiments raccordés

permet une économie d’énergie primaire.

D’un point de vue environnemental, le réseau de chaleur permet d’éviter la prolifération de

cheminées. La concentration en un seul site ou deux permet la maîtrise totale des

techniques de combustion. Le respect des lois strictes sur le processus de traitement des

rejets est impossible à appliquer au niveau individuel. De plus, les réseaux de chaleur vont

faciliter l’adaptabilité des énergies nouvelles futures.

Grâce à ces avantages, les réseaux de chaleurs sont en pleine expansion. Le but de ce

projet étant de définir les performances énergétiques, environnementales et économiques

des trois réseaux de chaleur suivant, afin de déterminer le réseau le plus compétitif :

- CADéco Jonction : 28.5 MW installés ; Pompes à chaleur, couplage chaleur-force,

panneaux solaires, chaudières bicombustibles et une chaudière mazout.

- CAD Palettes : 33 MW installés ; Chaudières bois, chaudières gaz à condensation

- CAD Eaux-Vives : 35 MW installés : Pompes à chaleur, chaudières bicombustibles

La première partie de ce rapport porte sur les points d’influences énergétiques comme la

mixité d’usage, la densité énergétique, les facteurs de ressources…

En seconde partie, les performances environnementales de chaque réseau seront étudiées

et enfin, une analyse économique sera réalisée.


2. Descriptif des trois réseaux de chaleur

Pour ce projet, trois réseaux de chaleur ont été analysés puis comparés. Le projet de l’ECO-

QUARTIER Jonction, le projet Etoile Palettes et enfin le réseau de chaleur du quartier des

Eaux-Vives. Ces trois projets se situent dans le canton de Genève. Cependant, leurs mises

en place et installations sont différentes.

2.1. Périmètres d’implantation

Le projet du réseau de chaleur de l’ECO-QUARTIER Jonction s’est basé sur l’utilisation

maximale des énergies renouvelables à proximité du site. Situé au Sud-Ouest du centre de

Genève, il est délimité par le Rhône (Quai du Seujet) au Nord, la Rue des Bains à l’Est, le

Quai Ernest Ansermet au Sud et la Rue des deux-Ponts à l’Ouest. L’implantation de

nouveaux immeubles et la proximité de logements collectifs, bureaux et écoles a confirmé la

mise en place d’un réseau de chaleur.

Le bâtiment Etoile Palettes a été identifié comme bâtiment pouvant accueillir une chaufferie

centrale qui alimenterait un réseau de chauffage à distance. Situé dans le quartier de Lancy,

il est délimité par la Route des Jeunes à l’Est, la Route de Saint-Julien au Sud, le Chemin

des Verjus à l’Ouest et le Chemin des Rambossons au Nord.

On trouve à proximité de nombreux bâtiments de logements collectifs et écoles qui

pourraient être raccordés à ce réseau.

Le projet CEVA – Gare des Eaux-Vives, ci-après GEV, est la rencontre entre deux

réalisations majeures dans le canton : d’une part, la construction de l’infrastructure ferroviaire

du CEVA et de l’autre, la densification du réseau Génilac sur la rive gauche du Lac.

Situé à Genève dans le quartier des Eaux-Vives, la future gare du CEVA est le point de

départ du projet puis des zones connexes se sont ajoutées au périmètre de base afin

d’exploiter au maximum le réseau de chaleur.

Figure 1: Périmètres d'implantation des réseaux de chaleur [18]

- CADéco Jonction

- CAD Palettes

- CAD Eaux-Vives


2.2. Dimensionnements énergétiques des réseaux de chaleur

Les trois réseaux de chaleur assurent le chauffage et l’eau chaude sanitaire des bâtiments

raccordés. Actuellement, les bâtiments sont alimentés grâce à des chaufferies collectives

fonctionnant au gaz ou au mazout.

2.2.1. Répartition chaufferies gaz et chaufferies mazout

CAD Nombre de chaufferies

Alimentation Gaz Naturel

Alimentation Mazout

CADéco Jonction 24 28.1% 71.9%

CAD Palettes 44 25% 75%

CAD Eaux-Vives 121 45.00% 55.00% Tableau 1: Répartitions actuelles des alimentations gaz/mazout des sous-stations

On observe que la majorité des bâtiments est actuellement alimentée par des chaudières

mazout.

2.2.2. Hypothèses de dimensionnement énergétique

La conception et le dimensionnement des réseaux sont obtenus avec les hypothèses

suivantes :

- Ecart de température : ΔT=20°K

- Gradient de pertes de pression : dP/dx=10 mmCE/m

- Pertes thermiques des réseaux : 3%

Note : Un faible gradient de pertes de pression permet de diminuer les pertes de charges en

augmentant le diamètre des conduites afin de limiter la consommation électrique de

pompage..

Un inventaire de toutes ces chaufferies a été réalisé (puissance installée, agent énergétique,

consommations et surface de référence énergétique) afin de déterminer les puissances

d’installation des réseaux de chaleur. Les bases de données des chaufferies du SITG

(Système d’Information du Territoire à Genève) [17] ont permis d’extraire les puissances et

les consommations de certaines chaufferies lorsque celles-ci n’ont pas été communiquées

par la Ville de Genève (Commune) ou l’Etat de Genève (Canton).

Lorsque les consommations de chaleur ne sont pas disponibles, celles-ci sont déterminées

de la manière suivante :

- Si l’on connaît la puissance installée : C = Pi x 0.85 [kWh/an] sur une base de 2000

h/an de fonctionnement

- Si on connaît la SRE (Surface de Référence Energétique), qui est la somme de

toutes les surfaces des planchers des étages et des sous-sols inclus dans

l’enveloppe thermique et dont l’utilisation nécessite un chauffage ou une

climatisation et à partir des indices spécifiques de consommation (Minergie, SIA

2028) :


Cahiers techniques SIG (Services Industriels de Genève) en base Minergie

(logements collectifs : 55 kWh/an.m² ; Activités et commerces : 66

kWh/an.m²).

Pour les dépôts des Musées (CADéco Jonction) : chauffage : 10

kWh/an.m² (Justificatif Thermique), ECS : 7 kWh/an.m² (Norme SIA 2028).

Logements collectifs

Activités et commerces

CH (W/m2) 30 40 ECS (W/m2) 15 5 Puissance (W/m2) 45 45

CH (kWh/an.m2) 30 58 ECS (kWh/an.m2) 25 8 Energie totale (kWh/an.m2) 55 66

Tableau 2: Indices spécifiques corrigés selon Tude UNIGE-SIG

2.2.3. Puissances réelles des sous-stations

Afin de déterminer les consommations totales de gaz et de mazout des sous-stations

actuelles, les conditions suivantes ont été posées :

- Rendement moyen des chaudières : η=0.85

-

- et

CAD SRE Consommation

de gaz Consommation

de Mazout Consommation

de chaleur

Puissances réelles en chaufferie

m² Nm³/an L/an kWh/an kW

CADéco Jonction 364 299 1 440 489.13 3 711 530.2 44 009 250 22 435

CAD Palettes 366 723 1 580 082.45 4 773 329.8 54 260 031 38 547

CAD Eaux-Vives 599 405 3 535 894 4 351 802.25 67 457 000 53 618 Tableau 3: Données actuelles des sous-stations

2.2.4. Facteur de conversion et pertes thermiques du réseau

Les valeurs des puissances réelles en sous-station sont abaissées d’un facteur de

conversion η = 0.85 correspondant aux valeurs utiles en sortie de chaufferie. En effet,

lorsque l’on met en place un réseau de chaleur, les pertes par production de chaque

chaufferie n’existent plus (pertes par les fumées, pertes thermiques de la chaudière,

rendement…).

Les pertes thermiques du réseau s’évaluent, par expérience, à 3% de la production de

chaleur.

Dès lors, en reprenant les valeurs des puissances préalablement présentées, en y ajoutant

3% de pertes réseaux et en corrigeant par le facteur de conversion η, les puissances utiles

sont présentées dans le tableau suivant :


CAD Puissances réelles en chaufferie

Facteur de conversion

Puissances utiles

Pertes thermiques

Consommation de chaleur + pertes

thermiques

kW - kW - kWh/an

CADéco Jonction 22 435 85% 19 070 3% 45 370 361

CAD Palettes 38 547 85% 32 765 3% 55 938 177

CAD Eaux-Vives 53 618 85% 45 575 3% 69 543 299 Tableau 4: Puissances utiles corrigées

2.3. Equipements et puissances installées

CADéco Jonction :

Le réseau de chaleur est maintenu en température toute l’année, avec un maximum de 75°C

en hiver (-10°C ext.) et un minimum de 65°C en été (>15°C ext.). La distribution est assurée

par une double conduite (aller et retour) en acier soudé pré-isolé, dimensionnée pour un

régime de fonctionnement de 75°C/55°C. Le raccordement des sous-stations est réalisé

grâce à des échangeurs de chaleur.

Le réseau est alimenté par :

- Pompes à chaleur haute température : 2 x 4.9 MW

- Couplage chaleur-force (cogénération) : 1.28 MW thermique/1.18 MW électrique

- Solaire thermique : 600 m² / 420 kW

- Chaudières bicombustibles : 2 x 2 MW ; 1 x 2.6 MW ; 1 x 0.92 MW ; 1 x 1.1 MW ; 1 x

2.35 MW ; 1 x 4 MW, soit un total de 15.1 MW

- Chaudière mazout : 1 x 2 MW

Le réseau de chaleur admet une puissance totale de 28.5 MW répartie dans une chaufferie

principale et deux chaufferies relais :

- Chaufferie principale : Quai du Seujet

- Chaufferies relais : Cité Jonction et Sciences II

La chaufferie principale, Quai du Seujet, accueille les deux pompes à chaleur et deux

chaudières bicombustibles (1 x 2.6 MW + 1 x 0.92 MW).

Les pompes à chaleur admettent un coefficient de performance (COP) de 3 en moyenne.

Elles sont modulantes jusqu’à 40% de leur puissance maximale soit 1.96 MW chacune.

Leur dimensionnement a été prévu pour couvrir la majorité de la production de chaleur et

obtenir un temps de fonctionnement maximal. Cependant, le choix des puissances est

restreint par le volume qu’elles occupent dans la chaufferie. Leurs sources chaudes sont

alimentées par l’eau du Lac Léman via le réseau Génilac.

Les deux chaudières bicombustibles sont déjà sur place, les brûleurs ont été changés

courant 2014. Elles admettent un rendement de l’ordre 85%.

La chaufferie relais, Cité Jonction, accueille le couplage chaleur-force ainsi que l’installation

solaire et deux chaudières bicombustibles (2 x 2 MW).


Le couplage chaleur-force est dimensionné afin que son temps de fonctionnement soit

supérieur à 8'000 heures par an. La production d’électricité servira à l’alimentation des

pompes à chaleur et le supplément sera revendu aux SIG.

Les panneaux solaires thermiques ont été dimensionnés afin de couvrir la production d’eau

chaude sanitaire des logements du bâtiment Cité Jonction. Installés en toiture sur une

surface de 600 m², ils produisent 750 kWh/m².an soit 450 MWh/an (énergie contrôlée sur

installation existante avec des capteurs tubes).

Les chaudières bicombustibles sont déjà implantées et admettent un rendement de 85%.

La chaufferie relais, Sciences II, accueille trois chaudières bicombustibles (1 x 1.1 MW +1 x

2.35 MW + 1 x 4 MW) et une chaudière mazout (1 x 2 MW). Ces quatre chaudières

admettent un rendement de 85%.

La puissance totale installée (28.5 MW) est supérieure à la puissance nécessaire calculée

précédemment. Le CADéco Jonction accueillera, dans le futur, de nouvelles sous-stations.

De plus, à Genève, une installation de secours, alimentée au mazout, capable de couvrir les

besoins de chaleur totaux, doit être prévue. Ceci, dans le but d’anticiper une coupure de gaz

naturel ou en cas de panne d’un autre générateur de chaleur.

