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Réseaux de chaleur : enjeux, urbanisme et aménagement

Diaporama présenté dans le cadre de la journée technique CEREN du 4 avril 2013. De l'échelle du pays à celle de l'aménagement. Env. 20 diapos, 30 min.

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Réseaux de chaleur :
enjeux, urbanisme et
aménagement



Stéfan Le Dû
CETE de l'Ouest
Jeudi 4 avril 2013




               Centre d'Études Techniques de l'Équipement de l'Ouest

                                     www.cete-ouest.developpement-durable.gouv.fr
Enjeux nationaux
L'échelle du pays




                    5
Consommation de chaleur dans les
     bâtiment : enjeux forts
 Objectifs de la politique énergétique : réduire les émissions de
  GES, réduire la consommation de ressources non renouvelables,
  augmenter l'indépendance énergétique
 Chaleur = moitié de la consommation nationale d'énergie,
  majoritairement dans le bâtiment
 Renouvellement urbain : 1% par an → la ville de 2020 existe déjà à
  plus de 90%
 Mesures possibles sur la chaleur dans les bâtiments :
    Réduire fortement les consommations
    Utiliser massivement des énergies renouvelables


→ Objectif loi Grenelle 1 : 23% de la production nationale d'énergie
                  devra être renouvelable en 2020


                                                17 septembre 2010
Réseaux de chaleur en France
           Situation actuelle
 ≈ 450 réseaux recensés
   de nombreux petits réseaux (souvent
    biomasse) non recensés
 ≈ 2 millions d'équivalents
     logements raccordés
   6% du chauffage consommé
   usagers : 2/3 résidentiel, 1/3 tertiaire
 36% d'EnR&R
   24% incinération de déchets
   6% biomasse
   3% géothermie




                                               17 septembre 2010
Gisements EnR&R, obstacles
   et rôle du réseau de chaleur
 Bois :
      Stockage et acheminement : compliqué en ville si échelle du bâtiment
      Qualité de l'air : impact des systèmes individuels surtout s'ils sont
       géographiquement concentrés
       → Le réseau de chaleur centralise le stockage et préserve la qualité de
       l'air
 Géothermie profonde :
      Investissement très important, nécessitant plusieurs milliers d'équivalents-
       logements
       →    Le réseau permet de mutualiser l'investissement
 Chaleur de récupération (UIOM, industrie...) :
      Source ponctuelle, souvent à l'écart des habitations/bureaux
       →    Le réseau permet de collecter, transporter et distribuer l'énergie
 Énergies renouvelables « nouvelles » (solaire thermique,
  géothermie superficielle, biogaz...)
       →    Le réseau permet une exploitation optimisée
                                                        17 septembre 2010
Atouts et obstacles
 Atouts :
    Possibilité de mobiliser massivement des énergies renouvelables
     et de récupération autrement difficiles d'accès
    Évolutivité du bouquet énergétique, adaptabilité à de nombreuses
     sources qui peuvent être combinées
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 Obstacles :
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     prise en compte en amont
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                                                       17 septembre 2010

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Réseaux de chaleur : enjeux, urbanisme et aménagement

