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Direction territoriale Ouest Réseaux de chaleur, villes et territoires Stéfan Le Dû – Pôle Réseaux de Chaleur 24 janvier 2014 Transition énergétique et aménagement

Réseaux de chaleur, villes et territoires

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Support d'intervention du cours ENTPE "Transition énergétique et aménagement" - 24 janvier 2014

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Page 1: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Direction territoriale Ouest

Réseaux de chaleur, villes et territoires

Stéfan Le Dû – Pôle Réseaux de Chaleur

24 janvier 2014

Transition énergétique et aménagement

Page 2: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Direction territoriale Ouest

● I. Réseaux de chaleur – Panorama● I.1) Bases techniques● I.2) Bases juridiques et économiques● I.3) Bases politiques

● II. Réseaux de chaleur et politiques territoriales● II.1) Réseaux, villes et territoires● II.2) Outils liant réseaux de chaleur et urbanisme

Page 3: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Direction territoriale Ouest Quizz – 1ère manche

Page 4: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle est la principale source d’énergie renouvelable mobilisée en France ?

● Le bois● Le vent● Le soleil

Page 5: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle est la principale source d’énergie renouvelable mobilisée en France ?

● Le bois● Le vent● Le soleil

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24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Combien y a t-il de réseaux de chaleur et de froid recensés en France ?

● Environ 40● Environ 400● Environ 4000

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24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Combien y a t-il de réseaux de chaleur et de froid recensés en France ?

● Environ 40● Environ 400● Environ 4000

Page 8: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

A quand remonte le 1er réseau de chaleur français ?

● 1332● 1932● 1982

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24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

A quand remonte le 1er réseau de chaleur français ?

● 1332● 1932● 1982

Réseau de chaleur de Chaudes-Aigues (Cantal), chauffant quelques

maisons à partir d’une source géothermale. Le premier réseau de chaleur

moderne français a été créé à Paris en 1927.

Page 10: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Qu’est-ce qui circule dans les canalisations d’un réseau de chaleur ?

● Du gaz● De l’eau● Un fluide calorifique autre que l’eau

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24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Qu’est-ce qui circule dans les canalisations d’un réseau de chaleur ?

● Du gaz● De l’eau● Un fluide calorifique autre que l’eau

© DC Comics

Page 12: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur – PanoramaI.1) Bases techniques

Page 13: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Schéma de principe d’un réseau de chaleur

réseau de réseau de distributiondistribution

point depoint delivraisonlivraison 3

2

bâtimentbâtimentpublicpublic

immeubleimmeublede bureauxde bureaux

logementslogementscollectifscollectifs

logementslogementsindividuelsindividuels

unité de unité de production de production de chaleurchaleur

1

Page 14: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

(1) L’unité de production de chaleur

● Chaudière à combustibles (gaz, charbon, fioul,

bois...), unité de valorisation énergétique des

déchets, centrale géothermique, etc.● Avec ou sans stockage de combustible

→ Contraintes d’intégration urbaine différentes ● Chaudière principale dimensionnée pour assurer

la base des besoins + unité d'appoint pour les pics

→ Les chaufferies sont donc souvent multi-énergies

Page 15: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

(1) L’unité de production de chaleurExemple : la chaufferie de Bréteuil (Oise)

● Chaufferie combinant 2 chaudières :● Bois (2 MW) : fonctionne en base● Gaz (6 MW) : fonctionne lorsque la t° extérieure est inférieure à -5°C● Le bois assure 92 % de la production de chaleur

Page 16: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

(2) Les canalisations

● Tuyaux acier isolé ou plastique (plus rare)

contenant de l’eau qui transporte la chaleur● Plusieurs régimes de température

● Réseaux anciens : eau chaude 90-110°C ou

surchauffée 110-180°C● Réseaux récents dans quartiers neufs : basse

température 60-90°C● Coût au mètre très variable notamment

suivant le contexte urbain (300€/ml en zone

peu dense, plus de 1000€ en zone dense)

Page 17: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

(3) Les sous-stations

● Échangeur thermique, correspondant

au point de livraison de la chaleur

(donc limite du réseau)● Un par bâtiment ou par ensemble de

bâtiments● Contrairement à une chaudière, la

sous-station n’accueille pas de

combustion (en général) aucune →nuisance ; encombrement réduit

Schéma : Syndicat Intercommunal de

Chauffage Urbain Choisy/Vitry

Page 18: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Principales énergies utilisées