CAD Palettes :

Le bâtiment Etoile Palettes situé à Lancy a été identifié comme bâtiment pouvant accueillir

une chaufferie centrale qui alimenterait un réseau de chauffage à distance (CAD). On trouve

à proximité de nombreux bâtiments de logements collectifs et écoles qui pourraient

potentiellement être raccordés à ce réseau.

Il est maintenu à température toute l’année avec un maximum de 85°C en hiver. La

distribution est assurée par une double conduite en acier pré-isolée dimensionnée pour un

régime de fonctionnement de 85°C/65°C.

Les consommations en jeu étant très importantes, et les chaufferies existantes dans le

périmètre ne permettant pas de créer une seule et unique chaufferie centrale, la production

de chaleur pourra être distribuée dans trois chaufferies ayant chacune un périmètre

d’influence :

- Chaufferie CAD 1 : Etoiles Palettes (62-84 Avenue des Communes Réunies)

- Chaufferie CAD 2 : 47 Avenue Curé Baud

- Chaufferie CAD 3 : 72 Avenue Eugène Lance

Le taux de étant inférieur à 28 μg/m³, l’implantation de chaufferies bois est autorisée.

Cependant, des filtres sur les fumées ainsi qu’une réduction des devront toutefois être

prévus.

Chaque périmètre (CAD 1/CAD 2/CAD 3) dispose de la même installation :

- Chaudière gaz à condensation : 1 x 5 MW ; 2 x 2.5 MW

- Chaudière pellets : 1 x 1 MW


Ainsi, le réseau dispose d’une puissance maximale de 33 MW répartie également, en trois

chaufferies.

Les chaudières pellets ne peuvent admettre une puissance plus importante car elles sont

dimensionnées pour la production d’eau chaude sanitaire en été et pour assurer la part

minimal d’énergie renouvelable obligatoire à Genève soit 30% de la consommation totale.

De plus, le manque de place et le coût nettement supérieur à une chaudière gaz viennent

affirmer ce choix de puissance. Les trois chaudières pellets admettent un rendement de 92%

PCI.

Les silos de stockage ont été dimensionnés grâce à la règle suivante, délivrée par le

fournisseur des chaudières : Pour 1 kW de puissance de chauffe, 0.9 m³ de stockage est

nécessaire (pertes incluses).

L’extraction de silo est réalisée par un plateau dessileur rotatif à plat :

Les chaudières gaz à condensation admettent un meilleur rendement que des chaudières

gaz classiques (η=95% PCS). Pour un régime d’eau de 85/65°C, la condensation n’est pas

possible car le ΔT est trop faible. En effet, lorsque la température d’entrée dans la chaudière

est de 65°C, la puissance du condenseur s’élève à 5% de la puissance de la chaudière.

Cependant, lorsque la température de retour du réseau sera plus basse, la condensation

sera optimisée.

CAD Eaux-Vives :

Le réseau de chaleur est maintenu en température toute l’année, avec un maximum de 75°C

en hiver et un minimum de 65°C en été. La distribution est assurée par une double conduite

en acier soudé pré-isolé, à une température de 75°C/55°C. Le raccordement des sous-

stations est réalisé grâce à des échangeurs de chaleur.

Comme le CADéco Jonction, le réseau de chaleur des Eaux-Vives est alimenté par des

pompes à chaleur haute température :

- Deux pompes à chaleur haute température : 2 x 10 MW

- Chaudières bicombustibles : 15 MW

Le réseau admet donc une puissance maximale de 35 MW répartie dans une chaufferie

principale qui accueillera les deux pompes à chaleur en cascade, située dans le Parc de La

Grange. Les appoints gaz seront placés dans différentes chaufferies relais.

Le dimensionnement, l’alimentation, la modulation de puissance et le COP de ces pompes à

chaleur sont les mêmes que celles du CADéco Jonction.

Les chaudières bicombustibles admettent un rendement de 85% et servent d’appoints aux

deux pompes à chaleur.

Figure 2: Plateau dessileur rotatif à plat


2.4. Tracés des réseaux de chaleur

Figure 3: Tracé CADéco Jonction

Figure 4: Tracé CAD Palettes

Figure 5: Tracé CAD Eaux-Vives


3. Analyse énergétique

3.1. Les facteurs d’influences énergétiques

Des facteurs d’influences énergétiques permettent de comparer différentes installations.

Ceux-ci vont nous permettre de déterminer les performances énergétiques de nos trois

réseaux de chaleur.

3.1.1. Mixité d’usage et foisonnement [16]

A l’échelle d’un quartier ou d’un aménagement, on parle de mixité d’usage quand plusieurs

fonctions sont représentées : habitat, tertiaire, équipement… Cette mixité des fonctions est

très importante en urbanisme car elle évite le découpage du territoire en zones

fonctionnelles différenciées. Dans le cas d’un réseau de chaleur, la mixité d’usage est un

élément essentiel à la pertinence énergétique car elle procure un effet de foisonnement.

L’effet de foisonnement se caractérise par une diminution de l’intermittence de puisage et un

lissage des pics des besoins. Une installation doit répondre au pic de besoin le plus élevé

même si cette demande n’intervient qu’une ou deux fois dans l’année : il y a donc une

dégradation de rendement de génération. Grâce à la mixité d’usage, l’intermittence du

réseau est réduite et la puissance maximale appelée est plus faible. La consommation

d’énergie primaire et donc le coût d’exploitation seront amoindris.

A Genève, le foisonnement observé sur différents CAD en fonctionnement s’établit entre 0.6

et 0.8. Dans notre étude le foisonnement s’élève à 0.75 sauf pour le CADéco Jonction qui

admet moins de sous-stations que les deux autres. Sa mixité d’usage est donc plus faible

d’où un foisonnement plus grand (0.8) ce qui abaisse moins la puissance installée.

Exemple de l’effet de foisonnement dû à la mixité d’usage sur les puissances appelées :

Figure 6: Effet de foisonnement - Mixité d'usage

Appel de

puis

sance


Les appels de puissances journaliers sont plus stables dans le cas du quartier que pour les

logements ou bureaux seuls. La surface hachurée est plus faible, la puissance installée sera

donc moins fluctuante et les générateurs fonctionneront plus longtemps à un régime proche

de leur puissance nominale améliorant le rendement de l’installation et donc le coût

d’investissement.

CAD Puissances utiles Foisonnement sur les appels de puissance

Puissances appelées foisonnées

kW ϕ kW

CADéco Jonction 19 070 80% 15 256

CAD Palettes 32 765 75% 24 574

CAD Eaux-Vives 45 575 75% 34 272 Tableau 5: Puissances appelées foisonnées

La valeur du foisonnement choisi est importante car elle va déterminer la puissance à

installer en chaufferie.

3.1.2. Durée d’utilisation équivalente à pleine puissance [16]

La durée d’utilisation équivalente à pleine puissance (DUP) est le facteur permettant de

déterminer le surdimensionnement ou sous-dimensionnement d’un réseau de chaleur.

Comme le coût d’un système de génération dépend de sa puissance et que son

amortissement dépend de la quantité de chaleur produite, on cherche à obtenir une DUP

aussi élevée que possible.

En général, un réseau doit admettre une DUP minimum de 2'000 heures par an. En dessous

de ce seuil, il est considéré comme surdimensionné. Les installations ne fonctionnent pas à

leur meilleur rendement et la consommation d’énergie primaire se voit augmenter. A 5'000

heures par an, le réseau est très performant.

CAD Puissances foisonnées

Production de chaleur utile

DUP

kW kWh/an Heures

CADéco Jonction 15 256 45 370 361 2 974

CAD Palettes 24 574 55 938 177 2 276

CAD Eaux-Vives 34 272 69 543 299 2 029 Tableau 6: Durée d'utilisation équivalente à pleine puissance

Les trois réseaux de chaleur admettent des durées d’utilisation équivalentes à pleine

puissance supérieures à 2'000 heures par an.

3.1.3. Densité énergétique [16]

La densité énergétique d’un réseau de chaleur correspond à la quantité totale de chaleur

livrée sur une année par rapport à la longueur totale du réseau. Exprimée en

.


La limite basse admise de la densité énergétique pour un réseau de chaleur est de 1.5

MWh/m.an.

La densité moyenne en Suisse s’élève à 4.1 MWh/m.an alors qu’en France la densité

moyenne est plus élevée, 7.2 MWh/m.an. Les réseaux ayant historiquement été construits

dans les zones à forte densité de population. Plus la densité d’un réseau est élevée plus la

ville est dense et les habitations nombreuses. L’emplacement de nos réseaux de chaleur est

donc aussi un choix stratégique

La densité énergétique annuelle d’un réseau de chaleur est un indice de rentabilité potentiel.

En effet, l’investissement d’un réseau évolue de manière proportionnelle à la longueur de

celui-ci [4] [6].

Un seuil de 3 MWh/m.an est généralement recommandé pour assurer la rentabilité

économique d’un projet. A partir de ce seuil, le réseau de chaleur peut supporter les frais

d’investissements. La densité n’influe que sur les coûts économiques du projet.

Réseaux Longueur du tracé Energie distribuée Densité énergétique

m MWh/an MWh/m.an

CADéco Jonction 4 314 45 370 11

CAD Palettes 5 269 55 938 11

CAD Eaux-Vives 8 550 69 453 8 Tableau 7: Densité énergétique

Les trois réseaux de chaleur admettent des densités énergétiques plus hautes que la

moyenne recensée en Suisse et en France. La figure suivante permet de comparer la

densité de quelques réseaux en Suisse et les densités moyennes de quelques pays

d’Europe.

Figure 7: Densité énergétique internationale [6]

Le CADéco Jonction et CAD Palettes admettent des densités plus fortes que celles

recensées dans plusieurs pays.

0

2

4

6

8

10

12

De

nsi

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ne

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ue

(M

Wh

/m.a

n)


3.2. Méthode théorique et méthode appliquée

Afin de réaliser l’étude énergétique des systèmes de génération, deux méthodes de calculs

des besoins de chaleur ont été étudiées :

- Méthode théorique des degrés jours base 20°C

- Méthode basée sur un retour d’expérience : Réseau de chaleur CADIOM

3.2.1. Méthode degrés-jours

Cette méthode repose sur la base des degrés-jours réels (DJ20 de l’année 2010) de la

station Genève-Cointrain [22]. La consommation de chaleur est calculée mensuellement.

- La part de chauffage représente 70% du besoin de chaleur

- La part d’eau chaude sanitaire représente 30% du besoin de chaleur

Cette part d’eau chaude sanitaire est partagée équitablement sur les douze mois de l’année.

Les degrés-jours en base 20 de l’année 2010 sont exprimés mensuellement, en

pourcentage, afin de pondérer la part de chauffage.

Mois Répartition Qh Qww Chaleur à fournir

- - MWh MWh MWh

Janvier 19.64% 6 237 1 134 7 372

Février 15.66% 4 974 1 134 6 108

Mars 13.24% 4 204 1 134 5 339

Avril 6.18% 1 964 1 134 3 098

Mai 4.72% 1 500 1 134 2 634

Juin 0.25% 79 1 134 1 213

Juillet 0.00% 0 1 134 1 134

Août 0.00% 0 1 134 1 134

Septembre 1.62% 513 1 134 1 647

Octobre 7.52% 2 388 1 134 3 523

Novembre 12.15% 3 859 1 134 4 993

Décembre 19.02% 6 040 1 134 7 174

Total 100% 31 759 13 611 45 370 Tableau 8: Consommations de chaleur mensuelles - méthode DJU20

3.2.2. Méthode basée sur un retour d’expérience : réseau de chaleur CADIOM

Le réseau de chaleur à distance CADIOM est une installation qui fournit de la chaleur à

plusieurs clients via l’usine d’incinération des Cheneviers. Elle est reliée par un réseau de

distribution à deux canalisations d’eau surchauffée enterrées. L’eau circule à une

température variant de 70°C à 120°C.