  • 1. Réseaux de chaleur : enjeux, urbanisme et aménagement Stéfan Le Dû CETE de l'Ouest Jeudi 4 avril 2013 Centre d'Études Techniques de l'Équipement de l'Ouest www.cete-ouest.developpement-durable.gouv.fr
  • 3. Consommation de chaleur dans les bâtiment : enjeux forts  Objectifs de la politique énergétique : réduire les émissions de GES, réduire la consommation de ressources non renouvelables, augmenter l'indépendance énergétique  Chaleur = moitié de la consommation nationale d'énergie, majoritairement dans le bâtiment  Renouvellement urbain : 1% par an → la ville de 2020 existe déjà à plus de 90%  Mesures possibles sur la chaleur dans les bâtiments :  Réduire fortement les consommations  Utiliser massivement des énergies renouvelables → Objectif loi Grenelle 1 : 23% de la production nationale d'énergie devra être renouvelable en 2020 17 septembre 2010
  • 4. Réseaux de chaleur en France Situation actuelle  ≈ 450 réseaux recensés  de nombreux petits réseaux (souvent biomasse) non recensés  ≈ 2 millions d'équivalents logements raccordés  6% du chauffage consommé  usagers : 2/3 résidentiel, 1/3 tertiaire  36% d'EnR&R  24% incinération de déchets  6% biomasse  3% géothermie 17 septembre 2010
  • 5. Gisements EnR&R, obstacles et rôle du réseau de chaleur  Bois :  Stockage et acheminement : compliqué en ville si échelle du bâtiment  Qualité de l'air : impact des systèmes individuels surtout s'ils sont géographiquement concentrés → Le réseau de chaleur centralise le stockage et préserve la qualité de l'air  Géothermie profonde :  Investissement très important, nécessitant plusieurs milliers d'équivalents- logements → Le réseau permet de mutualiser l'investissement  Chaleur de récupération (UIOM, industrie...) :  Source ponctuelle, souvent à l'écart des habitations/bureaux → Le réseau permet de collecter, transporter et distribuer l'énergie  Énergies renouvelables « nouvelles » (solaire thermique, géothermie superficielle, biogaz...) → Le réseau permet une exploitation optimisée 17 septembre 2010
  • 6. Atouts et obstacles  Atouts :  Possibilité de mobiliser massivement des énergies renouvelables et de récupération autrement difficiles d'accès  Évolutivité du bouquet énergétique, adaptabilité à de nombreuses sources qui peuvent être combinées  Renforce la stabilité du prix de la chaleur pour l'usager (diminution de la part relative des coûts variables)  Obstacles :  Coût d'investissement important  Nécessite un portage politique local, une vision de long terme, une prise en compte en amont  Peu adapté aux zones peu denses 17 septembre 2010
  • 7. Place des réseaux de chaleur dans l'objectif national  23 % EnR = +20 Mtep d'énergie renouvelable et de récupération (EnR&R) dans la production annuelle (réf. 2008)  Chaleur : +10 Mtep/an de chaleur renouvelable en 2020  Dont +2,5 Mtep par les réseaux de chaleur 6  2020 : 3 Mtep/an de chaleur renouvelable distribuée par les réseaux de chaleur 5 équivalents-logements (millions)  (3 Mtep = environ 7000 éoliennes) 4  (Solaire photovoltaïque = 0,4 Mtep en 2020) 3  x3 équivalents-logements raccordés 2  75% d'EnR&R dans les sources 1 0 2007 2020 Energies fossiles Enérgies renouvelables et 17 septembre 2010 récupération
  • 8. Réseaux de chaleur : un développement suivant 4 axes complémentaires 1. Conversion « fossile → renouvelable » (réseaux existants) 2. Densification (réseaux existants, plutôt anciens) - Zone urbaine dense 3. Extensions (réseaux existants, plutôt anciens, taille moyenne ou grande) - Zone urbaine et péri-urbaine 4. Créations ex nihilo - Zone urbaine nouvelle et zone rurale 11
  • 9. Liens avec l'urbanisme L'échelle de l'agglomération 12