● Bouquet énergétique actuel :

Source : bilan de l’année 2011 – FEDENE pour MEDDE

16%

67%

9%5%

BiomasseDéchet sGéot hermieAut res

Source : bilan de l’année 2011 – FEDENE pour MEDDE

Décomposition des 36 % EnR&R

Page 19: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Principales énergies utilisées

● Énergies à développer prioritairement d’ici

2020 :● Bois : de 3% à 30% du mix● Géothermie : de 3% à 13%● Chaleur fatale d’UIOM : maintien autour de 30%● Biogaz : atteindre env. 3-5%

● Total : 75% d’EnR&R en 2020 (objectif)

Page 20: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Principales énergies utilisées

● Un atout des réseaux de chaleur : la souplesse

quant aux sources d’énergie● Capacité à s’adapter aux ressources locales● Capacité à évoluer dans le temps

Via Sèva

Page 21: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelques innovations...(1) Les réseaux de froid

● Il en existe déjà 13 (recensés) en France● Principe : réseau de chaleur inversé● Développement probable car :

● Densification des villes● Augmentation de la demande de confort● Bâtiments de plus en plus isolés

● Intérêt : centralisation des nuisances

liées à la production de froid, et donc

meilleur traitement de ces nuisancesphoto geographica.net

Page 22: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelques innovations...(2) De nouvelles sources d’énergie

● Principe : élargir le panel d’énergies

renouvelables et de récupération

mobilisées● Exemples : solaire thermique, géothermie

superficielle, eaux usées...● Plutôt en appoint de sources « massives »

(bois, UIOM...)● Quelques réalisations ponctuelles,

développement plutôt pour après 2020

Page 23: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelques innovations...(3) Les smart grids thermiques● Exemple au Danemark : réseaux intelligents multi-énergie

Optimisation en temps réel selon le besoin, la production instantanée de

chaque source, le prix de l’électricité...

Page 24: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur – PanoramaI.2) Bases juridiques et économiques

Page 25: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Définition juridique

● Pas de définition claire dans les textes● Définition communément admise :

installation collective de production

de chaleur (chaufferie + réseau de

distribution), desservant au moins 2

usagers, avec vente de chaleur

Page 26: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le cadre du service public● Les réseaux de chaleur sont majoritairement des initiatives

de collectivités → service public de distribution de chaleur● Cadre général des services publics :

● Égalité des usagers devant les charges et l’accès au service● Continuité de service● Contrôle de la collectivité

● Cadre particulier des services publics industriels et

commerciaux (SPIC) :● Budget annexe distinct du budget général de la collectivité● Équilibre recettes/dépenses

Page 27: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Différents montages, suivant la répartition des rôles

● En régie, la collectivité porte le risque économique● En DSP, le risque est porté par l’entreprise délégataire● Dans tous les cas, la collectivité contrôle le service

Construction Exploitation

Régie Collectivité Collectivité

DSP : Affermage Collectivité Entreprise

DSP : Concession Entreprise Entreprise

Page 28: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

La régie plutôt pour les petits réseaux

Source : enquête AMORCE sur 160 réseaux bois, 2011

Page 29: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Chaîne d’acteurs● Un réseau de chaleur (public) c’est au moins :

● Un ou plusieurs fournisseurs d’énergie en entrée● Une collectivité garante du service public● Une entité qui construit les installations● Une entité qui exploite les installations (fourniture du service

à partir des installations)● Des clients qui reçoivent la chaleur en sous-stations● Des usagers finaux (généralement distincts des clients),

occupants des bâtiments raccordés

+ des partenaires/intermédiaires : aménageurs, bureaux d’études,

associations...

Page 30: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Exemple : réseau bois/gaz de l’écoquartier Bastille - Fontaine (Isère) - Régie

● Fournisseurs d’énergie : ville (déchets verts), exploitants bois

locaux et fournisseur de gaz● Autorité publique : Ville de Fontaine● Responsable construction du réseau : Ville de Fontaine● Responsable exploitation du réseau : Ville de Fontaine

● Exploitation par une société, sous contrat pour la ville● Clients : copropriétés et bailleurs● Usagers finaux : habitants de l’écoquartier Bastille● + Partenaires/intermédiaires : agence de l’énergie de

l’agglomération de Grenoble, 3 bureaux d’études...