Ce réseau alimentant les bâtiments de la commune de Genève est pris comme exemple

pour l’étude de nos trois réseaux de chaleur. En effet, la société CADIOM nous a délivré les

valeurs des puissances appelées heure par heure de l’année 2010.

Ainsi, nous avons pu, sur la base des appels de puissance du réseau CADIOM, obtenir une

courbe horaire des puissances appelées de nos réseaux de chaleur.


Figure 8: Courbe horaire du réseau CADIOM

3.2.3. Etude des consommations mensuelle de chaleur

A partir des deux méthodes précédentes, les besoins de chaleur des réseaux ont été

déterminés mensuellement :

Figure 9: Consommation mensuelle de chaleur CADéco Jonction

Figure 10: Consommation mensuelle de chaleur CAD Palettes

0

5

10

15

20

25

30

35

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45

50

1

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60

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70

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81

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85

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W

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1 000

2 000

3 000

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6 000

7 000

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9 000

10 000

Co

ns

om

mati

on

de

ch

ale

ur

(MW

h)

Chaleur à fournir théorique

Chaleur à fournir CADIOM

Moyenne

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

Co

ns

om

mati

on

de

ch

ale

ur

(MW

h)

Chaleur à fournirthéorique


Moyenne


Figure 11: Consommation mensuelle de chaleur CAD Eaux-Vives

Nous pouvons observer que les consommations mensuelles de chaleur de chaque réseau

admettent des valeurs proches pour les deux méthodes utilisées.

La différence entre les deux représente seulement 4% de la consommation annuelle de

chaque réseau. A cette valeur, les résultats sont acceptables.

La différence évaluée entre les deux méthodes peut s’expliquer :

- La part d’eau chaude sanitaire, pour la méthode des DJU20, est divisée

équitablement sur l’ensemble de l’année. Cette hypothèse ne reflète pas la réalité.

- Les déperditions dans le réseau de distribution peuvent être plus importantes en

période hivernale. La méthode des DJU20 ne prend pas en compte ce facteur

contrairement à la méthode CADIOM. Cela peut expliquer le surplus de

consommation de chaleur observé de Janvier à Avril.

- Le gaspillage énergétique : la méthode CADIOM reflète les appels réels de

puissance du réseau heure par heure. La méthode DJU20 ne prend pas en compte

« l’éducation » des clients.

La méthode CADIOM étant celle qui reflète, au mieux, la réalité des besoins de chaleur des

consommateurs, sera la méthode conservée pour l’étude du fonctionnement général des

systèmes de génération.

3.3. Etude énergétique des systèmes de génération

L’étude énergétique des systèmes de génération permet d’établir des facteurs de

comparaison énergétique de nos trois réseaux de chaleur, autres que les facteurs

d’influence, une fois ceux-ci optimisés.

3.3.1. Courbes monotones décroissantes

Grâce à la méthode CADIOM, les courbes horaires d’appels de puissance de chaque réseau

sont connues. En classant par ordre décroissant les valeurs de ces puissances appelées,

nous avons pu réaliser les courbes monotones décroissantes.

Ces courbes vont nous permettre de connaitre la production thermique, la consommation

d’énergie primaire et les durées d’utilisations équivalentes à pleine puissance de chaque

système des réseaux.

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

14 000

16 000

Co

ns

om

mati

on

de

ch

ale

ur

(MW

h)

Chaleur à fournir théorique


Moyenne


CADéco Jonction

Figure 12: Courbe monotone décroissante CADéco Jonction

Les deux pompes à chaleur admettent une puissance minimale partielle de 40% de la

puissance nominale soit 1.96 MW de puissance minimale.

Une variation des puissances partielles de ces deux PAC permet de combler la plage de

puissance appelée entre le fonctionnement à pleine charge de la PAC 1 et le fonctionnement

à charge minimale de la PAC 2. Cette fluctuation permet de ne pas mettre en marche les

chaudières gaz. Le couplage chaleur-force (CCF) admet un fonctionnement à charge

partielle :

- Pleine charge : 100% de la puissance nominale

- Charge partielle : 75 % de la puissance nominale

- Charge partielle : 60% de la puissance nominale

En dessous de 60% de charge partielle, le fonctionnement n’est pas à privilégier car le

rendement de l’installation chute et les multiplicités des démarrages à court cycle sont

néfastes pour la durée de vie de l’installation.

Fonctionnement en hydro-accumulation

Le couplage chaleur-force admettant un faible nombre de démarrage par jour, le

fonctionnement à 60% sera privilégié au lieu de l’arrêt total de ce dernier. En effet, le réseau

servira d’accumulateur de chaleur. Il se chargera en chaleur (réchauffage des retours)

lorsque les besoins de chaleur seront moindres et se déchargera lorsque la puissance

appelée sera supérieure à celle du CCF.

De plus, en période estivale, la nuit, le couplage chaleur-force sera utilisé en hydro-

accumulation :

0

5

10

15

20

Pu

issa

nce

th

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e e

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hau

ffe

rie

[M

W]

Heures classées

Fluctuation des deux PACs

Solaire

Chaudières Gaz

PAC 2

PAC 1

CCF


Figure 13: Courbe de charge du couplage chaleur-force au cours d'une journée d'été

La courbe bleue représente la courbe des besoins de chaleur au cours d’une journée typique

d’été et la courbe rouge représente la production thermique du couplage chaleur-force.

Nous pouvons observer que ce couplage chaleur-force fonctionne à la charge partielle de

60% entre 2h30 et 7h30 du matin. En effet, pendant cette période, la production thermique

des panneaux solaire est nulle mais le réseau admet une demande d’énergie thermique. Dès

lors, le couplage chaleur-force, qui ne peut fonctionner en-dessous de la charge partielle de

60%, fournit l’énergie thermique nécessaire au réseau et le supplément produit sert à

recharger les conduites à distance, c’est-à-dire qu’il accumule de la chaleur dans le réseau.

Lorsque les besoins de chaleur deviennent supérieurs à la production thermique du

couplage chaleur-force à la charge partielle de 60%, l’énergie accumulée dans le réseau va

se décharger afin de pallier aux pics d’appels de puissance. Si l’accumulation de chaleur

engendrée par le couplage chaleur-force et la production thermique de ce couplage chaleur-

force à la charge partielle de 60% ne suffisent pas, le couplage chaleur-force s’enclenche à

la charge partielle de 75% puis à pleine charge.

Ce système d’hydro-accumulation permet d’éviter les courts-cycles du CCF et/ou le

démarrage des chaudières gaz. De plus, l’accumulation de chaleur dans le réseau permet

d’économiser de l’énergie primaire car le CCF ne fonctionne pas à pleine charge.

A noter que les rendements du CCF à charge partielle restent très corrects.

0.0

0.2

0.4

0.6

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MW

]

Exemple typique d'une journée d'été, CCF en hydro-accumulation

Besoins de production dechaleurCCF production


CAD Palettes

Figure 14: Courbe monotone décroissante CAD Palettes

Les trois chaudières bois couvrent la puissance ruban, c’est-à-dire, la puissance nécessaire

pour la production d’eau chaude sanitaire. Comme les plages de modulation de ces trois

chaudières bois sont trop précises, seules les chaudières gaz sont utilisées pour le

fonctionnement en variation de puissance.

CAD Eaux-Vives

Figure 15: Courbe monotone décroissante CAD Eaux-Vives

Tout comme le CADéco Jonction, les deux pompes à chaleur haute température du CAD

Eaux-Vives peuvent fonctionner en fluctuation afin d’éviter le fonctionnement des chaudières

gaz.

0

5

10

15

20

25

Pu

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he

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[MW

]

Heures classées

Chaudière gaz condensation

Pellets 3

Pellets 2

Pellets 1

0

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10

15

20

25

30

35

Pu

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hau

fferi

e

[MW

]

Heures classées

Fluctuation PAC

Gaz

PAC 2

PAC 1


3.3.2. Production d’énergie utile

Grâce à l’élaboration des courbes monotones, la production d’énergie utile de chaque

système est déterminée ainsi :

Réseaux Installations Puissance nominale

Production thermique

Production électrique

Unités MW MWh/an MWh/an

CADéco Jonction

Pompes à chaleur 9.8 31 407 -

Chaudières Gaz 15 2 543 -

CCF 1.283/1.18 10 970 10 154

Solaire 0.42 450 -

Total 26.5 45 370 10 154

CAD Palettes


Chaudières bois 3 21 339 -

Total 33 55 938 -

CAD Eaux-Vives

Pompes à chaleur 20 59 612 -


Total 35 69 543 - Tableau 9: Production d'énergie utile (MWh/an)

Nous pouvons observer que les puissances installées des réseaux CADéco Jonction et CAD

Palettes ne correspondent pas à leur puissance foisonnée. En effet, le CADéco Jonction

admettra de futurs nouveaux consommateurs.

Pour le CAD Palettes, le dimensionnement énergétique n’a pas pris en compte la mixité

d’usage et donc le coefficient de foisonnement des puissances.

Cependant les calculs qui suivront prennent en compte la puissance installée de chaque

système et la puissance appelée maximale foisonnée. En effet, les systèmes de production

prioritaires de chaque réseau admettent des puissances nominales inférieures aux

puissances foisonnées.

CADéco Jonction

Nous pouvons observer que la puissance installée du CADéco Jonction est de 26.5 MW. Or,

dans la partie « 2. Descriptifs des trois réseaux », la puissance installée s’élève à 28.5 MW.

La chaudière mazout (P = 2 MW) est une chaudière de secours utilisée en cas de panne

d’un autre générateur de chaleur.

La production thermique des pompes à chaleur représente 69% de la production totale de

chaleur. Le couplage chaleur-force, quant à lui, produit plus de 24% de la production

thermique totale alors que sa puissance nominale ne couvre que 4.5% de la puissance

installée.

Etant donné que les chaudières gaz sont réparties dans trois chaufferies relais différentes,

seule une chaufferie doit se mettre en marche afin d’optimiser le rendement des chaudières.


Il est préférable de faire fonctionner une seule chaudière à 100% que trois ou quatre à 30%.

Un système de régulation en cascade est à mettre en place.

La chaufferie relais Cité Jonction devrait être placée en priorité, dans l’ordre de cette

cascade, car elle dispose du couplage chaleur-force.

CAD Palettes

Les chaudières bois produisent 38% de l’énergie thermique totale alors que la puissance

installée des trois chaudières bois ne représentent que 10% de la puissance installée.

CAD Eaux-Vives

Les pompes à chaleur produisent 86% de l’énergie thermique totale. Celle-ci couvre donc la

majorité des besoins de chaleur sauf en période estivale où les pompes à chaleur seront à

l’arrêt.

3.3.3. Durée d’utilisation équivalente à pleine puissance des systèmes

Une fois la production d’énergie utile de chaque système déterminée, les durées d’utilisation

équivalente à pleine puissance, DUP, sont calculées ainsi que le rendement global

correspondant à la quantité d’énergie utile relativement à la quantité d’énergie primaire

consommée :

CADéco Jonction DUP

Systèmes Heures

Pompes à chaleur 3 205

CCF 8 570

Chaudières gaz 170

Solaire 1 071 Tableau 10: DUP des systèmes de chaleur CADéco Jonction

Les pompes à chaleur fonctionne plus de 3'200 heures équivalentes à pleine puissance.

Leur temps de fonctionnement à charge partielle est de 4'798 heures. Le couplage chaleur-

force fonctionne la quasi-totalité de l’année mais les temps d’arrêt de fonctionnement, dus à

la maintenance par exemple, ne sont pas pris en compte.

CAD Palettes DUP

Systèmes Heures

Chaudières bois 7 113

Chaudières gaz 1 153 Tableau 11: DUP des systèmes de chaleur CAD Palettes

Les chaudières bois fonctionnent plus de 5'000 heures par an, l’installation est très

performante.

