Formation Réseaux de chaleur Séquence 3 - CVRH de Nantes - Décembre 2015

Direction territoriale Ouest
Réseaux de chaleur
Odile Lefrère – Pôle Réseaux de Chaleur | CVRH Nantes 2015
24 janvier 2014
Séquence III

III.0) Rappel :
Développement des
réseaux de chaleur

4 axes pour développer les réseaux
de chaleur renouvelable sur un
territoire Salut, nous sommes
les 4 axes de développement
des réseaux de chaleur
renouvelable.

1. Conversion
Substitution 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)

Un exemple...
Réseau de chaleur de Cergy-Pontoise :
Avant 2009 :
2009 : installation d’une chaufferie bois
Après 2009 :
UIOM charbon f
UIOM bois gaz
Photobioenergie-promotion.fr
25000 logements et 600000m² de bureaux
passent de 45 % à 70 % de chaleur
renouvelable, sans travaux sur les bâtiments ou
dans les rues

2. Densification
Raccordement 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)

3. Extension
Création 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

Nantes Centre-
Loire
Un important
projet d’extension
en zone urbanisée
● Réseau créé en
1987
2013-2017 :
● Ajout chaufferie bois
● De 22 km à 85 km
● De 16000 à 41000
équivalents-
logements
Réalisation à suivre !

4. Création
Création 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

4. Création
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

4. Création
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

III.1) Sources d’énergie
des réseaux de chaleur

Un atout important des
réseaux de chaleur :
l’évolutivité des
sources d’énergie, la
capacité à
exploiter des
sources très
variées.
Image CC bjornmeansbear / Compfight

Principales énergies utilisées par les
réseaux de chaleur en France
● Bouquet énergétique actuel :
Source : bilan de l’année 2013 – FEDENE pour
MEDDE
Décomposition des 40 % EnR&R

Charbon - Fioul
● Charbon = principal combustible utilisé historiquement
● Avantage :
● RAS
● Inconvénients :
✔ Pollution particules
✔ Empreinte carbone
✔ Dépendance énergétique

Gaz Naturel
● Avantages :
✔ Prix de la chaudière
✔ Flexibilité arrêt/marche
✔ Amplitude de fonctionnement
✔ Place
✔ Prix du combustible (aujourd’hui)
✔ Dépendance énergétique du territoire
✔ Volatilité des prix
✔ Impact environnemental

Cogénération...
● Production « conjointe »
d’électricité et de chaleur
● Avantages :
✔ Amélioration du
rendement
✔ Plus faible empreinte
carbone
✔ Possible avec la
biomasse
✔ Fin des contrats
d’obligation d’achat
✔ Faible rentabilité sur le
marché éléc
✔ Fonctionnement en base
✔ Besoin de chaleur...
Source : bio énergie

● La France, un mauvais élève : 17 % de la chaleur des RdC est issue de la
cogénération contre 63 % en moyenne en Europe
✔ Problème : chaleur de récupération ou non ?
Crédit photo : meteocity
Cogénération...
La cogénération en attente en France :
● Changement des contrats de rachat d'électricité issus des
cogénérations
● Seules les installations <12MW ont le droit de reconduire ces
contrats moyennant rénovation
● Marché de capacité pas encore en vigueur (pour 2016)
● Selon les collectivités et exploitants, la vente sur le marché de gros
n'est plus assez rémunératrice

UIOM
● 32 % des déchets municipaux sont incinérés avec valorisation
● En 2012 production de 12 708 GWh (dont 8 494 GWth)
● 82 UIOM sur 113 valorisent les déchets sous forme thermique
ou en cogé.
● 1231 kWhth/tonne contre 436kWhel/tonne
● Environ 25 % de la chaleur distribuée par les réseaux

Chaleur Fatale Industrielle
● L’Europe et la France pousse à la valorisation de la
chaleur fatale industrielle
● Étude de potentiel nécessaire
(voir étude Ademe-forest ING en NPDC)
● Avantages :
✔ Lien industriel/territoire
✔ Énergie perdue autrement
✔ Permet aux industriels d’améliorer
leur EE
✔ Revenu supplémentaire
✔ Horizons de temps différents pour le TRI
✔ Quel back-up si délocalisation ou fermeture ?