Page 31: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Économie d’un réseau de chaleurPrix pour l’usager

● En moyenne, les réseaux de chaleur existants sont au plan national la 2ème

solution de chauffage la plus compétitive● Mais pas de régulation ni de péréquation nationale : les prix dépendent de

chaque réseau, de chaque territoire

Source :

AMORCE

Page 32: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Postes de dépense● Investissement :

● La chaufferie : prix lié à la puissance installée● Le réseau de distribution : prix lié au linéaire

● Fonctionnement :● Maintenance : prix lié au linéaire● Combustibles : prix lié aux besoins de chaleur des usagers

But du jeu de l’optimisation économique du réseau : capter le plus de besoins avec

le linéaire de réseau le plus faible notion de → densité thermique

(mais un petit réseau peu dense peu aussi être rentable...)

Importance de la comparaison en coût global : tous les coûts et sur le long

terme

Page 33: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelques chiffresÀ manipuler avec précaution

Etude ADEME/Perdurance 2009 – RDC bois + appoint gaz

Coûts HT et hors aides publiques

puissance bois 250 kW à 1000€/kW + 125m de réseau à 300€/m + études/frais

puissance bois 1 MW à 650€/kW + 500m de réseau à 315€/m + études/frais

puissance bois 4 MW à 500€/kW + 2km de réseau à 480€/m + études/frais

petit

moyen

gros

qqs éq-lgts –

dizaines éq-lgts

dizaines –

centaines éq-lgts

centaines –

milliers éq-lgts

330 k€

880 k€

3300 k€

Page 34: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

D’où vient l’argent ?

● Investissements privés en cas de concession● Investissements de la collectivité en cas de régie ou d’affermage● Aides publiques (pour tous réseaux mais sous conditions)

Dans tous les cas, au final et sauf accident, il n’y a que deux payeurs :● Les Usagers, par la facturation du service qui leur est fourni● Les Contribuables, par les aides de l’État ou des collectivités territoriales :

● Fonds chaleur (créé en 2010) : subvention directe de l’État● TVA réduite (depuis 2007), crédit d’impôt : subvention indirecte de l’État● Subventions apportées par certaines régions ou départements

Page 35: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur – PanoramaI.3) Bases politiques

Page 36: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Historique des réseaux de chaleur en France

1950

création de

nombreux réseaux

géothermiques en

Île-de-France suite

aux chocs pétroliers

1980

développement

des réseaux de

chaleur

renouvelable

2010

grandes villes aux

besoins de chaleur

importants (Paris,

Grenoble,

Strasbourg)

création de

réseaux en lien

avec les grandes

politiques

d'urbanisation

1960

1990

2000

1970

Page 37: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur en FranceSituation actuelle

● ≈ 450 réseaux recensés● de nombreux petits réseaux (souvent

biomasse) non recensés● ≈ 2 millions d'équivalents logements

● 6% du chauffage consommé● usagers : 2/3 résidentiel, 1/3 tertiaire

● 36% d'EnR&R ● Production annuelle : 0,8 Mtep● 24% incinération de déchets● 6% biomasse● 3% géothermie

Page 38: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur en FranceDemain ?

● Urgence climatique 2020 : des objectifs

internationaux, européens et nationaux à 2020

l'objectif 3x20→● Chaleur : 50% de la consommation d'énergie

(France et Europe)● Les réseaux de chaleur portent 1/8 de l'effort

national sur le développement des énergies

renouvelables d’ici 2020● x3 équivalents-logements et 75% EnR&R

On va la gagner

cette guerre contre

le changement climatique,

colonel.

Les réseaux de chaleur portant 1/8 de

l'effort national (allégorie) © Columbia Tristar Pictures

Page 39: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Oui mais pourquoi ?● Sans les réseaux de chaleur :

● Pas de développement du chauffage au bois en

zone urbaine (stockage, acheminement du bois ;

qualité de l’air)● Pas de chauffage par la géothermie profonde

(nécessité de mutualiser le forage)● Pas de récupération de la chaleur rejetée par les

usines et les centrales électriques (nécessité de

collecter, transporter et distribuer la chaleur)● Peu de flexibilité des sources d’énergie à moyen

terme

→ unique moyen de mobiliser certains gisements de chaleur

renouvelable et de récupération, en particulier en ville

Page 40: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Source : MEDDE/SOeS, 2012

