Chauffer les quartiers grâce à la chaleur recyclée
La crise énergétique actuelle suscite un regain d’intérêt pour le chauffage urbain en tant que moyen efficace de fournir une énergie bas carbone. En permettant à ces systèmes de fonctionner à partir de chaleur excédentaire à basse température, on pourrait réduire davantage notre dépendance à l’égard des combustibles fossiles pour chauffer les bâtiments résidentiels. En fait, si l’Europe exploitait 50 % de la chaleur résiduelle, elle pourrait remplacer 100 % du gaz naturel actuellement utilisé pour chauffer les bâtiments en Europe, selon le projet Heat Roadmap Europe. Le projet COOL DH, financé par l’UE, a permis de mettre au point un large éventail de méthodes et d’outils pour rendre cela possible et a démontré leur efficacité dans des scénarios réels. L’équipe du projet a déployé des solutions de chauffage urbain à basse température (CUBT) dans un quartier existant de la ville de Høje-Taastrup, au Danemark, et dans un quartier entièrement nouveau à Lund, en Suède.
Mise en œuvre du chauffage urbain à basse température
Dans le district d’Østerby de Høje-Taastrup, au Danemark, le système traditionnel de chauffage urbain a été converti pour fonctionner à basse température. Cela a permis au système d’utiliser la chaleur produite par une pompe à chaleur connectée à une installation photovoltaïque dans un centre commercial local. Dans un autre quartier, il a utilisé la chaleur excédentaire (autrement gaspillée) des machines de refroidissement du centre de données d’une banque. Le système de chauffage urbain a également été rénové. «Avant ce projet, les pertes de chaleur par les conduites de distribution locales dans le quartier d’Østerby étaient payées par les locataires eux-mêmes», explique Reto Michael Hummelshøj, gestionnaire de projet au sein du bureau d’ingénieurs-conseils COWI, l’entreprise qui coordonne le projet. «Cela représentait plus de 35 % du coût du chauffage payé.» Le projet a permis de réduire les pertes de chaleur à moins de 16 % de la chaleur fournie, en partie grâce à l’abaissement de la température du réseau. Le système dessert un total de 159 logements et les démonstrations du projet à Høje Taastrup permettent d’économiser plus de 600 tonnes de CO2 par an. Dans le nouveau quartier Brunnshög de Lund (Suède), la principale source de chaleur résiduelle de faible qualité est un accélérateur de particules situé sur le site de recherche MAX IV. Cette chaleur est mise à la disposition du district par l’intermédiaire d’un réseau appelé à devenir la plus grande installation de chauffage à long terme d’Europe, qui fait également appel à d’autres sources d’énergie renouvelables.
Polyéthylène avec résistance aux températures élevées
L’une des principales innovations du projet a été le développement d’un nouveau type de tube PE-RT, qui utilise du polyéthylène soudable avec une résistance accrue à la température. Ces tubes offrent des avantages tels qu’un déploiement plus facile (car ils peuvent être littéralement déployés), un système de détection des fuites, une meilleure isolation et un fonctionnement à des pressions plus élevées (jusqu’à 13 bars dans les systèmes CUBT), ce qui permet de réduire les pertes de chaleur. Plusieurs kilomètres de tubes PE-RT ont été installés sur les deux sites de démonstration. Les tubes offrent également la possibilité d’utiliser le soudage par électrofusion. Lorsque ce processus sera normalisé et approuvé pour une utilisation dans les systèmes CUBT, il pourrait contribuer à éliminer un goulot d’étranglement majeur, explique Reto Michael Hummelshøj: «Il y a un manque de soudeurs d’acier certifiés. Les raccords d’électrofusion permettraient à des travailleurs normaux de raccorder des tuyaux avec seulement quelques jours de formation».
Potentiel d’économie du côté des services publics
Depuis l’achèvement du projet, un membre industriel du consortium du projet a commercialisé le nouveau tube PE-RT. «Grâce à l’expérience acquise dans le cadre du projet, un fabricant a pu lancer de nouveaux types de tubes dans sa gamme de produits, sous la marque LOGSTOR PertFlextra », ajoute Reto Michael Hummelshøj. «Plusieurs projets en cours prévoient d’utiliser ces tubes en plastique pour alimenter des zones en chauffage urbain moderne à basse température.» Reto Michael Hummelshøj note que plusieurs autres fabricants mettent également sur le marché de nouveaux tubes en plastique multicouches pré-isolés. En outre, de nouveaux raccords sont en cours d’élaboration, notamment les manchons d’électrofusion utilisés dans les canalisations d’eau potable. «La leçon la plus importante est que les systèmes de distribution de tubes ne doivent pas être négligés dans les programmes de rénovation», remarque Reto Michael Hummelshøj. «Trop de projets de rénovation se concentrent sur l’amélioration de l’enveloppe du bâtiment et oublient les importantes économies potentielles au niveau de la distribution de la chaleur. Ces points ont été clairement soulignés tout au long du projet COOL DH.» Une autre leçon tirée du projet est qu’il peut être difficile de prendre des décisions communes dans les associations de logement. «Les conséquences pour chaque locataire doivent être calculées et les avantages clairement expliqués afin d’obtenir une majorité lors du vote sur le changement du système de chauffage», conclut Reto Michael Hummelshøj.
Mots‑clés
COOL DH, chauffage urbain à basse température, chauffage urbain, CUBT, chaleur excédentaire, crise énergétique