CAD Eaux-Vives DUP

Systèmes Heures

Pompes à chaleur 2 981

Chaudières gaz 662 Tableau 12: DUP des systèmes de chaleur CAD Eaux-Vives


Les pompes à chaleur fonctionnent pendant 61% de leur temps à pleine puissance. Les

chaudières gaz fonctionnent 14% à pleine puissance ce qui est faible. Mais la mise en place

de ces chaudières est nécessaire pour répondre au pic de besoin de chaleur au cours de

l’année

Le comparatif des durées d’utilisation équivalente à pleine puissance des trois réseaux de

chaleur porte seulement sur les installations prioritaires (pompes à chaleur et chaudières

bois).

Le CADéco Jonction et le CAD Eaux-Vives admettent des rendements d’installation

supérieurs à 100%. Cela est dû à la production de chaleur par les pompes à chaleur qui ont

des coefficients de performance élevés (COP 3).

Figure 16: DUP des systèmes de chaleur prioritaires

La comparaison des DUP des différents CAD montre que les chaudières bois du CAD

Palettes ont une DUP plus élevée grâce à leurs faibles puissances et leurs productions sur la

quasi-totalité de l’année.

Les pompes à chaleur du CAD Eaux-Vives ont une DUP plus faible qu’au CADéco Jonction.

En effet, leur puissance nominale étant plus importante que celle du CADéco, leur puissance

minimale est trop importante pour couvrir une partie des besoins d’eau chaude sanitaire en

été.

3 205

7 113

2 981

0

1 000

2 000

3 000

4 000

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6 000

7 000

8 000

CADéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

DU

P (

he

ure

s)


3.3.4. Consommation d’énergie primaire

Les productions de chaleur et les rendements de chaque installation étant connus, l’énergie

primaire consommée dans chaque installation peut être calculée :

Réseaux Installations Production thermique

Production électrique

Rendement Consommations de combustibles

Unités MWh/an MWh/an - MWh/an PCI

CADéco Jonction

Pompes à chaleur 31 407 - 3 10 469

Chaudières Gaz 2 543 - 85.0%PCI 2 992

CCF 10 970 10 154 86.6%PCI 24 393

Solaire 450 - - -

Total 45 370 10 154 - 37 854

CAD Palettes

Chaudières Gaz 34 599 - 92%PCI 37 608

Chaudières bois 21 339 - 95%PCS 24 955

Total 55 938 - - 62 563

CAD Eaux-Vives

Pompes à chaleur 59 612 - 3 19 871

Chaudières Gaz 9 931 - 85%PCI 11 684

Total 69 543 - - 31 555 Tableau 13: Consommations d'énergie primaire (MWh/an)

CADéco Jonction

Nous pouvons observer que la production électrique du couplage chaleur-force couvre 97%

de la consommation annuelle en électricité des deux pompes à chaleur. Cependant, en

période estivale, les pompes à chaleur sont à l’arrêt. La production d’électricité du couplage

chaleur-force, pendant les périodes d’arrêt des PAC, sera revendue aux SIG à 15 cts CHF

HT/kWh.

Dès lors, le couplage chaleur-force couvre environ 63% des consommations électriques des

pompes à chaleur. Cette couverture représente 6'550 MWh/an d’énergie primaire.

3.3.5. Pertes de rendements

Grâce à ces calculs, les pertes totales de rendement peuvent être déterminées :

- CADéco Jonction : pertes totales de production : 3'718 MWh/an

- CAD Palettes : pertes totales de production : 6’625 MWh/an

- CAD Eaux-Vives : pertes totales de production : 1'753 MWh/an

Figure 17: Pertes de rendement

8.19%

11.84%

2.52%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%



Les pertes de rendement représentent 8.2% de la production de chaleur du CADéco

Jonction alors qu’elles ne s’élèvent qu’à 2.5% de la production de chaleur du CAD Eaux-

Vives.

Cela s’explique par le nombre d’installations différentes pour le CADéco Jonction mais aussi

par la proportion de production de chaleur des pompes à chaleur. En effet, les pompes à

chaleur ne produisent que 69% de la production totale de chaleur pour le CADéco Jonction

contre la quasi-totalité (86%) pour celles du CAD Eaux-Vives. Les pompes à chaleur

admettant un COP de 3, il n’y a pas de pertes de rendements.

3.3.6. Facteurs de ressource primaire et rendement global [16]

Le facteur de ressource primaire correspond à la quantité d’énergie primaire consommée par

rapport à la quantité d’énergie utile délivrée. Un système est d’autant plus performant que

son facteur de ressource est faible.


Facteurs de ressource primaire 0.68 1.12 0.45 Tableau 14: Facteur de ressource primaire

Le réseau le plus performant est le CAD Eaux-Vives qui utilise les pompes à chaleur pour

produire plus de 86% des besoins de chaleur au cours d’une année.


Rendement global 147% 89% 220% Tableau 15: Rendement global

3.4. Indice de dépense de chaleur

L’indice de dépense de chaleur (IDC) est un indicateur de la consommation d’énergie d’un

bâtiment pour couvrir ses besoins de chaleur (chauffage et eau chaude sanitaire). Exprimé

en mégajoules par mètre carré et par an (MJ/m².an), il représente la quantité annuelle

d’énergie consommée nécessaire à la production de chaleur [5].

3.4.1. Hypothèses de base

Le calcul de l’indice de dépense de chaleur repose sur les consommations de combustibles

exprimées en kWh PCS. Comme l’électricité n’est pas un combustible cela permet d’établir

une équivalence entre l’électricité et les combustibles.

Les formules suivantes permettent de déterminer l’indice de dépense de chaleur :

IDC = Eh + Eww

Où Eh est l’indice partiel de chauffage et Eww l’indice partiel d’eau chaude sanitaire.


Facteur de conversion PCS-PCI

Les consommations calculées précédemment sont basées sur le PCI des combustibles. Dès

lors, une conversion s’impose :

Combustibles Densité Taux d'eau PCI PCS/PCI PCS

Gaz naturel 0.85 kg/Nm³ 10.1 kWh/Nm³ 1.111 11.21 kWh/Nm³

Pellet 585 kg/m³ 10% 4.583 kWh/kg 1.111 5.09 kWh/kg

590 kg/m³ 8% 5.28 kWh/kg 1.111 5.87 kWh/kg

Fioul léger 0.85 kg/L 11.8 kWh/kg 1.075 12.865 kWh/kg

Fioul lourd 0.9 kg/L 11.4 kWh/kg 1.075 12.255 kWh/kg Tableau 16: Facteur de conversion PCS/PCI

Degrés-jours

Afin de réaliser le calcul de l’indice de dépense de chaleur, la répartition mensuelle des

degrés-jours est essentielle.

Les relevés de ces DJU base 20 se réfèrent à la moyenne des 14 dernières années.

Convertis en pourcentage, ils déterminent la part mensuelle de chauffage.

3.4.2. Calculs de l’indice de dépense de chaleur

les indices de dépense de chaleur de chaque réseau peuvent être déterminés grâce à la

méthode de calculs décrite [5] :

Exemple CADéco Jonction:

Les consommations électriques des pompes à chaleur ont été pondérées d’un coefficient de

2.5 pour les bâtiments datant d’avant le 5 Août 2010 et de 3.25 pour ceux construits après

cette date. Cette pondération sert à tenir compte de l’apport d’énergie de l’environnement

(eau, air, géothermie).

De plus, la production électrique du couplage chaleur-force est soustraite à la consommation

électrique des pompes à chaleur.

Installations Combustibles Production Consommations

MWh/an PCI MWh/an PCI MWh/an PCS MJ/an PCS

PAC Electricité 31 407 9 991 9 991 35 969 366

Chaudières Gaz naturel 2 543 2 992 3 324 11 965 862

CCF Gaz naturel 21 124 24 393 27 100 97 560 682

Total 55 074 28 187 31 227 145 495 410 Tableau 17: Consommation annuelles d'énergie primaire exprimée en MJ/an (base PCS)

La part de chauffage est considérée à 70% de la consommation totale. La Surface de

Référence Energétique des bâtiments raccordés au CADéco Jonction a été renseigné par

les différents clients de ces bâtiments : Ville de Genève, Etat de Genève… ou grâce au SITG

(Service d’Information du Territoire de Genève). Cette SRE totale s’élève à 364 299 m².


Afin de déterminer l’indice partiel de chauffage, nous avons relevés les températures

mensuelles extérieures, ce qui va permettre de calculer les DJ de l’année de référence et les

DJ de la période réelle :

Mois θ0 θeref θe Djref Djreel

°C °C °C - -

Janvier 20 1.7 1.3 18.3 18.7

Février 20 2.9 0.4 17.1 19.6

Mars 20 6.5 4.2 13.5 15.8

Avril 20 9.4 10.2 10.6 9.8

Mai 20 14.4 11.6 5.6 8.4

Juin 20 17.6 16.9 2.4 -

Juillet 20 20.2 21.5 -0.2 -

Aout 20 20 20 0 -

Septembre 20 15.4 15.9 4.6 4.1

Octobre 20 11.2 12.8 8.8 7.2

Novembre 20 5.6 5.9 14.4 14.1

Décembre 20 3.1 1.6 16.9 18.4 Tableau 18: Indice partiel de chauffage, Eh

Lorsque la température extérieure (θe) atteint la température de non chauffage (16°C),

l’indice partiel de chauffage est nul.

Dès lors, en appliquant la formule de l’indice partiel de chauffage, nous obtenons :

∑DJannée de référence = 112 °C

∑DJpériode réelle = 116.1 °C

La part de consommation d’ECS est évaluée à 30% dans la consommation totale.

Dès lors, en sommant l’indice partiel de chauffage et l’indice partiel d’eau chaude sanitaire,

l’indice de dépense de chaleur est obtenu soit pour le CADéco Jonction 389.5 MJ/m².an.

Pour un réseau de chaleur, si l’IDC moyen sur deux ans dépasse les 600 MJ/m².an, la mise

en œuvre d’un décompte individuel de frais de chauffage ou des mesures d’assainissement

permettant de ramener l’IDC en dessous de la valeur seuil de 600 MJ/m².an est obligatoire.


CAD Palettes et CAD Eaux-Vives

SRE Productions Consommations IDC

m² MWh/an MWh/an PCS MJ/an PCS MJ/m².an

CAD Palettes 366 723 55 938 62 180 223 848 000 595

CAD Eaux-Vives 599 405 69 453 62 657 225 565 444 367 Tableau 19: Indice de dépense de chaleur annuel

Figure 18: Indice de dépense de chaleur

Le CAD Palettes admet un IDC supérieur aux deux autres et est proche de la limite de

réglementation (600 MJ/m².an), il sera donc à surveiller de près.

Le CAD Eaux-Vives est le réseau qui a l’indice de dépense de chaleur le plus faible. La mise

en place du réseau a permis d’abaisser la puissance installée de 85% et d’appliquer un

coefficient de foisonnement de l’ordre de 75%, ainsi les consommations d’énergie primaire

ont fortement réduites, d’où le faible indice de dépense de chaleur.

Ces valeurs d’IDC nous indiquent que la majorité des bâtiments du CAD Palettes sont plus

anciens comparés à ceux du CADéco Jonction ou Eaux-Vives.

389.5

595.0

367.0

0

100

200

300

400

500

600

700


IDC

(M

J/m

².an

)


4. Analyse environnementale

L’analyse environnementale de nos réseaux de chaleur s’évalue sur différents critères :

- Impact sur le réchauffement climatique évalué par la quantité de CO2 émis

par les chaufferies

- Impact sur la qualité d’air évalué par la quantité de NOx émis par les

chaufferies

- Impact sur les pluies acides évalué par la quantité de SO2 émis par les

chaufferies

De plus, cette analyse permet de situer nos réseaux de chaleur par rapport à l’objectif 2050 :

« Ensemble, pour une ville de Genève 100% renouvelable d’ici 2050 ». En effet, c’est la

vision que s’est fixée la Ville de Genève dans le cadre de sa politique en matière d’énergie et

de climat.

Pour cela, une réduction de 20% des émissions de gaz à effet de serre doit être effective

d’ici 2020 (année de référence 2005).