Consommation d’énergie par secteur en France

Page 41: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Répartition de la consommation d’énergie des logements

Source : CEREN, 2010

Page 42: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Les obstacles au développement des réseaux de chaleur

● Le coût d’investissement, la nécessité de calculer sur le long terme (20-

30 ans) et de prendre en compte des bénéfices non économiques● L’image● Le manque de capacité des acteurs locaux pour coordonner les

différents réseaux d’énergie● L’inadaptation de la solution à certains territoires ou certains types

d’urbanisation

Page 43: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Image des réseaux de chaleur   caricature des points de vue exprimés

● Pour une collectivité : « C’est compliqué. »● Pour un promoteur immobilier privé : « C’est cher. »● Pour le grand public niveau 1 : « Les réseaux de quoi ? »● Pour le grand public niveau 2 : « Ah oui, c’est le truc ringard et énergivore des années

70-80, avec les grosses cheminées. »● Pour l’occupant d’un logement chauffé par un bon réseau : « Ah bon, je ne savais pas. »● Pour l’occupant d’un logement chauffé par un mauvais réseau : « C’est un scandale je

paie une fortune et je suis captif, je hais les réseaux de chaleur. »● Pour un bailleur social : « C’est une charge qu’on ne maîtrise pas. »● Pour GDF et EDF :  « Le gaz et l’électricité c’est beaucoup mieux. »

→ Diffusion d’informations, aide au montage de projets, concertation locale sur les projets...

Page 44: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Les réseaux de chaleur dans la transition énergétiquePrincipal enjeu du DNTE concernant les réseaux de chaleur : le

renforcement des pouvoirs des collectivités en matière d’énergie

→ Meilleur accès aux données ? (tracés des réseaux, implantations des

unités de production, quantités d’énergie livrée à chaque bâtiment...)

→ Renforcement de la capacité à coordonner le développement des

réseaux de gaz, électricité et chaleur ? (« schéma directeur

d’approvisionnement et de distribution d’énergie» ?)

+ Dés-électriser le débat énergétique français...

Page 45: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Direction territoriale Ouest Quizz – 2ème manche

Page 46: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Dans quel partie du monde trouve t-on le plus de réseaux de chaleur ?

● Les États-Unis● La Russie● La Chine

Page 47: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Dans quel partie du monde trouve t-on le plus de réseaux de chaleur ?

● Les États-Unis● La Russie● La Chine

La Russie concentre 55% de la puissance mondiale du

chauffage urbain, principalement dans des réseaux datant de

l’ère soviétique.

Page 48: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle est la part du chauffage assurée par les réseaux de chaleur au Danemark ?

● 5 %● 33 %● 55 %

Page 49: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle est la part du chauffage assurée par les réseaux de chaleur au Danemark ?

● 5 %● 33 %● 55 %

Planification énergétique locale très forte depuis les années 80 ;

taxe sur l’électricité, le pétrole et le charbon depuis 1977 ;

subventions pour les réseaux depuis les années 70...

dbdh.dk

Page 50: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle innovation urbaine a pu se développer plus facilement grâce aux réseaux de chaleur ?

● Le métro● Les stations d’épuration collectives● Les gratte-ciels

Page 51: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Quelle innovation urbaine a pu se développer plus facilement grâce aux réseaux de chaleur ?

● Le métro● Les stations d’épuration collectives● Les gratte-cielsEn centralisant la combustion nécessaire à la production de chaleur,

on a pu éliminer le besoin de cheminées sur les toits des

logements, et donc concentrer davantage d’occupants sur une

petite surface au sol.

CC Jiuguang Wang

Page 52: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

● 100€● 500€● 1000€

Combien de chaleur est rejetée dans la nature par les centrales électriques, UIOM et industries en Europe ?(en € par an et habitant)

Page 53: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Combien de chaleur est rejetée dans la nature par les centrales électriques, UIOM et industries en Europe ?(en € par an et habitant)

● 100€● 500€● 1000€

Source : association Euroheat & Power

Coût annuel du chauffage d’un Français : ≈ 700€

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Page 54: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Laquelle de ces sources d’énergie est exploitée par un réseau de chaleur ?

● Noyaux de fruits● Chaleur d’un crématorium● Chaleur de serveurs informatiques

Page 55: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Laquelle de ces sources d’énergie est exploitée par un réseau de chaleur ?