  • 10. Décentralisation de l'énergie  Centralisation extrême : énergie produite et distribuée depuis quelques points sur le territoire national  Décentralisation extrême : énergie produite à l'échelle de chaque bâtiment, qui doit être autonome  Niveau intermédiaire : gestion de l'énergie à l'échelle des territoires infra-régionaux  Intérêt de ce niveau : permet une gestion adaptée à chaque territoire et la mobilisation de ressources locales, sans reposer exclusivement sur les initiatives des individus  C'est un sujet du débat national en cours sur la transition énergétique  Les réseaux de chaleur se situent à ce niveau intermédiaire : ils sont entre les mains des collectivités pour l'atteinte de leurs objectifs énergie-climat territoriaux 13
  • 11. Politique énergie-climat locale  Deux documents de stratégie/planification créés par les lois Grenelle :  Echelle régionale : SRCAE → grands enjeux et orientations à l'échelle de la région  Echelle infra-régionale : PCET (département, intercommunalité, commune) → plus opérationnel, décliné en actions concrètes  Chacun de ces documents prend en compte le potentiel local en énergies renouvelables et indique dans quelle mesure et comment le mobiliser → les réseaux de chaleur sont un des moyens à étudier 14
  • 12. Exemples de mesures « Réseaux de chaleur » dans SRCAE et PCET  SRCAE Île-de-France  Développement des réseaux de chaleur : 1ère action sur les EnR  +50% équivalents-logements d'ici 2020  Priorité à la densification des réseaux existants  PCET Grand Lyon  développer les réseaux de chaleur et la biomasse  créer un PLU compatible 3x20 et Facteur 4  contribuer à structurer la filière bois régionale  structurer et développer les énergies renouvelables  valoriser les actions de réduction des émissions de GES des principaux émetteurs  valoriser la chaleur fatale industrielle et développer les réseaux intelligents 15
  • 13. PLU et réseaux de chaleur : 3 niveaux d'interactions possibles  Les orientations générales du PLU déterminent la politique locale PADD en matière de densification, d'extension urbaine, de renouvellement urbain  Les mesures du PLU portant spécifiquement sur le soutien des systèmes EnR. Système d'échange : « droit de construire contre effort sur l'énergie. » OAP  Bonus de COS  Secteurs soumis à performances environnementales et énergétiques renforcées [pas de définition réglementaire]  Le zonage et les règles du PLU : étendue des zones AU, règles Règlement+Zonage limitant ou favorisant la densité de construction (hauteurs, reculs...)  Vigilance quant aux règles du PLU qui pourraient restreindre techniquement le développement des réseaux  Les règles doivent relever du code de l'urbanisme. Par exemple le PLU ne peut pas pas imposer explicitement le recours à tel ou tel dispositif EnR 16
  • 14. Densification des réseaux de chaleur, densification urbaine  On peut densifier les réseaux de chaleur sans densifier la construction : raccordement de bâtiments proches du réseau  Pose le problème du fait déclencheur du raccordement : si le propriétaire du bâtiment n'est pas demandeur, on ne peut pas l'imposer  Question de l'attractivité du réseau pour l'utilisateur (tarifs, atouts pour l'usager final, image...)  La densification de la construction crée des opportunités de densification pour le réseau de chaleur (nouveaux raccordements) :  Insertion de bâtiments neufs dans un tissu déjà urbanisé → mode de chauffage à choisir (étude énergétique bât. >1000m², modulation RT2012, classement...)  Augmentation de surface habitable de bâtiments existants → répondre aux besoins actualisés du bâtiment 17
  • 15. Liens avec l'aménagement L'échelle du quartier 18
  • 16. Quartier existant  Consommation énergétique forte donc enjeux forts  L'action sur l'existant est le moyen le plus efficace pour atteindre les objectifs urgents de 2020  Axes de développement privilégiés :  1. Conversion du mix énergétique d'un réseau existant : « facile » car ponctuel, mais ne modifie pas la quantité de chaleur livrée  2. Densification d'un réseau existant : travaux de voirie limité, mais nécessite des bâtiments « compatibles » (pas de chauffage électrique...) et pose la question de l'acceptation du changement  3. Extension d'un réseau existant : travaux de voirie importants et pose les mêmes questions que la densification  4. Création neuve : mêmes questions que l'extension + question de l'implantation de la chaufferie, pas facile en zone déjà urbanisée 19