Les facteurs d’émission de CO2 des agents fossiles sont tirés de l’OFEV (Office Fédéral de

l’Environnement) sauf le facteur d’émission de l’électricité qui est considéré à 158

gCO2/kWh, ce qui tient compte des importations d’électricité chargées en CO2.

4.1. Situation actuelle du Canton de Genève

Les émissions cumulées de CO2 sont illustrées par les courbes suivantes en fonction du

type de combustible. Elles représentent les relevés réels jusqu’en 2009 et ensuite des

objectifs projetés jusqu’en 2050 [14].

Figure 19: Emissions cumulées CO2 du Canton de Genève

Les émissions liées à la combustion de mazout sont les plus importantes. La priorité est

donc de diminuer ce poste.

Les émissions liées aux bâtiments représentent 1'308'936 tCO2 en 2009, ce qui en fait le

secteur le plus émetteur de CO2 à Genève (38%).


Figure 20: Répartition par secteurs des émissions de CO2 du Canton de Genève

Nous pouvons observer que le poste transport représente 20% des émissions de CO2 du

Canton de Genève. Ainsi, l’acheminement terrestre des combustibles aux chaufferies est

important. En effet, le transport par camions de mazout et de bois génère des émissions de

CO2, en plus de celles de la combustion.

Enfin, même si le secteur électrique n’occupe que la dernière place avec 14% d’émissions,

l’usage de cette énergie est à limiter.

Il est donc important de diminuer les parts d’émissions de CO2 pour atteindre les objectifs

2020 et à plus long terme les objectifs 2050. Pour cela, l’implantation de réseau de chaleur

est à privilégier, le remplacement des chaudières mazout par des chaudières gaz ou la mise

en place de panneaux photovoltaïques ou de couplage chaleur-force permettent de diminuer

les émissions de CO2. Hormis l’installation de nouveaux équipements, les consommations

énergétiques de chaque bâtiment doivent être réduites. Pour cela, le changement de

comportement des utilisateurs ainsi que la rénovation des bâtiments sont nécessaires.

4.2. Emissions des gaz à effet de serre

4.2.1 Hypothèses

La quantité de CO2 par unité de combustible est calculée et admise pour le cahier technique

SIA 2031 (Certificat énergétique des bâtiments selon les normes EN 15217 et EN 15603).

La quantité correspond à la consommation mais aussi à la pollution grise (pollution liée à la

production de l’énergie mais aussi à son transport) [21].

Les émissions de NOx (Oxyde d’azote) ne sont pas seulement liées au combustible, mais

également au mode de combustion de celui-ci (taux d'excès d'air, température de flamme).

Cependant, des valeurs limites et effectives des appareils du commerce ont été éditées par

l’OPair (Ordonnance fédéral sur la Protection de l’air) en 2007. Pour nos calculs, la valeur

limite est prise en compte pour les chaudières actuelles, car la majorité de celles-ci ne sont

pas récentes. Pour le calcul des émissions de NOx des réseaux, les valeurs effectives des

appareils mis en service depuis 2007 sont prises en compte.

Les émissions de dioxyde soufre (SO2) sont très difficiles à déterminer. En effet, à titre

d’exemple, le recueil des Statistiques Environnementales de 1998 admettait des émissions

de l’ordre de 800 mg SO2/kWh électrique. Ce chiffre étant passé à 430 mg SO2/kWh en

1999.

Ces émissions de SO2 admettent une grande marge d’incertitudes car elles sont liées à la

combustion et au combustible. Ne pouvant réaliser des mesures sur les chaudières actuelles

et sur les futures installations, ces émissions ne seront pas prises en compte.


Emissions CO2 Nox

Valeurs limites Nox

Valeurs effectives

kg/kWh PCS mg/m³ mg/m³

Fioul domestique 0.3 120 100

Gaz naturel 0.24 80 40

Bois - Pellets 0.04 562 562

Electricité 0.16 0 0 Tableau 20: Facteurs d'émissions de gaz à effet de serre des énergies primaires [15]

Grâce à ces valeurs, nous avons pu estimer les quantités de gaz à effet de serre émises par

les chaufferies actuelles de chaque bâtiment existant qui seront raccordées au réseau de

chaleur. Ces émissions sont exprimées en masse produite par an, grâce aux données

suivantes de conversions :

- 2’978 kWh PCS (compté à maximum 25% d’humidité)/m³ de pellets

- 11.2 kWh PCS/Nm³ de gaz naturel

- 12.865 kWh PCS/kg de mazout avec ρ = 840 kg/m³

4.2.2. Calculs des émissions de gaz à effet de serre

CADéco Jonction :

SANS CAD

Installations Combustibles Consommation de

combustible CO2 Nox

Gaz à effet de serre

kWh PCS/an tCO2/an gNOx/an t/an

Chaudières Mazout 32 880 411 9 864 379 9 864


Total 47 793 165 13 443 106 898 13 443

g/kWh PCS.an 281 0.002237 281

AVEC CAD


combustible CO2 Nox



PAC Electricité 3 919 000 627 0 627

CCF Gaz naturel 27 100 189 6 504 96 786 6 504

Chaudières Gaz naturel 3 323 851 798 11 871 798

Total 34 343 040 7 929 108 657 7 929

g/kWh PCS.an 231 0.003535 231

Réduction 41% -1.6% 41% Tableau 21: Emmissions de gaz à effet de serre CADéco Jonction

Nous pouvons observer que les émissions de NOx sont très faibles comparées aux

émissions de CO2. La mise en place du réseau de chaleur permet de réduire les émissions

de gaz à effet de serre (CO2, NOx) de 41% ce qui représente un total de 5’514 tonnes par

an. Cette réduction n’est pas négligeable et elle est d’autant plus importante que le réseau


de chaleur raccorde six nouveaux bâtiments qui représentent plus de 6.6% de la

consommation finale de chaleur.

De plus, nous pouvons constater que, la diminution de 41% de la masse des gaz à effet de

serre se traduit par une baisse de 17% de la production de CO2 par kWh de combustibles

consommés. En effet, la production d’électricité du couplage chaleur force a été soustraite à

la consommation d’électricité des pompes à chaleur, réduisant ainsi les consommations de

combustibles. Les émissions de gaz à effet de serre actuelles et après la mise en place du

réseau de chaleur sont donc réduites de 17% mais représentent une diminution de 5’514

tonnes par an.

CAD Palettes :

SANS CAD


combustible CO2 Nox





Total 68 979 182 20 034 79 188 20 034

g/kWh PCS.an 290 0.001148 290

AVEC CAD


combustible CO2 Nox Total


Chaudières Bois-pellets 25 769 645 1 031 708 1 031


Total 62 189 336 9 772 130 778 9 772

g/kWh PCS.an 157 0.002103 157

Réduction 51.2% -65.1% 51.2% Tableau 22: Emissions de gaz à effet de serre CAD Palettes

Les émissions de CO2 sont réduites de 51% grâce à la mise en place du réseau de chaleur

ce qui représente une perte de 10’262 tonnes par an. En revanche, nous pouvons constater

que les émissions de NOx ont augmenté de 65%. En effet, le bois peut émettre jusqu’à sept

fois plus d’oxydes d’azote que le gaz naturel.

Les consommations de combustibles de ce réseau de chaleur sont quasi équivalentes à

celles des chaudières actuelles. La production des gaz à effet de serre par kWh PCS a

diminué de 46%.


CAD Eaux-Vives :

SANS CAD


combustible CO2 Nox





Total 86 598 915 23 599 283 945 23 599

g/kWh PCS.an 273 0.003279 273

AVEC CAD


combustible CO2 Nox



PAC Electricité 19 871 000 3 179 0 3 179


Total 32 851 924 6 295 46 360 6 295

g/kWh PCS.an 192 0.001411 192

Réduction 73.3% 83.7% 73.3% Tableau 23: Emissions de gaz à effet de serre CAD Eaux-Vives

Le CAD Eaux-Vives admet une diminution de plus de 73% d’émissions de gaz à effet de

serre soit 17’304 tonnes par an en moins. La mise en place de ce réseau et des pompes à

chaleur a permis de réduire les consommations de plus 62%. D’où une forte réduction des

émissions de gaz à effet de serre. Cependant, les émissions de CO2 par kWh consommé ne

chutent que de 30%.

Les postes transport, extraction et conditionnement des combustibles engendrent de fortes

émissions de gaz à effet de serre.

La réduction d’énergie consommée est primordiale mais une évolution technique est à

apporter afin de diminuer les émissions de gaz à effet de serre susmentionnées.

Figure 21: Réductions des émissions de gaz à effet de serre

41.0%

51.2%

73.3%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%



Les émissions de gaz à effet de serre sont diminuées de plus de 20% pour chaque réseau

de chaleur, l’objectif pour 2020, qui vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre de

plus de 20%, est respecté.

De plus, les émissions de NOx ont été fortement réduites pour le CAD Eaux-Vives. En effet,

le combustible qui émet le plus de NOx est le gaz naturel. Ce CAD étant celui qui en

consomme le moins, il est normal que la réduction soit plus importante.

Figure 22: Emissions de gaz à effet de serre par kWh consommé

Nous avons vu que le CAD Eaux-Vives était le réseau de chaleur admettant la plus

importante diminution de gaz à effet de serre en terme de poids. Cependant, d’un point de

vue énergétique, le réseau émettant le moins de CO2 par kWh d’énergie primaire est le CAD

Palettes grâce à l’utilisation du bois.

4.4. Impact pour le canton de Genève

Les réductions des gaz à effet de serre des trois CAD vont avoir un impact sur le canton de

de Genève. En effet, les chaudières actuelles des sous-stations ont une consommation

totale d’énergie primaire de 203'371’262 kWh PCS par an. La mise en place des CAD

permet de réduire cette consommation totale à 125'780'300 kWh PCS par an, soit une

diminution de plus de 38%. De plus, la diminution totale des émissions de CO2 due à ces

réseaux de chaleur s’élève à 34'701 tonnes par an soit 41% de moins par rapport aux

chaudières actuelles.

La mise en place des trois réseaux de chaleur permet de réduire de 2.2% les émissions de

gaz à effet de serre dues au secteur bâtiment de la Ville de Genève.

4.5. La taxe CO2

Afin d’atteindre les objectifs fixés pour 2020, la Suisse a décidé d’augmenter la taxe CO2 en

trois temps. En effet, le 1er Janvier 2014, cette taxe est passée de 36 à 60 francs par tonne.

D’ici 2020, elle devrait atteindre le seuil des 120 francs. Elle sera augmentée si les émissions

de CO2 dues aux combustibles ne diminuent pas suffisamment. Jusqu’en 2020, ces

émissions doivent être réduites de 33 % par rapport à 1990 [1] [12].

231

157

192

0

50

100

150

200

250

CADécoJonction

CAD Palettes CAD Eaux-Vives

g/kW

h P

CS


Dès lors, la mise en place de nos réseaux de chaleur permet des économies non

négligeables, chiffrées en francs :

- CADéco Jonction : 330’840 CHF HT/an

- CAD Palettes : 615’720 CHF HT/an

- CAD Eaux-Vives : 1'038’240 CHF HT/an

4.6. Part d’énergies renouvelables

La Ville de Genève a signé en 2010, la Convention des Maires, visant à améliorer l’efficacité

énergétique et augmenter l’usage des énergies renouvelables. Cet engagement a pour but

de réduire de 20% les émissions de gaz à effet de serre d’ici 2020 [1] [12]. De plus, une

réduction de 20 % des consommations d’énergies fossiles est attendue. Cet objectif n’est

possible qu’en admettant un taux de couverture de 20% d’énergie renouvelable pour chaque

nouvelle construction.

Dès lors, nous devons assurer que cette part d’énergie renouvelable est d’au moins 20%.