● Noyaux de fruits● Chaleur d’un crématorium● Chaleur de serveurs informatiques

Noyaux de fruits d’une usine Andros réseau de Cransac (Aveyron)→Crématorium Halmstad (Suède), Aalborg (Danemark)→Datacenter réseau Val d’Europe (Marne-la-Vallée)→

Page 56: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur et politiques territoriales

II.1) Réseaux de chaleur, villes et territoires

Page 57: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le mythe du bâtiment qui sauve le monde en ne consommant plus d’énergie

« Grâce aux bâtiments basse consommation et bientôt

bâtiments passifs, nous n’avons plus besoin de chauffage.

Arrêtez de faire des réseaux de chaleur ! »

Page 58: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

La ville de 2020, 2030, 2050

● 2010 : 100% du bâti date d'avant la

RT 2012● 2020 : 45% du bâti date d'avant

1975 et 90% date d'avant la RT 2012● 2030 : 80-85% du bâti était déjà

construit en 2010● 2050 : 70% de la ville française a

été construite avant 2010 (30-40%

avant 1975)

Paris, 2010Paris, 2010

Paris, 2050 (à 30% près)Paris, 2050 (à 30% près)Photo hdxwallpapers.com

Page 59: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Donc : on ne peut pas compter sur la seule performance

énergétique des bâtiments pour résoudre le problème du

chauffage dans les délais impartis.

Le mythe du bâtiment qui sauve le monde en ne consommant plus d’énergie

Page 60: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Un modèle intégrant plusieurs solutions

● Quartiers neufs :● Bâtiments à faible consommation (RT, labels)● Solution énergétique performante pour couvrir les

besoins restants ● Quartiers anciens :

● Réhabilitation thermique quand c’est possible● Conversion des bâtiments aux énergies

renouvelables

Page 61: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Les limites de l’approche énergétique à l’échelle du bâtiment● Les énergies renouvelables coûtent plus cher en

investissement● Les énergies renouvelables sont moins « instantanées »● Tout système énergétique génère des nuisances,

proportionnellement plus fortes (au kWh fourni par

exemple) sur des systèmes de faible puissance

Analogie avec Voiture individuelle

Vs. Autopartage / Transports en commun ?

Page 62: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Échelle du quartier

● Mutualisation des besoins de plusieurs bâtiments● Effet d’échelle sur les coûts d’investissement →

chaque W installé coûte moins cher● Moins de sur-dimensionnement (foisonnement)● Centralisation des nuisances, permettant de mieux

les traiter● Stockage collectif● Peer-to-peer

Page 63: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le principe du foisonnement

10 kW

10 kW

Total à installer : 20 kW

Total à installer : 12 kW

12 kW

Page 64: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Échelle inter-quartiers : exemple du réseau Rennes EstZAC Baud Chardonnet : projet de nouveau quartier

sur une friche urbaine● Étude d’approvisionnement énergétique du

quartier  réseau de chaleur bois →● Économiquement non viable sur le quartier seul

(faibles consommations, réalisation par tranches)● Le raccordement d’un centre hospitalier voisin

permet de valider économiquement le projet

→ Sans une approche à l’échelle inter-quartiers, la

ZAC Baud Chardonnet serait vraisemblablement

chauffée au gaz pour les prochains 30 à 40 ans...

Page 65: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

4 axes pour développer les réseaux de chaleur renouvelable sur un territoire

Page 66: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

1. ConversionSubstitution d’une énergie fossile par une énergie renouvelable dans un réseau existant

● Solution la plus simple du point de vue aménagement/urbanisme

Territoires concernés :

zones urbaines

(implantation

majoritaire des

réseaux existants)

Page 67: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

1. ConversionSubstitution d’une énergie fossile par une énergie renouvelable dans un réseau existant

● Exemple : réseau de chaleur de Cergy-Pontoise● Avant 2009 :● 2009 : installation d’une chaufferie bois● Après 2009 :

→ Sans aucun travaux dans les bâtiments ou dans les rues de Cergy-

Pontoise, 25000 logements et 600000 m² de bureaux voient la part

renouvelable/récupération de leur chauffage passer de 45% à

70%.