  • 17. Quartiers neufs  Impact non significatif à l'horizon 2020 ; effets plutôt sur le long terme (2050)  Caractère difficilement réversible des choix énergétiques sur un aménagement → engagement sur 20, 30, 50 ans...  Un aménagement neuf doit être un aménagement durable → les choix effectués doivent prendre en compte tous les aspects du développement durable  Axes de développement privilégiés :  Extension d'un réseau existant, lors de la réalisation de l'aménagement  Création neuve, lors de la réalisation de l'aménagement (le réseau créé peut desservir des quartiers existants voisins du nouvel aménagement) 20
  • 18. Outils : études de faisabilité du développement des EnR  Depuis 2009, il est obligatoire d'étudier la faisabilité d'un réseau de chaleur alimenté par des énergies renouvelables dans les nouveaux aménagements soumis à étude d'impact - L128-4 Code Urbanisme  Étude permettant de faire un choix sur la base de critères objectifs et réfléchis  Étude permettant d'orienter le parti d'aménagement pour permettre le développement d'une solution énergétique souhaitable  Plusieurs systèmes EnR peuvent être étudiés, mais le réseau de chaleur seul est explicitement mentionné dans la loi  Recommandation : étude à engager en amont des réflexions sur l'aménagement et à poursuivre en lien avec les autres études relatives au projet  Voir guide des études EnR aménagement : http://bit.ly/guide-etudes-EnR 21
  • 19. Outils : classement des réseaux de chaleur Procédure permettant d'utiliser le réseau comme outil de maîtrise directe du développement des énergies renouvelables sur le territoire d'une ville ou d'un EPCI  Permet d'imposer le raccordement au réseau de chaleur et donc maîtriser le taux de raccordement  3 conditions : Réseau alimenté à 50 % au moins par des EnR&R + Equilibre économique du réseau + Comptage de la chaleur livrée  Décision prise par la collectivité (délibération) sur la base d'un dossier détaillé justifiant la demande de classement  Le classement concerne surtout le neuf, mais peut aussi contribuer à la densification :  Raccordement imposé de bâtiments rénovés ou changeant de système de chauffage)  Raccordement volontaire d'autres bâtiments, suite au travail local de concertation mené pour classer le réseau  Voir le guide : http://bit.ly/rdc-classement 22
  • 20. Prise en compte dans la RT 2012 Modulation de l'exigence réglementaire de consommation lorsque le bâtiment est raccordé à un réseau de chaleur émettant peu de GES  Ex. : immeuble 4 étages 3000m² :  Chaudière gaz condensation → Cepmax 60 kWh/m²/an  Réseau de chaleur 50-100g de CO2 par kWh → Cepmax 72 kWh/m²/an  Le raccordement du bâtiment à un réseau de chaleur <50g/kWh permet la même enveloppe qu'un système gaz condensation + solaire thermique  Modulation à prendre en compte dans les études de faisabilité de réseaux de chaleur 23
  • 21. Synthèse  Les réseaux de chaleur sont un levier puissant pour développer les énergies renouvelables et réduire les émissions de GES  Leur développement s'appuie sur des densifications, des extensions, des conversions et des créations neuves  Ceci repose sur des investissements importants, une vision de long terme, une approche territoriale de l'énergie  La mise en œuvre locale nécessite donc que les réseaux de chaleur soient correctement pris en compte dans les documents de planification énergie-climat (SRCAE, PCET)...  … mais aussi dans l'urbanisme, l'aménagement, la construction  Des outils existent : rôle renforcé du PLU en matière énergétique, études L128-4, classement des réseaux, modulation de la RT2012... 24
  • 22. Contact : pôle réseaux de chaleur – CETE de l'Ouest reseaux-chaleur@developpement-durable.gouv.fr www.cete-ouest.developpement-durable.gouv.fr rubrique bâtiment-énergie www.twitter.com/reseaux_chaleur Centre d'Études Techniques de l'Équipement de l'Ouest www.cete-ouest.developpement-durable.gouv.fr