Présentation de Cerema dans le cadre de la Mission exploratoire AWEX-WBI. Cap sur les Villes intelligentes françaises. (Volet Bordeaux-Nantes: du 23 au 27 novembre 2015).

1. 1
Direction territoriale Ouest
Les réseaux de chaleur au
service de la ville intelligente
Novembre 2015 Odile Lefrère

2. 2
2
L’humanité et la chaleur, une
longueur histoire...

3. 3
3
Source : Soes, d’après les sources par filière, chiffres clés de l’énergie

4. 4
4

5. 5
Histoire de France
1950
1980
2010
grandes villes aux
besoins de
chaleur
importants (Paris,
Grenoble,
Strasbourg)
création de
réseaux en lien
avec les
grandes
politiques
d'urbanisation
création de
nombreux réseaux
géothermiques en
Île-de-France suite
aux chocs
pétroliers
développement
des réseaux de
chaleur
renouvelable
1960
1990
2000
1970
VOUS
ÊTES
ICI
Des réseaux de chaleur

6. 6
Réseaux de chaleur aujourd’hui
●
≈ 520 réseaux de chaleur et de froid
recensés
●
≈ 2 millions d'équivalents
logements desservis
● 6 % du chauffage
●
réseaux alimentés à 40 % par des
énergies renouvelables et de
récupération
Carte des contenus CO2 basée sur l'enquête de branche
●
Belgique ????
– 8,7 milliards de lem (12Mtep) pour le chauffage
– Surtout de la récupération
– Peu d’info autre que le Rapport Minguet -Decrop

7. 7
Réseaux de chaleur en France
● Urgence climatique 2020 : 3x20
– Les réseaux de chaleur portent
1/8 de l'effort national sur le
développement des énergies
renouvelables
● Cap 2030 : LTECV
– Multiplication par 5 de la chaleur
renouvelable et de récupération
livrée par les réseaux de
chaleur
Demain ?

8. 8
Le ville de 2020, 2030, 2050
●
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)
→ la population urbaine augmente
→ le taux de renouvellement urbain est très lent au regard de
l'urgence climatique

9. 9
●
Besoin de solutions énergétiques :
– Qui permettent de mobiliser massivement des énergies
renouvelables
– Qui soient compatibles avec les contraintes des villes
– Qui soient disponibles dès maintenant pour les objectifs
2020-2030
– Qui disposent d'un potentiel au-delà de 2030, pour les
objectifs 2050
●
Les réseaux de chaleur et de froid correspondent à
ces 4 critères
Delayed

10. 10
Mobilisation des EnR&R (saison 1)
● Evolution du bouquet énergétique des réseaux de chaleur :
– les gisements massifs et facilement mobilisables :
● Bois-énergie
● Récupération de chaleur (incinération de déchets, frites,...)
● Géothermie profonde
2010
2020
2030
2040
2050
● Passage en basse température (de 100-110°C à 70°-80°C)
– Intérêts :
● Réduction des pertes thermiques → meilleures efficacité énergétique
● Adaptation aux émetteurs basse température (planchers chauffants...)
– Inconvénients :
● Inadapté au bâti ancien
● Interventions sur le réseau nécessaires → plutôt pour des réseaux neufs

11. 11
Réseaux de froid2010
2020
2030
2040
2050
Intérêts :
● Accès à des sources de froid
renouvelables et gratuites
● Meilleur contrôle des fluides
frigorigènes
● 5 à 10 fois plus efficace que la
clim élec (énergie et CO2)
photo geographica.net

12. 12
Mobilisation des EnR (saison 2)2010
2020
2030
2040
2050
● Géothermie faible profondeur (+PAC) :
– plus grande disponibilité territoriale
– mutualisation de l'investissement
– réversible chaud/froid suivant la saison
(stockage dans le sous-sol)
L’émergence de nouvelles sources
● Solaire thermique :
– Installation centralisé (« ferme solaire ») ou
panneaux diffus dans la ville
– Solaire thermique > solaire photovoltaïque (3 à 4
fois plus d'énergie au m² de capteur)

13. 13
Mobilisation des EnR (saison 2)2010
2020
2030
2040
2050
● Passage en très basse température (20-30°)
– Élargissement du panel des sources
mobilisables
– Boucles tempérées chaud/froid
● Récupération des sources « faibles »:
– Potentiel non négligeable en cumul à l'échelle
de quartiers et villes : chaleur produite par les
bâtiments, les infrastructures de services (transports,
assainissement...), etc.
– Généralement source complémentaire (et
minoritaire) ajoutée à une chaufferie classique
L’émergence de nouvelles sources