UIOM charbon fioul

UIOM bois gaz

Phot

o bi

oene

rgie

-pro

mot

ion.

fr

Page 68: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

2. DensificationRaccordement de bâtiments proches du tracé d’un réseau existant

● Travaux de voirie : quelques mètres de canalisation par bâtiment● Bâtiments : doivent être compatibles (pas de chauffage électrique) +

nécessite l’accord du propriétaire

Territoires concernés :

zones urbaines

(implantation

majoritaire des

réseaux existants)

Page 69: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

3. ExtensionCréation de nouvelles branches sur un réseau existant

● Deux cas : vers quartier existant ou vers quartier neuf/réhabilité● Existant : travaux de voirie + accès aux bâtiments ● Neuf : plus simple mais le coût doit être compatible avec les besoins

Territoires concernés :

zones urbaines et

péri-urbaines

Page 70: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

3. ExtensionCréation de nouvelles branches sur un réseau existant

● Exemple : réseau de Nantes

Centre-Loire● Réseau créé en 1987● 2013-2017 : de 22 km à 85

km (objectif affiché)● De 16000 à 41000

équivalents-logements

Page 71: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

4. CréationCréation d’un réseau neuf (chaufferie et réseau de distribution)

● Solution la plus lourde à insérer sur un territoire : travaux chaufferie

+ canalisations + bâtiments ; travail politique ● Plus facile lorsque lié à un événement urbain (rénovation urbaine,

nouveau quartier...)Territoires concernés :

urbain, péri-urbain,

petites villes,

communes rurales

Page 72: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

4. CréationCréation d’un réseau neuf (chaufferie et réseau de distribution)

● Exemple 1 - Rural : réseau de chaleur de Plouaret (Côte d’Armor)● Petit réseau bois créé en 2004 pour alimenter des bâtiments publics● Investissement amorti en seulement 11 ans, compte tenu de

l’évolution du prix du fioul (vs. bois) depuis 2004

Page 73: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

4. CréationCréation d’un réseau neuf (chaufferie et réseau de distribution)

● Exemple 2 - Urbain : réseau de chaleur

de l’écoquartier Ste-Geneviève (Nanterre)● Petit réseau géothermie/chaleur des eaux

usées/gaz● Créé en même temps que l’écoquartier,

sur une ancienne friche industrielle →facilite les travaux de canalisations,

l’implantation de la chaufferie et élimine

le problème de conversion des bâtiments● DSP sur 25 ans

Page 74: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur et types d’urbanisation

● 4 possibilités de développer les réseaux, adaptées à différentes

typologies urbaines● De façon générale : densité et mixité sont des critères favorisant

les réseaux de chaleur● Étude au cas par cas nécessaire (nombreux paramètres et options)● L’objectif n’est pas de faire des réseaux de chaleur partout

Page 75: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Orientations régionales : exemple du SRCAE d’Île-de-France

● Réduction des émissions de GES liées au

chauffage des bâtiments en Île-de-France :● Isolation pour réduire les besoins d’énergie● Conversion aux énergies décarbonées

● L’isolation n’est pas possible partout (coût,

contraintes architecturales...)● Impossible d’installer des chaudières bois ou

panneaux solaires sur tous les immeubles en

zone urbaine● Compliqué de créer ex nihilo de nouveaux

réseaux de chaleur en zone déjà urbanisée

→ Priorité à la densification et à l’extension

des réseaux

Page 76: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Territorialité des énergies● Les réseaux de chaleur

renouvelable font appel à des

ressources liées aux territoires :● Le bois est prélevé localement● La géothermie n’est pas

disponible partout● Les UIOM et autres gisements

de chaleur fatale sont

disséminés sur les territoires

Gisement bois-énergie (IFN, 2004)

Ressource géothermique (BRGM)

Page 77: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Conséquences négatives :

● Le montage d’un projet de réseau de chaleur est plus

compliqué qu’un projet de réseau gaz ou électricité : il faut

s’assurer de la disponibilité pérenne des énergies sur le

territoire concerné

Page 78: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Conséquences positives :

● Le développement d’un réseau de chaleur renforce la

résilience du territoire : on investit dans des infrastructures

(chaufferies, canalisations) et des organisations locales

(ex. : filière bois) on consolide le territoire par rapport →aux aléas extérieurs

● Les factures de chauffage bénéficient à l’économie locale● Déficit énergétique de la France : 70 milliards d’euros/an● Gaz, pétrole : importés à 99 %● Uranium : importé à 100 %