Chaleur Fatale Industrielle
● En 2013, la consommation en Ef de l’Industrie =20 %
● Les industries utilisent de l’énergie pour transformer les
matières premières en produits finis entre 20 à 50 % de cette
énergie est dissipée en chaleur
● Cela représente environ 140 TWh (plus d’¼ de la
consommation d’électricité du pays).

L’analyse coûts-avantages
● Transposition des articles 14.5 à 14.8 de la directive via le
Décret n° 2014-1363 du 14 novembre 2014.
● L’Arrêté du 9 décembre 2014 précise les catégories
d’installations visées et le contenu
● But : Initier le dialogue entre les industriels rejetant de la
chaleur fatale et les propriétaires des réseaux de chaleur
capable de l’exploiter
● Principe simplifié :
✔ Pour les nouvelles installation ICPE > à 20MW OU pour les
nouveaux réseaux de chaleur ICPE il faut annexer au dossier
ICPE une analyse coût-avantages de la valorisation de la
chaleur fatale

●
Les exceptions :
✔ Si déjà valorisation in-situ ou optimisation
✔ Installation de production d’électricité
✔ Rejet <80°C ou <10 GWh/an
✔ Trop loin de la demande (4km si 50GWh/an, 12km si
50 à 250GWh/an et 40km si>250GWh/an)
●
Le contenu de l’analyse :
✔ description de l'installation prévue/rénovée
✔ description de la solution valorisant la chaleur fatale
✔ un justificatif des échanges entre le gestionnaire et/ou
le propriétaire de réseau et de l'installation industrielle
✔ une analyse économique et financière avec flux de
trésorerie liés aux investissements et à l’exploitation
L’analyse coûts-avantages

Exemple : Réseau de Dunkerque
● Construit en 1985 (2ème plus gros réseau du NPD)
● 100 MW, 40 km, 105 clients
● 140 000 MWh
● 50 000 eq logement
● Récupération de chaleur Arcelor-mittal
représente 70 % des besoins
● 3 Centrales cogénération
● Des perspectives d’évolution
importante toujours dans une optique
EnR&R>50 %

● Profonde (>200m, usage direct)
● Possible uniquement via RC (Mutualisation de l’investissement)
● Avantages :
✔ Pas d’intermittence
✔ Grosse quantité d’énergie
✔ Assurance possible sur la ressource
✔ Forte territorialisation de la ressource
(voir cartes BRGM pour connaître la ressource)
✔ Soumis au code minier
✔ Doublet onéreux
La Géothermie (chaleur)
Puits géothermal du réseau de chaleur de Chelles

VIDEO :
http://www.dalkia.fr/fr/medias/multimedia/2029,geothermie-
source-chaleur-renouvelable.htm

● Profonde (>200m, usage direct) :
● Aujourd’hui 0,2Mtep soit 1,4TWh ( PPE
prévoit en 2023 environ 0,5Mtep)
● 391 MWth
● Développement surtout en IDF mais autres
zones prometteuses (Aquitaine, Limagne,
Bresse, couloir rhodanien)

●
Superficielle (<200m chaleur ET froid)
● Individuel mais aussi collectif
● Objectif : 0,6Mtep pour PAC indi et 0,25Mtep
géothermie intermédiaire
● Thalassothermie, lacs et rivière aussi !
●
Avantages :
● Très adapté au besoin de chaud et de froid
concomitant (thermo-frigopompe)
● Aussi au besoin de chaud et de froid saisonniers
(free-cooling)
● Facilitation grâce à la réforme du code minier (
plus d’info ici)
● Disponible partout
● Pertinent avec les nouveaux bâtiments
●
Inconvénients :
● Nécessite PAC (et élec)
● Déséquilibre si uniquement chaud ou froid
● Emetteurs de chaleur spécifique

●
Exemple : bassin à flot
Vidéo : http://www.bassins-a-
flot.fr/reseau-de-chaleur/#

●
Focus sur les boucles d’eau tempérée
● Principe : boucle d’eau très basse température souvent
associée à géothermie sur nappe ou sonde (peu de pertes
thermiques) avec PACs décentralisées en sous-stations
● Difficultés :
● Système individuel ou
collectif ?
● Réseau de chaleur ou non (au
regard de la loi ? De la TVA ?
De la RT?)
● Comment s’assurer de la
performance sur le long
terme ?
● Quid de la gestion des
échanges ?