Energies renouvelables :

- Energie produite par les pompes à chaleur

- Energie produite par les panneaux solaires

- Energie produite par les chaudières bois à pellets

Figure 23: Part actuelles des énergies renouvelables

Grâce à la forte production des pompes à chaleur, le CAD des Eaux-Vives a un taux de

couverture de plus de 85% d’énergie renouvelable contre seulement 38% pour le CAD

Palettes dont les chaudières bois à pellets ne couvrent que la puissance ruban du

réseau.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%


69.00%

38.15%

85.72%


5. Analyse économique

L’objectif est d’analyser les coûts d’exploitation et d’investissement initiaux afin de

déterminer le coût global de production de chaleur livrée à un coût supportable par

l’utilisateur moyen.

Les trois réseaux de chaleur étudiés n’étant qu’en phase d’avant-projet, l’analyse des

investissements initiaux des capitaux à mobiliser pour la réalisation des réseaux de chaleur

se limitera aux chaufferies et réseaux primaire (CAD et sous-stations).

Les coûts d’exploitation se décomposent en quatre parties :

- Coût de l’énergie primaire consommée (bois/gaz/électricité)

- Coût de la consommation électrique des auxiliaires des chaufferies

- Coût de la maintenance

- Coût de location des chaufferies

Ces différents coûts peuvent se diviser en deux parties : la part fixe et la part variable. Tous

les coûts relatifs à la consommation d’énergie sont dits variables. Le reste (amortissement,

honoraires, entretien…) est considéré comme fixe.

Tous les coûts donnés dans cette partie seront exprimés en hors taxes.

5.1. Coûts de l’énergie

5.1.1. Evolution des prix des combustibles

Lors de l’établissement du concept énergétique d’un réseau de chaleur, le choix des

combustibles utilisés dépend de la disponibilité de ceux-ci sur le site en question. Pour une

question environnementale, le choix peut être rapide. Cependant, l’évolution des prix de ces

combustibles peut influencer la décision finale.

Le relevé des prix des combustibles est effectué depuis Janvier 2008. Le choix se fait pour le

plus rentable en termes de coût d’achat et de sa variabilité en 2014 [23], comme le montre la

figure suivante : (A noter que l’unité Rp correspond à centimes).

Figure 24: Evolution des prix des combustibles depuis 2008


Nous pouvons observer que le mazout a subi début 2008 une forte hausse de 10.03 ct/kWh

à 13.38 ct/kWh, puis a fortement diminué en fin d’année atteignant 6.42 ct/kWh en Mars

2009. Son évolution a continué d’augmenter depuis. Cette énergie a donc une forte variation

de son coût, qui, aujourd’hui, reste l’un des plus élevé (10.2 ct/kWh en Mai 2014).

Si on ne tient pas compte de la crise de 2008, le prix du mazout a augmenté d’environ 20%

depuis Janvier 2010.

Le prix du gaz naturel, quant à lui, a subi quelques fluctuations en fin 2008 mais il s’est

stabilisé par la suite. On enregistre une hausse de 13% depuis Janvier 2010. Cette énergie

reste chère mais elle est à privilégier au mazout dont l’évolution du prix n’est pas stable et

qui pose un problème au niveau environnemental.

Les pellets de bois, comme illustré sur la figure 24, reste le combustible le moins cher avec

des variations négligeables et une diminution de son coût d’environ 2%. Il est à privilégier

par rapport à sa stabilité et son faible coût. Cependant, cette énergie doit être à disposition

des sites. De plus, ces derniers doivent pouvoir accueillir les camions de ravitaillement ce qui

n’est pas toujours possible. Enfin, même si le coût d’achat de ces pellets reste bas, il faut

savoir qu’une chaudière bois coûte plus cher qu’une chaudière gaz. Un calcul d’optimisation

sera donc à effectuer.

En ce qui concerne le coût de l’électricité, comme nous pouvons le voir sur la figure 25

suivante, il reste stable depuis 2000 et admet une diminution d’environ 16% ce qui n’est pas

négligeable. Cependant, le coût du kWh est le plus fort, comparé à celui du mazout, gaz

naturel ou pellets.

Figure 25: Evolution des prix de l'électricité (en ct/kWh) depuis 2000 [20]

Dans notre cas, l’électricité sert à alimenter les pompes à chaleur et les auxiliaires. Le

Service de l’Industrie Genevoise propose des tarifs exceptionnels pour l’installation de

pompes à chaleur raccordées au réseau basse tension et dont l’énergie électrique est

enregistrée par un compteur dédié.

5.1.2. Coûts retenus pour les réseaux de chaleur

Les trois réseaux de chaleur consomment trois combustibles, le gaz naturel, l’électricité et le

bois (pellets). Pour notre analyse économique, un coût fixe de ces énergies est pris en

compte afin de pouvoir comparer les trois installations : (prix d’achat pour de grandes

quantités)


- Gaz naturel : 0.089 CHF HT/kWh

- Electricité : 0.14 CHF/kWh

- Pellets : 0.0725 CHF HT/kWh

5.2. Coûts d’investissement

Les coûts liés à l’investissement sont compris dans la part fixe du projet. Ils regroupent le

coût des machines ainsi que la pose et le montage, le circuit hydraulique des chaufferies,

etc…

Les coûts liés à la distribution de chaleur comprennent le réseau CAD (trainasses, conduites,

coudes, vannes…), et tout ce qui concerne les sous-stations (réseau hydraulique,

échangeurs, montage…).

Les parties génie civil et électrique ne sont pas comptées car les informations relatives à

leurs coûts, ne sont pas disponibles. Les prix donnés ne reflètent pas l’intégralité des projets.

Ces investissements sont très élevés et demandent de mettre en place un amortissement

annuel.

Les honoraires internes sont pris en compte et représentent 12% de l’investissement.

INVESTISSEMENTS Unités Cadéco

Jonction CAD Palettes

CAD Eaux-Vives

Production de chaleur Chaufferies CHF-HT 8 931 044 9 600 000 15 865 306

Distribution de chaleur CAD+SST CHF-HT 10 870 600 12 322 625 27 970 000

Honoraires 12% inv. CHF-HT 2 376 197 2 630 715 5 260 237

TOTAL CHF-HT 22 177 841 24 553 340 49 095 543 Tableau 24: Coûts d'investissement

Figure 26: Coûts d'investissement

Dans l’étude réalisée par le Conseil Général des Mines [2], ce ratio s’établit autour d’une

valeur proche de 400 €/MWh.an. Nos résultats s’en approche concrètement. En effet, le coût

d’investissement moyen de nos réseaux de chaleur est de 562 CHF HT/MWh.an soit 461

€/MWh.an (1.22 CHF = 1 €). Etant donné que le coût des travaux est 20% plus cher en

Suisse qu’en France, le coût moyen d’investissement de nos réseaux s’élèverait à environ

504 453

728

0

100

200

300

400

500

600

700

800


CH

F H

T /

MW

h.a

n


385 €/MWh.an en France. En rajoutant les coûts d’investissements liés au Génie Civil

(environ 10%), le coût d’investissement moyen s’établit aux alentours de 420 €/MWh.an.

5.2.1. Coûts liés à la production de chaleur

Comme décrit précédemment, les coûts liés à la production de chaleur concernent les coûts

des chaufferies. Pour ce projet, seuls les coûts des machines et leurs accessoires ainsi que

les raccordements combustibles ont été pris en compte. En effet, le CADéco Jonction est

l’unique réseau, aujourd’hui, où les appels d’offres complets ont été réalisés. Dès lors, pour

permettre la comparaison de ces trois CAD, seules les informations disponibles pour les trois

ont été retenues.

Rappelons que le CADéco Jonction a une puissance installée de 28.5 MW mais la part des

nouvelles installations représente que 14.1 MW, le CAD Palettes, a une puissance de 33

MW et le CAD Eaux-Vives de 35 MW.

Figure 27: Coût de production de la chaleur

Nous pouvons observer que le coût au MW est bien plus élevé pour la CADéco Jonction. En

effet, celui-ci met en place des panneaux solaires, un couplage chaleur-force et deux

pompes à chaleur. Ces trois installations et plus particulièrement les panneaux solaires

restent très chers encore de nos jours.

Le CAD Palettes, quant à lui, a un coût de production de chaleur 54% moins élevé que celui

du CADéco Jonction. En effet, une chaudière bois a un coût supérieur à celui d’une

chaudière gaz de même puissance mais reste très inférieure à ceux des panneaux solaires

et des pompes à chaleur.

5.2.2. Coûts liés à la distribution de la chaleur

Ces coûts comprennent le prix du réseau de chaleur à mettre en place (conduites, coudes,

vannes, pose, soudure…). Comme le métré de ce réseau est important, son coût prédomine

ceux des autres éléments. De plus, les coûts des sous-stations sont inclus dans ce poste. En

effet, la distribution de chaleur s’effectue jusqu’aux limites de prestations chez le client, y

compris le démontage des chaudières existantes avec leurs cheminées, le réseau

hydraulique, les échangeurs, etc...

632 779

290 909

453 294

0

100 000

200 000

300 000

400 000

500 000

600 000

700 000


CH

F H

T /

MW

inst

allé


Coûts liés aux conduites à distance

Figure 28: Coûts des conduites à distance par mètre linéaire

Nous pouvons observer que le CAD palettes est le plus rentable au niveau du coût des

conduites du réseau de chaleur. Nous avons vu, précédemment, que le CADéco Jonction et

le CAD Palettes avaient la même densité énergétique (11 MWh/m.an). On aurait donc pu

s’attendre à un résultat similaire pour ces deux réseaux et une différence plus importante

avec le CAD Eaux-Vives. Or ici, nous observons, que le CAD Eaux-Vives et le CADéco

Jonction sont très proches dans leur coût de conduite à distance et plus élevés que le CAD

Palettes.

En effet, la densité énergétique tient compte de la chaleur transportée et du tracé du réseau.

Ici, le tracé est important mais n’est pas le seul facteur d’influence.

Le CADéco Jonction comporte une grande quantité de tuyauterie en DN 300, environ 1'870

mètres, ce qui représente environ 45% de la longueur totale du réseau.

Le CAD Palettes, quant à lui, a 1'496 mètres de tuyauterie en DN 450, qui coûte 30% plus

cher que le DN 300, mais pour une portion de 28% du réseau total.

Ces coûts, qui sont compris dans la tranche 1'800 – 2'100 CHF HT, sont proches des

résultats reportés dans le rapport du Conseil Général des Mines en 2006 [2]. En effet, il

stipule que dans une zone urbaine dense (ce qui est le cas pour Genève), on compte 1’300

€/ml pour une conduite double d’une capacité de 7 MW. Les canalisations posées dans nos

réseaux admettent des capacités de l’ordre de 12.8 MW.

De plus, 1300€/ml correspond à 1'585 CHF/ml (1€ = 1.22 CHF) auquel on rajoute 20% de

différence de coût entre la France et la Suisse soit 1'900 CHF/ml. Nos prix sont concordants

étant donné que les capacités des canalisations sont plus élevées dans nos réseaux que

celles comptées dans le rapport du Conseil Général des Mines [2].

2 046

1 791

2 088

0

500

1 000

1 500

2 000

2 500


CH

F H

T /

ml


Coûts liés aux sous-stations

Figure 29: Coût d'une sous-station

Le coût des sous-stations présenté est un coût moyen sur l’ensemble des sous-stations d’un

réseau de chaleur. En effet, suivant l’état d’usage d’une sous-station, le coût des travaux

peut varier fortement. Au vu des résultats de la figure 29, les coûts moyens des sous-

stations sont relativement proches pour les trois réseaux de chaleur.

Cependant, la puissance moyenne (foisonnée) admise par sous-station s’élève à :

- CADéco Jonction : 632 kW

- CAD Palettes : 563 kW

- CAD Eaux-Vives : 283 kW

Le coût d’une sous-station du CAD Eaux-Vives, étant donné que la puissance moyenne

admise est la plus faible, devrait être le plus bas. Cependant, nous pouvons observer que le

CAD Eaux-Vives a le coût moyen d’une sous-station le plus élevé.

Il est possible que les travaux à réaliser dans les sous-stations du CAD Eaux-Vives soient

plus importants par rapport aux deux autres réseaux.