14. 14
Stockage de la chaleur2010
2020
2030
2040
2050
Stockage inter-saisonnier de 12000m3
(Friedrichshaffen, Allemagne)
● Techniquement au point depuis l'invention de l'eau chaude
● Développement dans les réseaux de chaleur pour lisser
les pics de demande d'énergie
● Stockage journalier
● Stockage inter-saisonnier
● Amélioration de l'efficacité et du bouquet énergétique
(pas d'appoint fossile pour les pointes)
● Innovations :
● Réduction de l'encombrement : stockage dans des aquifères
souterrains (lien avec géothermie), stockage latent
(changement d'état d'un fluide), stockage chimique...
● Stockage, par le réseau de chaleur, du surplus de production
électrique (éolienne, solaire PV, cogénération...)

15. 15
Smart Grid Thermique2010
2020
2030
2040
2050
●
Intégration des TIC dans les réseaux de chaleur et de froid :
– Capteurs communicants
– Sous-stations intelligentes, régulateurs intelligents,
dispatcheurs
– Liens avec autres éléments : bâtiments intelligents,
capteurs météo, smart grid électrique, marchés de
l’énergie,
●
Transferts possible entre les bâtiments :
– Ville de demain = cohabitation de bâtiments
consommateurs d'énergie, de bâtiments passifs et
de bâtiments producteurs d'énergie
– Le réseau de chaleur permet de décorréler l'instant
de production et l'instant de consommation
(stockage + mutualisation)
Centre de supervision de la CPCU
Salle de pilotage de Cofely

16. 16
La convergence des réseaux2010
2020
2030
2040
2050
●
Réseau capable de gérer plusieurs sources d'énergie suivant plusieurs paramètres variables
dans le temps (ensoleillement, vent, appel de puissance, prix de l'électricité, température
extérieure...)

17. 17
Nouveaux usages de la chaleur2010
2020
2030
2040
2050
● Hypothèses :
– La quantité d'électricité spécifique requise par
un foyer va continuer d'augmenter
– Le coût de production de l'électricité va
continuer d'augmenter
● Donc : réservons l'électricité aux usages qui ne
peuvent pas s'en passer.
● Appareils actuellement alimentés par l'électricité
alors qu'ils ont en réalité besoin de chaleur/froid :
lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, ventilation,
cuisson...
– Consommations non négligeables pour les
bâtiments basse consommation ou passifs (5 et
10 kWh/m² par an pour chauffer l'eau des lave-
linge et lave-vaisselle)

18. 18
Des réseaux couvrant plusieurs villes2010
2020
2030
2040
2050
●
Résultat de l'interconnexion de plusieurs réseaux
municipaux
– Des orientations en ce sens déjà dans le SRCAE d'Ile-
de-France
– Plusieurs projets au Danemark (interconnexion de
réseaux parfois sur plus de 100 km)
●
Intérêt :
– Plus efficace, plus sûr (continuité de service)
– Plus apte à se passer complètement des énergies
fossiles
– Reste proche des territoires (échelle infra-régionale)
– Permet de relier des sources de chaleur très éloignées
des villes (centrales électriques par exemple)
Région de Copenhague :
interconnexion de 20 réseaux de
chaleur

19. 19
Des réseaux entièrement décarbonés2010
2020
2030
2040
2050
●
Tout le spectre des sources renouvelables et de récupération est mobilisé par les
réseaux de chaleur
– Toutes les sources renouvelables : bois, géothermie, solaire, éolien, thalassothermie...
– Toutes les sources récupérables : ponctuelles (industries, centrales électriques...) et
diffuses (bâtiments, réseaux...)
●
La gestion intelligente des températures et le stockage de chaleur sont
massivement répandus dans les réseaux
→ plus besoin des énergies fossiles pour répondre aux pointes

20. 25/11/15 20
Pour en savoir plus sur
les réseaux de chaleur,
leur place dans la transition
énergétique nationale et territoriale,
leurs liens avec la planification,
l’aménagement et la construction :
reseaux-chaleur.cerema.f
r
Odile Lefrère
02 40 12 85 43
Odile.lefrere@cerema.fr
Pôle Réseaux de Chaleur
reseaux-chaleur@cerema.fr
blog.reseaux-chaleur.fr
twitter.com/reseaux_chaleur