Les sources et les réseaux de chaleur
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Comme l’ , les carburants ou l’ , la est un essentiel. L’enjeu est de la récupérer ou de la produire de façon renouvelable, puis de la transporter et de la connecter à des sites utilisateurs plus ou moins dispersés.
© THINKSTOCK - Chaufferie d'une centrale moderne de production de chaleur
Le chauffage et la consommation d’eau chaude sanitaire des bâtiments résidentiels et des bureaux consomment en France 58,7 Mtep, soit quelque 38% de la consommation finale d’énergie. Sur ce chiffre, 34,6 Mtep proviennent du pétrole et du gaz et accaparent la moitié des importations françaises d’énergies fossiles, coûteuses et émettrices de CO2 .
De l’autre côté, le potentiel de chaleur disponible en France – que ce soit par la récupération de chaleur ou la production renouvelable - peut être estimée de façon réaliste à 46 Mtep. Utiliser ce potentiel permettrait de ne plus utiliser les énergies fossiles pour se chauffer et mettre ainsi fin à une situation illogique : celle de brûler des hydrocarbures à température de flamme supérieure à 1 000 °C pour chauffer des locaux avec une chaleur à 70-80 °C au maximum. L’abandon des hydrocarbures pour le chauffage économiserait une facture de quelque 20 milliards d’euros annuels et permettrait sans doute de créer 200 000 emplois.
C’est dire si la question d’une bonne gestion de la chaleur est un enjeu stratégique !
Les gisements de chaleur
Dans le domaine collectif, plusieurs grandes sources de chaleur sont accessibles :
- les chaleurs dites « fatales », c’est-à-dire générées par des processus industriels ou urbains et qui se perdent aujourd’hui dans la nature. Certaines sont disponibles en grandes quantités, produites à haute température (plus de 100 °C), donc transportables sur de longues distances et utilisables directement. Elles proviennent par exemple des industries des métaux, du verre, du ciment, des raffineries et des usines d’ de déchets. D’autres sont disponibles en quantités réduites, à des températures inférieures à 100 °C, et donc plutôt utilisables localement. On les trouvera dans l’industrie agro-alimentaire, le papier-carton, la chimie ou des stations de traitement des eaux usées.
- les dites « thermiques » (ENRth). Elles peuvent être produites ponctuellement, à des températures diverses, par exemple par une centrale à de la filière bois-énergie ou une installation géothermique profonde.
- enfin, s’y ajoute un foisonnement de sources de chaleur à caractère diffus et dispersé dans tous les territoires, notamment urbains, que l’on trouve dans les data-centers, les halls commerciaux, les petites industries locales, les réseaux d’eau potable et d’égouts, les tunnels de métro, les systèmes d’extraction d’air des grands immeubles, etc.
Les réseaux de chaleur
Une fois récupérée ou produite, la chaleur doit être distribuée à ses utilisateurs, qu’il s’agisse de particuliers ou d’entreprises. La méthode la plus efficace est celle d’un réseau de chaleur qui connecte la source de l’énergie aux points d’utilisation. Un réseau « aller » conduit l’eau chaude ou la vapeur vers les différents sites à chauffer. Chaque site récupère une partie de cette énergie, via un échangeur de chaleur installé dans une sous-station. Un réseau « retour » rapporte l’eau devenue plus froide vers la chaufferie. Sur les réseaux les plus modernes, des éléments d’ « intelligence » peuvent être inclus pour moduler les températures aller et retour selon les variations du climat extérieur.
Le réseau de chaleur fonctionne sans émissions de CO2, sans fumée, sans poussière, et en diminuant les risque de sécurité. S’il est bien géré, il permet de réduire les factures de chauffage des utilisateurs.
L’utilisation de la chaleur
Les réseaux de chaleur sont des équipements lourds : dans les quartiers nouveaux, des réglementations sont nécessaires pour assurer leur installation dès le départ ; dans les quartiers anciens, ils sont difficiles et chers à implanter. Une étroite coordination entre la publique et les entreprises est indispensable : les différents pays en sont sur ce point à des niveaux variés.
Faire coïncider le potentiel de chaleur et ses utilisations en bout de chaîne présente de multiples difficultés.
L’utilisation de l’« eau de vache »
Les laiteries industrielles sont conduites à « concentrer » le lait, une opération qui consiste à retirer une partie de l’eau qu’il contient. Pour cela, elles doivent porter le lait à ébullition en injectant de la vapeur : c’est souvent plusieurs tonnes de vapeur à l’heure rejetées dans l’atmosphère, car inutilisables en raison de températures trop faibles. Les laiteries ont mis au point des techniques de recompression mécanique des vapeurs (quelquefois appelées « eau de vache ») permettant de les réutiliser.
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