● Pour en savoir plus : la géothermie dans les documents
de planification énergétique territoriale
✔
http://infoterre.brgm.fr/rapports/RP-60967-FR.pdf

Le bois- énergie :
● Première énergie renouvelable de France (presque 50%)
● 1000m cube de bois= 1 emploi de proximité
● Objectif PPE (2023) : 13Mtep (pas que réseaux)
● Par les RC : 3 000 GWh (10%)
● Plus de détails demain....

La problématique de la ressource
bois
● Le stock mobilisable est considérable
au plan national (top 3 d’Europe):
● +8 Mtep/an immédiatement disponibles
(déchets + part inexploitée de
sylviculture)
● +25 Mtep/an possibles en menant une
politique volontariste sur la filière bois
● Mais la filière bois est insuffisamment
structurée
● Situation pouvant devenir tendue à
court terme dans certaines régions
● Pour en savoir plus :
étude Ademe sur l’évaluation du gisement bois énergie
Schéma : Dalkia
Gisement bois-énergie (IFN, 2004)

Exemple de projet :
la chaufferie bois de Bréteuil
● 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

● Centralisé : ferme solaire
● Aucun impact visuel sur les
bâtiments
● Impact plus important sur le
paysage
● Libère de la contrainte
d’orientation du bâti
● Tension sur l’usage des sols
●
Décentralisé : en toitures,
raccordé au réseau
● Impact visuel identique au
solaire autoconsommé
● Améliore l’efficacité par la mise
en réseau
Le solaire thermique

● Très peu développé sur réseau
● Objectif PPE : 0,3Mtep
●
Avantages
● Meilleur rendement/m² que le photovoltaïque
● Besoin d’ECS toute l’année
● Inconvénients
● En appoint seulement
● Mauvaise prise en compte dans la RT sur réseau
● En savoir plus : solaire thermique et réseaux de chaleur (Amorce)
Le solaire thermique

Territorialité des énergies
● Les réseaux de chaleur vertueux 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
● → Prioriser les ressources par ordre de disponibilité sur le
territoire
✔ Ex : NPDC – chaleur fatale
✔ Ex : Aquitaine - géothermie puis biomasse
● L’Ademe sensible à ce point

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

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 %

Les réseaux de froid
● Une vingtaine en France
● Principe : réseau de chaleur inversé
● Développement lié à :
● 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
● 5 à 10 fois plus efficace (énergie et GES)
que la climatisation électrique classique

Climatisation décentralisée classique
Photo geographica.net
En toiture... … ou en façade
Des équipements pour produire le froid / évacuer la
chaleur, au niveau des bâtiments...
Photo Kari Pikkakangas / T&D World

Climatisation par réseau de froid
Mairie de Chicago
Aucun équipement à l’extérieur des bâtiments...
… ni sur les toitures...
Le Louvre
… ni sur les façades
Photo Wikimedia Commons
VIDEO

Climatisation par réseau de froid

Les réseaux basse température
● Température habituelle des réseaux de chaleur : 90-110°C
● Réseau basse température : 70-80°C
● Intérêt :
● Réduction des pertes thermiques → meilleure efficacité énergétique
● Adaptation aux émetteurs basse température (planchers chauffants...)
● Capacité à mobiliser plus de sources de chaleur
● Peu adapté au bâti ancien
● Nécessite des interventions sur le réseau de distribution → plutôt pour des réseaux neufs
● Tous les réseaux mis en place dans des quartiers neufs post-2010 sont en basse température
● Possibilité d'étendre en basse température un réseau haute température
● Également : sur-isolation, variabilité instantanée des températures ou des débits, optimisation
des sous-stations, etc.

