Les réseaux de chaleur et de froid en route vers la « 4G »

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Le stockage Miroir des énergies du réseau de chaleur de Brest (Crédit : Dalkia).

Inédit, cet état des lieux des réseaux de chaleur et de froid publié hier par l’Ademe. On y trouve notamment une analyse des modèles économiques (à partir de la page 56 dans le document consultable ci-dessous), dans un secteur où construire un projet « relève de la haute voltige », pour reprendre les mots de Nicolas Garnier, délégué général de l’association Amorce, prononcés à l’occasion du congrès européen Euroheat & Power organisé hier et aujourd’hui à Nantes. Ce qui n’a pas empêché le secteur d’investir 160 M€ pour la création ou l’extension des réseaux en 2017, selon l’Ademe, contre 134 M€ l’année précédente ; cela dit, la filière a parfois fait beaucoup mieux : en 2013, le chauffage et le froid collectifs urbains avaient mobilisé 287 M€.

L’Ademe communique aussi les parts de marché actuelles des principaux opérateurs, à commencer par celles de Dalkia (44%), Engie (33 %), Coriance et Idex (7 % chacun), entre autres. Présents au congrès Euroheat & Power, ces acteurs y donnent l’occasion de ...

mesurer l’état de l’art des réseaux de chaleur. Lesquels deviennent multi-énergies et sont soumis à de nouveaux enjeux, en particulier l’intelligence embarquée. A Nice, dans la plaine du Var, Idex conçoit pour la ZAC Nice Meridia un projet emblématique des circuits dits de 4e génération. En l’occurrence un « triple play » de chaleur + froid + électricité, composé en particulier de géothermie issue de la nappe des alluvions du Var et de panneaux photovoltaïques pour alimenter en électricité les thermo-frigo-pompes, ie les grandes pompes à chaleur du système. « Les nouveaux réseaux devront gérer l’équilibre entre les différentes énergies, par exemple déclencher l’effacement des pompes à chaleur lorsque les prix de l’électricité passent par un sommet », explique Bertrand Guillemot, directeur de l’innovation chez le concurrent Dalkia.

Stockage, solaire, production de froid

Nice Meridia, qui doit être prêt en 2021, comprendra aussi un dispositif de stockage thermique, via un matériau à changement de phase. Cette flexibilité n’est pas une nouveauté absolue, mais reste rare. Le pionnier est ici la ville de Brest, qui dispose depuis novembre 2017 d’un stockage d’eau chaude de 1 000 mètres cubes pour soutenir la production de la chaufferie à biomasse lors de gros appels de puissance. Ces stockages seront peut-être un jour composés d’eau froide, d’ailleurs, car l’apport de frigories dans les bâtiments devient la new frontier des réseaux collectifs, pour tenter de contenir l’explosion des climatiseurs individuels. La tendance est ici mondiale, comme le note l’étude de l’Ademe* ; en France, le refroidissement représente un volume de 1 TWh, contre 25 TWh pour le chauffage urbain, mais il se systématise dans le greenfield.

Contradiction ?

Il y a de toute façon de quoi faire car les réseaux, qu’ils soient de chaleur ou de froid, restent marginaux dans l’Hexagone : le taux de raccordement global des bâtiments plafonne à 6%, alors que la moyenne européenne est à 13% en résidentiel et tertiaire. La Programmation pluriannuelle de l’énergie veut corriger le tir et prévoit entre autres que la livraison de chaleur renouvelable** par leur intermédiaire passera de 13 TWh en 2016 à 24 TWh en 2023 et entre 31 et 36 TWh dans dix ans. En 2030, les quantités doivent être grosso modo quintuplées par rapport à 2012. Le problème ? Il y a loin de la coupe aux lèvres. Les nouvelles perspectives, stimulantes un temps, sur le papier, semblent plutôt provoquer maintenant des frustrations chez les industriels et dans les collectivités locales motivées. Ce dont semblent conscients les pouvoirs publics, qui viennent de créer un groupe de travail ministériel pour identifier des solutions tout en maîtrisant à tout prix les coûts collectifs. Un oxymore ? «  A l’heure actuelle, je constate surtout que la corrélation entre les objectifs et les moyens ressemble à un grand blanc », s’inquiète Pascal Roger, président de la Fedene, fédération des entreprises de services énergétiques.

Innovation ès subventions

Comme l’association Amorce, la Fedene anticipe le gel persistant de la Contribution-climat-énergie (qui devait renchérir continûment les projets au gaz, ennemi intime des réseaux de chaleur EnR) et imagine donc des contre-feux. Tels qu’une nouvelle trajectoire d’augmentation pour le stratégique Fonds Chaleur, un recours plus massif et fluide aux Certificats d’économies d’énergie ou un financement participatif plus fréquent. Mais surtout, comme le précise Nicolas Garnier, « le vrai combat réside dans la meilleure répartition du produit de la taxe carbone, qui certes ne progresse plus mais génère quand même 8 Mds€ ». Cela dit, pour lutter contre les chauffages individuels électriques (notamment les pompes à chaleur, désormais) et les chaudières au gaz, la lutte serait inégale : «  L’Etat français est d’abord actionnaire majoritaire d’EDF, minoritaire d’Engie et pas du tout actionnaire direct des réseaux de chaleur », formule abruptement Nicolas Garnier.

Quid des futurs bâtiments neufs ?

Pour autant, l’insuffisance des aides n’explique pas tout. Au delà d’un coût global encore supérieur à celui des énergies fossiles, les réseaux de chaleur sont confrontés à d’autres freins sur le terrain, notamment l’acceptabilité des travaux par les administrés, qui fait souvent reculer les élus. A la sophistication croissante des systèmes techniques pourrait utilement s’ajouter du savoir-faire social, marketing, de la part des opérateurs, en appui des collectivités locales. De même que des options low cost, pour des projets rustiques. Certains pourraient peut-être convaincre ces 300 communes françaises de plus de 10 000 habitants qui ne disposent d’aucun chauffage urbain.

Le réseau de chaleur de Chambéry (Crédit : Chambéry)

Un autre écueil pointe pour cette industrie, que met en évidence Alain Colson, chargé de mission pour l’audit, le contrôle et l’évaluation à la municipalité de Chambéry (Savoie), qui dispose d’un réseau depuis 1949 : « la future réglementation thermique de 2020 favorisera des bâtiments peu énergivores voire à énergie positive, qui n’auront plus besoin de chaleur. » Or, les réseaux nouveaux se développent souvent à l’occasion de la construction de nouveaux quartiers, par seulement par extension dans les existants. « L’impact des nouvelles normes sur les vrais besoins d’équipements mérite d’être mieux étudiée », confie ce client expérimenté. Il signale l’intérêt des réseaux bidirectionnels, capables de capter l’énergie de bâtiments en excès de calories pour la transférer vers d’autres édifices moins performants. La 5e génération des réseaux de chaleur ?

* « En 2016, les livraisons de froid sont estimées à 85 TWh par an, dont 55 TWh au Moyen-Orient, 22 TWh aux États-Unis, 4 TWh au Japon et 3 TWh en Europe . Ces quantités sont encore négligeables par rapport aux quantités d’énergie délivrées par les réseaux de chaleur, mais elles sont appelées à augmenter dans les prochaines années. »
** Les réseaux de chaleur renouvelable sont approvisionnés par des incinérateurs et des chaufferies au bois ; dans une moindre mesure par des puits de géothermie et des panneaux solaires thermiques. Un secours au gaz reste quasi systématique.

Consulter l’étude de l’Ademe sur les réseaux de chaleur et de froid (ici en PDF) :