Page 79: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

La problématique de la ressource bois

● Le stock mobilisable est considérable

au plan national :● +8 Mtep/an immédiatement

disponibles (déchets + part inexploitée

de sylviculture)● +25 Mtep/an possibles en menant une

politique volontariste sur la filière bois● Filière bois insuffisamment structurée● Situation pouvant devenir tendue à

court terme dans certaines régions

Schéma : Dalkia

Page 80: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur et politiques territoriales

II.2) Outils liant réseaux de chaleur et urbanisme

Page 81: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le classement d’un réseau de chaleur

● Procédure permettant de rendre

obligatoire le raccordement à un

réseau sur certaines zones● Dispositif ancien (1980),

complètement revu par les lois

Grenelle● Soumis à conditions, notamment

réseau alimenté à 50% au

moins par des EnR&R

Page 82: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le classement d’un réseau de chaleur

● Pour la collectivité chargée de développer les EnR et réduire les

GES sur son territoire : outil de planification énergétique locale● La collectivité se garantit 50% d’EnR&R dans le chauffage des

bâtiments sur les secteurs définis● Pour le porteur de projet de réseau de chaleur : sécurisation des

investissements● Élimination de l’inconnue « taux de raccordement »

→ à risque économique équivalent, on peut aller plus loin

(zones couvertes) ou faire mieux sur la chaufferie (+ d’EnR)

Page 83: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le classement d’un réseau de chaleurProcédure :● Dépôt d’un dossier de demande de classement● Instruction par la collectivité (commune ou EPCI)● Classement par délibération

Des questions...● Qui s’assure qu’une collectivité ne classe pas son propre réseau de

façon abusive ? (conflit d’intérêts ?) ● Quid de la liberté de choix et de la libre concurrence entre les

fournisseurs d’énergie ?● Ne résout pas le problème du bâti existant

Page 84: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Le schéma directeur de réseau de chaleur

● Exercice de projection sur le devenir d’un réseau (à 10 ans)● Outil sans existence juridique – Guide national créé par un GT● Scénarios basés sur l’évolution des zones urbanisées, les

opérations de rénovation des bâtiments prévisibles, les projets

d’évolution du bouquet énergétique du réseau, etc. ● Vision partagée entre les acteurs, pouvant ainsi être prise en

compte dans leurs démarches respectives● Env. 50 à 60 schémas réalisés ou en cours (automne 2013)

Page 85: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Réseaux de chaleur et PLU

● Effet indirect : le PLU peut amener à densifier la ville, ce qui

bénéficie au développement de réseaux de chaleur (meilleure

densité thermique)● Effet direct : le PLU peut fixer des « critères de performance

énergétique renforcés » sur certains secteurs● Mais la loi ne précise pas ces critères

● Effet direct négatif possible : le PLU peut restreindre, parfois

involontairement, le développement de réseaux de chaleur (ex. :

interdiction d’équipements techniques dans certains secteurs)

Page 86: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Études d’énergies renouvelables sur les nouveaux aménagements

● Étude obligatoire pour les opérations d'aménagements soumis à étude

d'impact (art. L128-4 du Code de l'urbanisme)● Faisabilité du développement des EnR, « en particulier » l'opportunité

d'étendre/créer un réseau de chaleur/froid alimenté majoritairement par

des EnR&R● Recommandations :

● Étude à engager très tôt dans le projet d'aménagement et questionnement à

garder à l'esprit pendant tout le projet● Comparaison des solutions entre elles et par rapport à une référence● Approche en coût global et analyse multicritère

économie/environnement/social

Page 87: Réseaux de chaleur, villes et territoires

24 janvier 2014 – Réseaux de chaleur, villes et territoires

Cartographie nationale de la chaleur● Travail en cours en 2014 (obligation

européenne)● Carte nationale représentant :

● Besoins de chaleur des bâtiments● Sources de chaleur récupérable

(centrales électriques, UIOM,

cogénérations, chaufferies de

réseaux de chaleur)● A terme : carte pouvant être croisée

avec carte de potentiel géothermique,

carte des ressources bois, carte des

crématoriums, etc.

UK National Heatmap (zoom sur Londres)

Consommation de chaleur en Ile-de-France

Page 88: Réseaux de chaleur, villes et territoires

Direction territoriale Ouest

Stéfan Le DûChargé d’études Réseaux de Chaleur02 40 12 85 [email protected]

Pôle Réseaux de [email protected] / blog.reseaux-chaleur.fr

twitter.com/reseaux_chaleur