Quelle innovation urbaine a pu
se développer plus facilement
grâce aux réseaux de chaleur ?
Le métro
Les stations d’épuration collectives
Les gratte-ciels

Quelle innovation urbaine a pu
se développer plus facilement
grâce aux réseaux de chaleur ?
Le métro
Les stations d’épuration collectives
Les gratte-ciels
CC Jiuguang Wang
En centralisant la combustion nécessaire à
la production de chaleur, on a pu éliminer le
besoin de cheminées sur les toits des
logements

Laquelle de ces sources
d’énergie est exploitée par un
réseau de chaleur ?
Noyaux de fruits
Chaleur d’un crématorium
Chaleur de serveurs informatiques

Laquelle de ces sources
d’énergie est exploitée par un
réseau de chaleur ?
Noyaux de fruits d’une usine Andros → réseau de Cransac (Aveyron)
Crématorium → Halmstad (Suède), Aalborg (Danemark)
Datacenter → réseau Val d’Europe (Marne-la-Vallée), campus
Amazon (Seattle
Noyaux de fruits
Chaleur d’un crématorium
Chaleur de serveurs informatiques

Les nouvelles énergies
De nouvelles sources d’énergie
● Principe : élargir le panel d’énergies
renouvelables et de récupération
mobilisées
● Plutôt en appoint de sources
« massives » (bois, UIOM...)
● Quelques réalisations ponctuelles,
développement plutôt pour après 2020

Les nouvelles sources d’énergie
●
Video data centers

Le stockage d’énergie
●
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 (ballon)
●
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...)
Homme des cavernes dans
sa piscine d'eau chaude –
250000 av. JC
Photo
Geico
Photo Eurosun via INES
Stockage inter-saisonnier de 12000m3
(Friedrichshaffen, Allemagne)

Les réseaux intelligents
● Réseau de transfert entre les bâtiments :
● Ville = cohabitation de bâtiments consommateurs d'énergie, de bâtiments passifs et
de bâtiments producteurs d'énergie
● Le réseau de chaleur permet l'échange d'énergie entre bâtiments
● Le réseau de chaleur permet de décorréler l'instant de production et l'instant de
consommation (stockage + mutualisation)
● 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...)

● Multi-source et décentralisation avec PAC
● Micro réseaux
● Boucle d’eau tempérée
● Réversibilité chaud/froid
● Stockage
● Smart grid multi énergie
Solidarité énergétique
des territoires :
ne pas oublier les liens
neufs/anciens
Les réseaux intelligents

RT2012 BeposProduction d’EnR&R
●
Attention énergie ≠ électricité seule...différents vecteurs
Source : coolpac
Source : www.developpementdurable.org
Source : ville-levallois.fr
Source : actu-environnement.fr
Les réseaux intelligents et les bepos

● Bâtiment ou quartier Bepos (quapos, tepos) : échelle ?
● Échange de chaleur et de froid entre bâtiments :
Réseau centralisé Réseau diffus
Mutualisation du stockage
centralisé et diffus
Un peu de smart
Beaucoup de Smart
Les réseaux intelligents et les bepos

● Quid du comptage et de la formule appropriée pour la chaleur
donnée/consommée/produite?
● Quid du rachat de chaleur ou de froid et de la facturation ?
● Quid du froid renouvelable?
● Quid de l’échelle bâtiment/quartier et du lien code urbanisme et code
construction (échange d’énergie quartier bâtiment) ?
Les défis des réseaux 2.0

III.3) Les étapes d’un
projet de RC

Source : réseaux de chaleur en Rhône alpes
Comme beaucoup de projets...

Étude d’opportunité
● Identifier le projet et les partenaires locaux (ALEC, Ademe, etc)
● Identifier le maître d’ouvrage
● Définir les contours du projet (avec des variantes)
● Établir la synthèse des consommations (besoins de chauffage,
d’ECS...)
● Présentation technique succincte et pré- dimensionnement
● Décrire les possibilités locales d’approvisionnement en
combustible bois
● Fournir les éléments économiques et juridiques de cadrage d’une
future opération