Répartitions des coûts de distribution

Les coûts liés à la distribution de chaleur sont divisibles en deux :

- En vert : coûts liés aux conduites du réseau à distance

- En orange : coûts liés aux travaux dans les sous-stations

Figure 30: Répartitions des coûts de distribution

81 624 78 000

83 595

0

10 000

20 000

30 000

40 000

50 000

60 000

70 000

80 000

90 000


CH

F H

T /

SST



Nous pouvons remarquer que plus un réseau raccorde de sous-stations, plus la part

d’investissement augmente. Il est donc important d’y raccorder des bâtiments dont les

besoins de chaleur sont importants.

5.3. Amortissements

Les différents opérateurs de ces projets investissent d’importantes sommes pour la mise en

place de ces trois réseaux de chaleur. Le retour sur investissement est escompté sur des

échéances plus ou moins lointaines. Les investisseurs escomptent généralement un revenu

avec intérêt sur le capital engagé.

Le remboursement de ces investissements s’effectue par tranches, appelées annuités

représentant le capital et l’intérêt exigibles sur une période donnée convenable à

l’amortissement et l’intérêt.

Le montant en pourcentage des tranches annuelles de remboursement (intérêt et capital) est

déterminé par la formule suivante :

Avec :

-

: Facteur d’escompte à l’échéance d’un an

- z : Taux d’intérêt

- x : Nombre d’annuité

Ainsi, le taux annuel d’amortissement peut être déterminé en sachant que l’amortissement

des réseaux de chaleur s’effectue sur 30 ans à un taux d’intérêt de 5% soit un montant des

tranches annuelles de 6.51% des investissements totaux.

Les investissements en panneaux solaires, s’amortissent généralement, sur 15 ans à un

taux d’intérêt de 5% soit une annuité de 9.63%.

AMORTISSEMENTS Taux d’intérêt : 5% Cadéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

PAC + CAD (30 ans) (CHF-HT)

Annuités : 6.51% 1 378 645 1 598 422 3 196 120

Solaire (15 ans) (CHF-HT)

Annuités : 9.63% 96 345 - -

Tableau 25: Amortissements

Ces annuités sont très importantes car le coût du kWh de chaleur facturé aux usagers

dépend de ces amortissements et du coût d’exploitation détaillé dans la partie suivante.

5.4. Coûts d’exploitation

Certains coûts d’exploitation sont considérés comme fixes et d’autres comme variables. En

effet, tous les coûts liés à la quantité d’énergie produite sont variables. Les coûts d’entretien

des machines, location des chaufferies, les frais administratifs (personnel, assurance,

impôts…). Les frais administratifs annuels varient de 2 à 4% de l’investissement initial [13].

La plus grande partie des frais proportionnels (ou variables) provient du combustible

consommé. Il dépend de la quantité d’énergie produite et du rendement de l’installation.


EXPLOITATION CADéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

Location chaufferie (CHF-HT/m²) 120 120 000 102 000 48 000

Frais administratif (%) 4 887 114 982 134 1 963 822

Frais d'entretien annuel (%) 2.38 471 279 521 758 1 043 280

Coût annuel énergie (ct/kWh) : - GAZ naturel - Electricité - Bois

8.9 14 7.25

2 471 619 587 850

-

3 241 380

- 1 681 638

1 039 876 2 781 940

-

Consommations auxiliaires (ct/kWh) : - Electricité

14

198 750

231 000

245 000

Revente énergie (ct/kWh) : - Electricité

15

540 900

-

-

TOTAL 4 195 712 6 759 910 7 121 918 Tableau 26: Coûts d'exploitation (CHF-HT)

Figure 31: Coûts spécifiques d'exploitation

Le CAD Palettes a un ratio plus élevé que les deux autres réseaux alors que le bois est la

source d’énergie la moins couteuse. Cela est dû à la faible puissance installée des

chaufferies bois qui couvrent seulement la production d’eau chaude sanitaire du projet. Les

consommations de gaz sont bien plus importantes et dépassent celles du CAD Eaux-Vives.

Grâce à la consommation d’électricité produite par le couplage chaleur-force pour les

pompes à chaleur du CADéco Jonction, le coût d’exploitation de ce réseau se voit fortement

diminué.

95

125

106

0

20

40

60

80

100

120

140

Cadéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

CH

F H

T /

MW

h.a

n


5.5. Coût du kWh – Part locataire

Le coût du kWh utile est défini par une fonction de coût qui se compose des charges

financières (investissements) ainsi que des frais d’exploitation, c’est-à-dire les frais

occasionnés par la consommation d’énergie et par l’entretien. Cette fonction coût est

structurée suivant l’organigramme suivant :

Figure 32: Structure de la fonction de coût

Le coût du kWh utile (part locataire) est le prix facturé aux clients afin de rentabiliser la mise

en place du réseau de chaleur, c’est-à-dire rembourser les investissements grâce aux

amortissements calculés précédemment et facturer le coût de l’énergie consommée.

Unités Cadéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

Amortissement CHF-HT 1 474 990 1 598 422 3 196 120

Exploitation CHF-HT 4 195 712 6 759 910 7 121 918

Total CHF-HT 5 670 702 8 358 332 10 318 038

Coût du kWh CT -HT 12.89 15.40 15.30 Tableau 27: Coût du kWh de chaleur utile hors Génie Civil

Nous avons pu constater que le coût du génie civil, pour le CADéco Jonction, représentait

25% du coût de la chaleur utile. En se basant sur cette hypothèse pour les deux autres CAD,

le coût de la chaleur utile se voit augmenter :

Unités Cadéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

Coût du kWh hors GC CTS -HT 12.89 15.40 15.30

Coût du kWh avec GC CTS -HT 17.18 20.54 20.39 Tableau 28: Coût du kWh de la chaleur utile avec hypothèse du coût du Génie Civil à 25% du coût total

Le CADéco Jonction a un coût inférieur grâce à l’utilisation du couplage chaleur-force et des

pompes à chaleur. Le CAD Palettes et Eaux-Vives ont des coûts similaires de revente

d’énergie.


5.6. Optimisation technico-économique

L’optimisation technico-économique d’un bâtiment ou d’un projet comme nos réseaux de

chaleur s’applique soit lors de son dimensionnement, soit lors de la gestion de son énergie.

Pour notre étude, nous nous cantonnerons au système énergétique uniquement.

Nous avons vu dans la partie 5.4 que la fonction coût se compose des charges financières

ainsi que des frais d’exploitation. Afin de mettre en place une optimisation, la connaissance

des répartitions des coûts est essentielle.

Figure 33: Répartition des coûts d'investissement et d'exploitation

Nous pouvons observer que le premier poste à interagir dans le coût du kWh de chaleur

revendu est le coût d’investissement du réseau et viens ensuite le coût d’exploitation. Afin

d’optimiser, au mieux, la production de chaleur et le coût de revente, plusieurs facteurs

peuvent être ajustés. Cependant, nous verrons que certains d’entre eux vont permettre

l’amélioration d’un poste à défaut d’un autre :

La mixité d’usage

Nous avons vu précédemment que la mixité d’usage influençait sur la puissance installée du

réseau (plus il y a de mixité d’usage plus la puissance installée est faible). Dès lors, plus ce

facteur est optimisé plus les coûts d’investissement liés à la production de chaleur seront

faibles. L’implantation du réseau est donc primordiale.

Durée équivalente à pleine puissance

En dessous de 2'000 heures par an de fonctionnement à pleine puissance, le réseau est

considéré comme surdimensionné. La consommation d’énergie primaire sera plus

importante et donc les coûts d’exploitation aussi. Le foisonnement choisi, qui dépend aussi

de la mixité d’usage, va interagir sur la puissance installée du réseau.

32% 30.6% 28.2%

39% 39.4% 49.7%

8.5% 8.4%

9.4% 3.2% 3.1%

3.5% 9.2% 10.4% 1.9%

5.4% 5.3% 5.4%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Cadéco Jonction CAD Palettes CAD Eaux-Vives

Pellets

Electricité PAC

Gaz Naturel

Coût consommationsauxilliaires < 1%Frais d'entretien annuel <2%Frais administratif

Location chaufferie < 1%

HONORAIRES

Distribution de chaleur

Production de chaleur


Densité énergétique

Elle nous renseigne sur la rentabilité du réseau. En effet, plus elle est élevée plus les frais

d’investissement seront supportables. Afin d’optimiser cette densité énergétique, il faut veiller

à raccorder des sous-stations dont les besoins de chaleur sont suffisants par rapport aux

coûts que cela va engendrer. De plus, plus les sous-stations seront proches les unes des

autres, plus le réseau sera dense et donc la densité énergétique sera augmentée.

Choix du combustible

Nous avons vu que les prix du kWh variaient fortement suivant l’énergie primaire

sélectionnée. L’électricité, qui a un coût d’achat plus élevé, n’est pas à privilégier sauf si

cette énergie est produite par un autre générateur comme un couplage chaleur-force ou des

panneaux photovoltaïques. Le bois est l’énergie la moins couteuse, cependant il est

important de prendre en compte l’acheminement de cette énergie jusqu’aux chaufferies.

L’utilisation d’énergies renouvelables permet de diminuer fortement les coûts d’exploitation

mais, en règle générale, la mise en place de ces installations a un coût d’investissement

nettement supérieur à une installation classique comme des chaudières gaz.

Performance des systèmes de générations

Les rendements des installations ont une incidence sur les consommations d’énergie

primaire et donc sur les coûts d’exploitation. Plus le rendement est bon, moins il y a de

consommations d’énergie primaire. Cependant, une installation performante a un coût

d’achat plus important. Cela va impacter, dans le mauvais sens, les coûts d’investissements.

Mais à long terme, la mise en place d’une installation performante permet de réaliser des

économies d’exploitation qui seront plus importantes que l’investissement supplémentaire

initial.

Dimensionnement et choix des conduites à distance

Nous avons vu que les conduites à distance sont dimensionnées avec un gradient de pertes

de pression faible. Cela engendre des pertes de charges moins importantes et donc des

coûts d’exploitation électrique des auxiliaires plus faibles. Cependant, le diamètre de ces

conduites est augmenté et les coûts d’investissement sont plus forts. De plus, le choix

d’isolation de ces conduites est important car cela va impacter sur les pertes thermiques du

réseau soit sur les consommations d’énergies primaires et donc sur les coûts d’exploitation.


6. Résultats

Les analyses énergétique, environnementale et économique des trois réseaux de chaleur ;

CADéco Jonction, CAD Palettes et CAD Eaux-Vives, ont permis la mise en place d’une

analyse comparative par un système de point.

En effet, suivant les différents facteurs étudiés, trois points ont été attribués au réseau ayant

le meilleur résultat, deux points à l’intermédiaire et un point au moins bon réseau :

Analyse Points de comparaison CADéco Jonction

CAD Palettes

CAD Eaux-Vives

Energétique

DUP des réseaux 3 2 1

Densité énergétique 3 3 2

DUP des systèmes prioritaires 2 3 1

Pertes de rendement 2 1 3

Facteur de ressource primaire 2 1 3

IDC 2 1 3

Total 14 11 13

Environnemental

Réduction des gaz à effet de serre 1 2 3

Réduction d’émissions CO2/kWh consommé 1 3 2

Part d’énergie renouvelable 2 1 3

Total 4 6 8

Economique

Coût d’investissement 2 3 1

Coût d’exploitation 3 1 2

Coût du kWh de chaleur utile 3 1 2

Total 8 5 5

TOTAL 26 22 23 Tableau 29: Analyse comparative

Les résultats démontrent que le CADéco Jonction totalise un nombre de points supérieur aux

deux autres. Cependant, peut-on dire qu’il est le réseau le plus rentable ou le plus

performant ?

En effet, cela demande une étude plus précise de chaque critère.