Étude de faisabilité
● étudier et de montrer la faisabilité technique du projet,
● chiffrer le projet puis de réaliser une analyse technico-économique,
● étudier les solutions en matière de montage juridique,
● permettre au Maître d’Ouvrage de prendre une décision pour la
réalisation ou non de son équipement
● Loi MOP (art2)
✔ Il appartient au maître de l’ouvrage, après s’être assuré de la
Faisabilité et de l’opportunité de l’opération envisagée:
-d’en déterminer la localisation, le programme,
-d’en arrêter l’enveloppe financière prévisionnelle,
-d’en assurer le financement,
-de choisir le processus selon lequel l’ouvrage sera réalisé et
-de conclure, avec les maîtres d’œuvre et entrepreneurs qu‘il choisit, les contrats
ayant pour objet les études et l’exécution des travaux
(...) Le programme et l’enveloppe financière prévisionnelle,
définis avant tout commencement des avant-projets, pourront toutefois être précisés
par le maître d’ouvrage avant tout commencement des études de projet.

Étude de faisabilité
● Ce que contient l’étude :
✔ Bilan existant
✔ Étude thermique
✔ Étude d’approvisionnement
✔ Étude technique
✔ Analyse économique
✔ Bilan environnemental
✔ Conclusion

Études de conception
● Etude technico-économique complémentaire (souvent une
actualisation des données)
● Établissement du programme fonctionnel et organisationnel avec
programmation des travaux,…)
● Dossiers de consultation pour le choix:
✔ Équipe de maîtrise d’œuvre (architecte, économiste, bureau de
contrôle,…)
✔ Exploitant
✔ Fournisseur de combustible bois
✔ Délégataire (le cas échéant)
● Analyse des offres et rapports au maître d’ouvrage
● Assistance juridique :
✔ au montage de la régie (statuts, compte administratif
prévisionnel, règlement de service, polices d’abonnement)
✔ à la définition de la délégation de service public

Réalisation
● S’assurer du planning et re-phaser avec les autres acteurs si
nécessaire
● Communiquer sur les travaux et les nuisances entraînées pour les
riverains
● Coordonner avec les autres domaines (aménagement, voirie,
logement, etc.)
● Demande titre V, etc.

Exploitation
● Contrôler
● Communiquer
● Prévoir

III.4) Notions de
dimmensionnement

Bilan énergétique
Besoin des
abonnés
(kWh/an)

● En chauffage, ECS, process
✔ Si bâtiment existant : facture ou ratio
✔ Si neuf : ratios (ratios des besoins RT)
● Clés de répartition horaire pour calculer la puissance horaire
✔ Méthode degré heure pour le chauffage (fichier météo RT)
✔ Scénario de puisage pour l’ECS, méthode Th-BCE
● Possibilité de recréer des scénarios d’occupation
● A cette étape, il est possible d’identifier et d’éliminer du périmètre des
bâtiments dont le raccordement est délicat ou non pertinent.
Étape 1 : évaluation des besoins

● En choisissant le diamètre de tuyaux en
fonction de la puissance/énergie des
abonnées
● En choisissant l’emplacement des
sous-station
● Cas idéal : gros consommateur à coté
de la chaufferie principale
● Possibilité de servitude de passage
● Éviter les gros obstacles (surcoûts
important)
Étape 2 : tracé précis du réseau

● Pertes réseau :
✔ Dépend des températures (A/R + extérieur), du diamètre, de
l’isolation des canalisations, nbr d’heure de fonctionnement et
du linéaire
✔ Outil de la commission titre V permet de calculer les pertes
✔ Abaques du fabricant
Étape 3 : calcul des pertes

● Pertes de génération au niveau de la chaufferie et du stockage :
✔ Il s’agit de la différence entre la quantité d’énergie entrant dans
les systèmes de production et la quantité d’énergie fournie
● Il faut :
✔ Calculer les appels de puissance
✔ Classer les générateurs par ordre de priorité et connaître leurs conditions de
fonctionnement (charge min/max, T°min/max)
✔ Calculer les appels de puissance horaire/générateur
✔ Calculer le rendement thermique horaire/puissance appelée
✔ Calculer les pertes de génération horaires
✔ Calculer les pertes de stockage / hydroaccumulation
Étape 4 : calcul des pertes
Rendement d’une chaudière bois par rapport à la puissance appelée

Focus sur le rendement biomasse
Rendement d’une chaudière bois par rapport à la puissance appelée
● Dégradation du rendement avec la diminution de la charge
● Dégradation du rendement avec le taux d’humidité

● Il reste à calculer :
✔ Consommation des auxiliaires de génération
✔ Consommation des auxiliaires de distribution (pompes)
● Tracer la courbe de charge
● Faire le bilan pour connaître la quantité
de combustible en entrée
● Faire de test de sensibilité du projet !
✔ Attention aux réseaux basés sur « un » abonné
✔ Fonctionnement été ?
✔ Chaudières en cascade ou une plus puissante ?
✔ Projection et extension
Étape 5 : bilan de l’énergie entrante et
incertitudes
Faire
plusieurs
scénarios

Les étapes ne se suivent pas
réellement mais sont plutôt itératives

● Petit réseau : chute rapide
● Gros réseau : chute plus douce
Focus sur la monotone de puissance
Source : biomasse Normandie
Pour du 100 % bois →
plusieurs chaudières
bois

● <1000h : petit projet 100 % bois (moins de 100kW)
● Environ 2000 h : 100 % ou petit projet bi-énergie
● 2000 à 3000h : dimensionnement classique
● >3000h : gros projet
● Meilleure couverture bois si plusieurs chaudières ou
hydroaccumulation
● Le dimensionnement est primordial
✔ Pour assurer le bon fonctionnement
✔ Pour améliorer la viabilité financière
✔ Attention au sur-dimensionnement « en prévision de »
Focus sur certains ratios de
fonctionnement

● Il n’existe pas de formule magique ou de ratio pour savoir si un
réseau sera rentable ou non
● Trop de paramètres géographiques
● Il est nécessaire de faire des études fines à chaque fois
● On peut retenir le ratio de 1,5MWh/ml comme un minium pour un
rentabilité correcte (1 pour des petits réseaux ruraux)
● La technique ne fait pas tout, la communication aide aussi !
A retenir...

III.5) Notions de coût et
analyse économique

Modèle économique des RdC
●
Un investissement capitalistique
RdC Ecoquartier
Hoche Nanterre
1,6MW bois et 3,4MW
gaz
80 % EnR
~900 logements
-930 tonnes Co2/an
€€€€€ ?
L’écoquartier du Fort-
Issy-les moulineaux
Doublet géothermique
basse T° (600m)
10 000MWh/an
78 % EnR
~1600 eq. Lgmt
-2000 tonnes Co2/an
€€€€€ ?
Aéroport d’Orly
10MW doublet
géothermique (1800m) et
38MW gaz
40 000MWh/an
-9000 tonnes Co2/an
€€€€€€ ?

RdC Ecoquartier
Hoche Nanterre
1,6MW bois et 3,4MW
gaz
80 % EnR
~900 logements
-930 tonnes Co2/an
3,45 millions d’€HT
L’écoquartier du Fort-
Issy-les moulineaux
Doublet géothermique
basse T° (600m)
10 000MWh/an
78 % EnR
~1600 eq. Lgmt
-2000 tonnes Co2/an
Aéroport d’Orly
10MW doublet
géothermique (1800m) et
38MW gaz
40 000MWh/an
-9000 tonnes Co2/an
●
Un investissement capitalistique

Étude ADEME/Perdurance 2009 – Réseau de chaleur bois + appoint gaz
Coûts d’investissement HT et hors aides publiques
Attention – prudence – Écart type important !!!
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€
Ordre de grandeur

Production de
chaleur
33%
Chaufferie (hors
production de
chaleur)
28%
Distribution de
chaleur
30%
Etudes et frais
9%
Coûts d'investissement : répartition par
poste
Source : Etude ADEME/Perdurance 2009
Coûts HT et hors aides publiques
Ordre de grandeur

●
Qui a-t-il dans le prix ?
Un prix global :
● Investissement initial
● Exploitation et redevances
● Gros entretien et renouvellement
Une facture binomiale :
● Part fixe : R2 (fonction de la puissance)
✔ Exploitation (P2/P3)
✔ Amortissement (P4)
● Part Variable : R1 (fonction de la conso)
✔ Combustible (P1)