Figure 34: Analyse comparative

14

4

8

11

6 5

13

8

5

0

5

10

15

Energétique Environnement Economique



Analyse énergétique

D’un point de vue énergétique, le CAD Palettes est le plus défavorable. Etant donné que ce

réseau de chaleur est alimenté par des chaudières bois dimensionnées pour couvrir

seulement la production d’eau chaude sanitaire, son rendement global et ses pertes de

rendement engendrées ne peuvent rivaliser contre ceux des pompes à chaleur haute

température du CADéco Jonction et CAD Eaux-Vives qui ont des coefficients de

performance de l’ordre de 3.

Le CADéo Jonction arrive en première position mais le CAD Eaux-Vives reste proche. En

somme, le CADéco Jonction a une durée équivalente à pleine puissance meilleure et le CAD

Eaux-Vives a des rendements de production de chaleur plus performants. Ces deux facteurs

influent sur les coûts d’exploitations. De plus, le CADéco Jonction est le réseau le plus dense

ce qui lui procure un avantage sur les coûts d’investissement.

Analyse environnementale

Le CAD Eaux-Vives est le réseau de chaleur qui a la plus forte réduction de gaz à effet de

serre, ce qui est normal étant donné que c’est le plus grand réseau. Il raccorde 121 sous-

stations dont 67 sous-stations sont alimentées en mazout. Le CADéco Jonction ne raccorde

que 24 sous-stations. La réduction est donc moindre.

En regardant de plus près, les émissions de gaz à effet de serre (CO2 et NOx), le CAD

Palettes n’émet que 157 g/ contre 192 g/ pour le CAD Eaux-Vives et

231 g/ pour le CADéco Jonction. Dès lors, le CAD Palettes se situe en première

position d’un point de vue environnemental et d’émissions de gaz à effet de serre.

Cependant le CAD Eaux-Vives a la plus forte réduction de ces gaz.

Enfin la part actuelle d’énergies renouvelables est plus élevée pour le CAD Eaux-Vives. Elle

représente plus de 85% d’énergie utile produite grâce aux pompes à chaleur.

Suivant le critère privilégié (réductions de gaz à effet de serre ou émissions annuelles de gaz

à effet de serre), le CAD Palettes et le CAD Eaux-Vives se disputent la performance

environnementale.

Analyse économique

Au niveau des coûts d’investissement, le CAD Palettes se place en première position bien

que le CADéco Jonction a une densité énergétique plus élevée. En effet, le coût de ses

diverses installations, est plus élevé que celui du CAD Palettes. Cependant, en ce qui

concerne les coûts d’exploitation, le CAD Palettes arrive en dernière position, laissant place

au CADéco Jonction qui « économise » grâce au CCF plus de 63% des consommations

électriques des pompes à chaleur. Le coût de l’électricité étant deux fois plus cher que le

gaz, il est normal que le CADéco Jonction soit le plus performant.

Le CADéco Jonction est le réseau qui a le plus faible coût de revente de la chaleur, on peut

alors dire qu’il est le réseau le plus rentable.


7. Conclusion

L’analyse comparative des réseaux de chaleur porte non seulement sur l’aspect économique

mais aussi sur les aspects énergétiques et environnementaux. En effet, de nos jours, les

consommations d’énergie primaire (utilisation d’énergies renouvelables) et les émissions de

gaz à effet de serre prennent une place importante dans l’élaboration de nouveaux projets.

La difficulté de détermination de rentabilité économique d’un réseau de chaleur dépend des

critères de choix énergétiques et environnementaux. En effet, plusieurs facteurs

énergétiques, comme la mixité d’usage, la durée équivalente d’utilisation à pleine puissance,

la densité énergétique ou bien le choix du combustible des installations du réseau, peuvent

être ajustés afin d’optimiser la rentabilité économique. De plus, celle-ci peut être impactée

par l’importance donnée à l’un des aspects de l’analyse (énergétique, environnemental ou

économique).

Par exemple, la Ville de Genève insiste sur l’importance environnementale de réduction des

gaz à effet de serre mais aussi sur l’intérêt énergétique de réductions des consommations

d’énergie primaire fossile et électrique. A ses yeux, le réseau le plus performant et rentable

ne sera pas obligatoirement celui ayant le coût de revente de chaleur utile le plus bas.

Dans notre analyse, nous considérons le réseau le plus performant comme celui ayant

récolté le maximum de point énergétiques et le réseau le plus rentable sera celui ayant le

coût de revente de la chaleur utile le plus bas. Le CADéco Jonction remplit ces deux

conditions.

Néanmoins, le CAD Palettes, grâce à l’utilisation des chaudières bois, contribue à la

réduction d’énergies fossile et électrique ainsi que des émissions de CO2. De plus, le CAD

Eaux-Vives permet une forte diminution des gaz à effet de serre grâce à l’utilisation de

pompes à chaleur à coefficients de performance élevés.

En conclusion, les trois réseaux de chaleur étudiés permettent de supprimer en grande

partie la consommation de mazout de toutes les sous-stations raccordées (un secours

mazout est toujours installé afin de prévenir les coupures de gaz naturel ou de panne des

installations), de réduire les consommations d’énergie primaire fossile grâce à l’utilisation

d’énergies renouvelables et de diminuer les gaz à effet de serre. Ainsi, ils répondent à

l’objectif 2050 mis en place par la Ville de Genève.

Dans le cas d’une future mise en place d’un réseau de chaleur, la solution à privilégier est

l’installation de pompe à chaleur couvrant au minima 80% des besoins de chaleur complétée

de panneaux photovoltaïques, qui n’engendrent aucune émission de gaz à effet de serre, ou

d’un couplage chaleur-force permettant de couvrir, en grande partie, les consommations

électrique de ces pompes à chaleur. L’avantage du couplage chaleur-force étant d’assurer la

part d’eau chaude sanitaire en été et éviter l’utilisation de chaudières gaz tout en bénéficiant

d’une revente de ses productions électriques.

Le bois reste une très bonne solution, mais la difficulté réside dans le dimensionnement car

les puissances maximales autorisées en réseau urbain dense sont généralement inférieures

aux besoins nécessaires d’un réseau de chaleur.


8. Bibliographie

[1] Etienne FAVEY - Politique énergétique et climatique de la Ville de Genève - SERVICE

DE L’ENERGIE DE LA VILLE DE GENEVE - Mai 2009

[2] Henri PREVOT - Les réseaux de chaleur - CONSEIL GENERAL DES MINES - Mars

2006

[3] « An » - Etude du réseau de chaleur bois Le Mayet de Montagne - COMMUNAUTE DES

COMMUNES DE LA MONTAGNE BOURBONNAISE – Janvier 2008

[4] Chloé CARDON - Etude de faisabilité des réseaux de chaleur

[5] « An » - Directive relative au calcul de l’indice de dépense de chaleur - OCEN -

Décembre 2013

[6] Jérôme FAESSLER – Analyse énergétique, environnementale et économique du

chauffage à distance au bois à Genève : retour d’expérience sur l’installation de Cartigny -

UNIGE - 2013

[7] « An » - Le chauffage urbain en Ile de France - DIRECTION REGIONALE ET

INTERDEPARTEMENTALE DE L’ENVIRONNEMENT ET DE L’ENERGIE – Décembre 2012

[8] Etienne FAVEY – La transition énergétique à Genève - UNIVERSITE DE LAUSANNE,

[9] « An » - Les réseaux de chaleur bois-énergie - CIBE

[10] « An » - Evaluation du potentiel de développement du chauffage urbain en Ile de France

- DIRECTION REGIONALE ET INTERDEPARTEMENTALE DE L’ENVIRONNEMENT ET

DE L’ENERGIE – Octobre 2012

[11] Claire PROVOT - Les réseaux de chaleurs et facteurs d’influence majeure - PROJET

DE FIN D’ETUDES INSA – 2013

[12] Valérie CERDA - « 100% renouvelable en 2050 » - SERVICE DE L’ENERGIE DE LA

VILLE DE GENEVE – Septembre 2006

[13] « An » - Evaluation des coûts d’exploitation associés aux chaufferies biomasse -

ADEME – Novembre 2010

[14] « An » - Plan Climat Cantonal, « 1 an après, où en est-on ? » - NOE 21 ECONOMIE,

ENERGIE ET SOCIETE – Mars 2011

[15] SIA 2031 : Equivalences énergétiques

[16] Julien BERTRON « et al » - Place des réseaux de chaleur dans les nouveaux quartiers -

CETE OUEST, Mars 2012

[17] www.geneve.ch

[18] www.etat.geneve.ch

[19] www.ge.ch/sitg/

[20] www.sig-ge.ch

[21] www.ge.ch/scane/

[22] www.infoclimat.ch

[23] www.prixpellets.ch

[24]http://reseauxchaleurterritoires.wordpress.com/2014/04/11/cout-dinvestissement-dun-

reseau-de-chaleur-quelques-reperes/#more-385

http://www.geneve.ch/

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http://reseauxchaleurterritoires.wordpress.com/2014/04/11/cout-dinvestissement-dun-reseau-de-chaleur-quelques-reperes/#more-385

http://reseauxchaleurterritoires.wordpress.com/2014/04/11/cout-dinvestissement-dun-reseau-de-chaleur-quelques-reperes/#more-385


9. Sommaire des Annexes

Annexe 1 : Tableaux des relevés chaufferies existantes

Annexe 2 : Calculs des consommations de combustibles des sous-stations actuelles

Annexe 3 : Fiches techniques des pompes à chaleur haute température

Annexe 4 : Fiches techniques des chaudières bois

Annexe 5 : Puissance du condenseur des chaudières bois en % de la puissance de

la chaudière

Annexe 6 : Méthode de calcul de l’indice de dépense de chaleur – Méthode de

l’OCEN

Annexe 7 : Calcul de l’indice de dépense de chaleur du CAD Palettes et du CAD

Eaux-Vives

Annexe 8 : Amortissement et annuités

Annexe 9 : Courbes horaires des réseaux

Annexe 10 : Détails coûts d’investissement


10. Présentation de l’entreprise

Contexte général

La société ENERGESTION SA est un bureau d’études ingénieurs CVCS (chauffage,

ventilation, climatisation et sanitaire) créée en 1981. Située en Suisse à Genève, elle est

composée de trois administrateurs et de deux associés. Elle possède 18 salariés à son actif.

Statut juridique

Energestion est une société anonyme (SA), c’est-à-dire qu’elle est composée d’associés dont leur responsabilité est liée à leur apport dans la société. Ils peuvent être non divulgués. C’est une société commerciale jouissant de sa propre personnalité juridique (personne morale).Elle est associée à des besoins en capital élevés. C’est la forme la plus courante en Suisse, avec plus de 194'000 entreprises. Le bureau d’études s’est vu accordé quatre associés qui par la suite se sont retirés ou

ajoutés

Evolution du chiffre d’affaire

Lors de la reprise de l’entreprise en 1997 par M.GÖTZ, le chiffre d’affaire s’élevait à 300'000

Frs Suisse. Aujourd’hui, celui-ci a fortement évolué et atteint les 2'600'000 Frs Suisse.

Pendant les quatre premières années, il n’a pas beaucoup augmenté. En effet, il a fallu que

l’entreprise se fasse connaître et se fidélise avec ses clients. En 2003, grâce à l’obtention de

deux gros mandats, le chiffre d’affaire a connu une croissance exponentielle.

L’organisation

Tous les ingénieurs réalisent :

Les avant-projets

Les études/dimensionnements

Les dossiers Minergie /demande d’autorisation de construire

Les plans CVCS

La rédaction des soumissions (cahiers des charges)

Les suivis de travaux

Formation individualisée Le bureau d’études met en place des formations continues pour ses salariés. En effet, des formations de logiciels comme AUTOCAD (logiciel de dessin) et LESOSAI (logiciel de calculs thermiques) sont organisées. Cela permet de maintenir à niveau les ingénieurs sur l’évolution technologique de ces logiciels et d’accroître leurs références et expériences.

Documents

Projet de fin d’études - eprints2.insa-strasbourg.freprints2.insa-strasbourg.fr/1723/1/SYNTHESE_FINALE_18.08.2014.pdf · panneaux solaires, chaudières bicombustibles et une chaudière