R1 :
● R1 gaz
● R1 bois
● R1 fuel
● R1 XXX
Exemple d’Indexation:
● R1g prix du gaz (STS)
● R1b « prix du bois » attention à ne pas indexer le bois
sur du fuel, voir des prix ici http://www.cibe.fr/travaux-cibe-combustibles_143_fr.html
● R1f prix du fuel (FOD)
R1 global
● R1= a.R1g+b.R1b+c.R1f+dR1x
● Avec :
●
a,b,c,d ϵ [0,1] proportion du combustible associé dans le mix énergétique
La facture

R2
● R21 coût de l’énergie électrique
pour l’éclairage et le fonctionnement
des installations de production
● R22 coût du petit entretien, frais
administratifs, impôts, etc
● R23 coût du renouvellement et de
modernisation des installations
● R24 annuité de financement de
l’investissement initial
✔
R2 global
● R2= (d.R21+e.R22+f.R23+g.R24)
Exemple d’Indexation:
● R21 prix électricité (El)
● R22 prix de prestation de
service (fSD2)
● R23 prix BTP (IME, BT40)
Attention
●
Il s’agit d’exemples
●
La formation du prix peut être
différente
●
Quoiqu’il en soit la collectivité
doit être en mesure de la
comprendre et de la contrôler
●
L’abonné et l’usager aussi...
La facture

● La collectivité doit être en mesure de comprendre et de
contrôler la facturation (même en DSP...)
● L’abonné et l’usager aussi...
● Certains réseaux sont critiqués pour l’opacité de leur
facturation
● Certaines collectivités/exploitants mettent en place des
dispositifs pédagogiques et d’échange avec les usagers
La facture

Équation économique à résoudre
●
Coût
d’investissement
●
Coût de
fonctionnement
●
Risque
économique
≤
● Facturation des
usagers
● Aides publiques
● Bénéfices non
économiques
valorisés par la
collectivité
Approximativement :

●
Les paramètres aux impacts financiers forts
Investissement initial :
● Travaux GC, voirie,
chaufferie...
● Dimensionnement
● Type d’énergie
● Technologie

●
Investissement initial :
● Travaux GC, voirie,
chaufferie...
● Dimensionnement
● Type d’énergie
● Technologique
Les précautions :
●
Mutualisation des travaux (autres
réseaux, voiries)
●
Dimensionnement (attention au
surdimensionnent)
●
Type d’énergie (connaître les
ressources locales les plus
disponibles et les moins chères)
●
Avancées technologiques (nouvelles
canalisations, chaufferies, etc)

●
Focus sur le type d’énergie
Source : amorce – prix de vente de la chaleur 2011

●
Le temps
● Durée de
l’engagement
● Durée des travaux
● Étalement des
raccordements
● Durée des emprunts
Dali

●
Le temps
● Durée de
l’engagement
● Durée des
travaux
● Étalement des
raccordements
● Durée des
emprunts
Les précautions :
●
Lecture du contrat DSP et du
business model
●
Planification des travaux en
adéquation avec la livraison des
immeubles (réalisation par tranches,
chaudières mobiles...)

Le risque et l’incertitude
● Nombre de futurs abonnés
● Travaux d’efficacité énergétique
● Réseaux concurrents
● Consommations et puissances
inconnues
●

Le risque et l’incertitude
● Nombre de futurs abonnés
● Travaux d’efficacité énergétique
● Réseaux concurrents
● Consommations et puissances
inconnues
Les précautions :
●
Classement du réseau
●
Schéma directeur du réseau
●
Engagement des différents acteurs
●

Un quartier :
● Dense
● Mixité d’usages
(logements, bureaux,
équipements, etc)
● Proximité source(s)
● Chaud et froid ?
●

Un facteur favorable :
La densité énergétique
●
A consommation au m² équivalente, plus l’urbanisation est
dense, plus le réseau est efficace technico-économiquement
●
Mais densité urbaine ≠ densité thermique
●
2000m² de logements RT2012 sur une rue de 100m 1 MWh/ml→
●
2000m² de logements RT2005 sur une rue de 100m 3 MWh/ml→
Extraits National Heat Map Angleterre

●
Exemple : réseau de chaleur
de Plouaret (Côte d’Armor)
●
Réseau bois créé en 2004 pour
alimenter des bâtiments
publics
●
Investissement amorti en
seulement 11 ans
La création d’un
réseau peut être
viable même en
zone peu dense

Autres facteurs favorables
●
Mixité des usages des bâtiments raccordés
●
Raccordement de bâtiments aux besoins importants
●
Déploiement progressif du réseau au fil des raccordements
●
Vision de long terme
●
Valeur accordée aux gains sociaux et environnementaux
Dans certains cas, la somme de ces facteurs
rend le réseau de chaleur renouvelable viable.
Dans d’autres cas, l’équation reste insoluble.
Créer un réseau pénaliserait les usagers.

Le fonds chaleur
● Environ 220 M€ par an
● Conditions
● Au moins 50 % d’EnR
● Densité thermique > 1,5Mwh/an/ml
● Montant des aides
● Taux d’aides maximum = 55 % de l’investissement
● Niveau d’aide calculé « toutes aides confondues »
● Objectif de réduction de la facture de 5 % (vs. gaz)
●

La fiscalité
● Récupération de TVA (investissement et
fonctionnement)
● TVA sur les ventes aux usagers :
● 5,5% sur le R2
● 5,5% sur le R1 si le réseau est alimenté
majoritairement par des énergies
renouvelables ou de récupération
● Pas de TVA sur les ventes si chiffre
d'affaire < 80300€/an
●

●
Quel est le prix pour l’usager ?
Prix moyen de la chaleur des réseaux : 67,5€
HT/MWh (source : AMORCE, 2011)
✔
✔ 62,7 €TTC/ MWh pour les réseaux
« vertueux » (EnR>50%)
✔ 76,2 €TTC/MWh pour les réseaux « fossiles »
(EnR<50%)

●
Quels sont les prix pour l’usager ?
Attention...forte disparité (qui s’atténue au fils des années)

Le compétitivité des Rdc
Retour sur l'étude Amorce
Hypothèse prix :
● Électricité :
✔ TRV :~150€HT/an et ~10,9 c€ TTC/kwh (HP) et 6,8
c€TTC/kwh (HC)
● Gaz :
✔ TRV :~150€HT/an et ~5,2 c€ TTC/kwh
● Sauf que le prix dans l’électricité et le gaz ne comprend pas
la même chose qu’en réseau de chaleur
●
● D’où une comparaison en coût global (facture énergétique +
petit entretien et électricité annexe + GES + amortissement)

Comparaison également réalisée pour d’autres
types de logements :
● Bâtiment peu performant (300 kWh/m2/an)
● Parc social moyen (170 kWh/m2/an)
● Bâtiment RT2005 (120 kWh/m2/an)
● A voir sur le site d’AMORCE pour la dernière
édition (réservée adhérents) ou ici pour les
éditions précédentes :
● http://reseaux-chaleur.cerema.fr/ (chercher
« enquête amorce »)

En coût global
enveloppe+chauffage
les RC sont les plus
économes

Le compétitivité des RdC
Dans le temps

La compétitivité des RdC
●
L’évolution des prix
Augmentation en 4 ans : 20 %
Augmentation en 4 ans : 20 % Augmentation moyenne annuelle : 4,75 %

La compétitivité des RdC
●
Chauffage
classique
RdC
classique
RdC basse
température
Augmentation limitée grâce à
la part fixe stable et
majoritaire

Ce qui peut sembler être un avantage (contrôle
de la facture) peut être un inconvénient :
● Acceptation de l'usager d'un abonnement élevé
● Acceptation des autorités (politique de
réduction et contrôle de sa consommation)

● Prix de vente de la chaleur
● Augmentation en 4 ans de 20 %
● Augmentation moyenne annuelle de 4,75 %
● Prix de vente du gaz (TRV)
● Augmentation en 4 ans de 39 %
● Augmentation moyenne annuelle de 9,2 %

08/01/16
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.fr

Direction territoriale Ouest
Odile Lefrère
Chargée d’études Énergie/ Réseaux de Chaleur
02 40 12 85 43
Odile.lefrere@cerema.fr
Pôle Réseaux de Chaleur
reseaux-chaleur@cerema.fr
reseaux-chaleur.cerema.fr / blog.reseaux-chaleur.fr
twitter.com/reseaux_chaleur

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