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22/01/2018

Entre diversification et innovation, les nouvelles orientations des gestionnaires des réseaux de chaleur

Au cœur de la transition énergétique, les réseaux de chaleur permettent d’intégrer massivement les EnR&R. Ces nouvelles sources d’énergie associées à des technologies novatrices offrent de nouvelles possibilités pour des réseaux plus performants et poussent le secteur à se transformer.

Encouragés par la dynamique EnR&R[i], de nouveaux projets participent au développement des énergies locales

 

Boostée par la politique énergétique, la chaleur d’origine renouvelable livrée via les réseaux a fortement progressé en 10 ans. Elle représente 50% de la chaleur transitant dans les réseaux en 2015[ii] et 77% des réseaux utilisent au moins une source EnR&R[iii].

En France, la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte (LTECV) et la Programmation Pluriannuelle de l’Energie (PPE) donnent des objectifs très concrets en termes de chaleur livrée d’origine EnR&R. En 2023, elle devra avoisiner 2,3 Mtep et atteindre 3,4 Mtep en 2030 (5 fois plus qu’en 2012 d’après la LTECV).

 

Au premier rang de ces énergies renouvelables se situent la biomasse et la géothermie dont l’utilisation est particulièrement mature[iv]. Néanmoins, de plus en plus de projets témoignent d’une diversification des sources d’énergie exploitées.

Les collectivités se recentrent sur un mix énergétique local maîtrisé et efficace notamment depuis l’obligation pour les communes de plus de 50000 habitants de mettre en place des PCET[v]. Ainsi la création (ou la diversification) d’un réseau de chaleur va aujourd’hui de pair avec un recours aux énergies locales. Il s’agit de garantir une viabilité énergétique du système voire de la commune et de minimiser les impacts tant environnementaux (émissions de CO2 notamment) qu’économiques (coût de l’énergie et des infrastructures).  En fonction des gisements disponibles, les nouvelles sources regroupent ainsi la valorisation des eaux usées, le solaire thermique, la chaleur récupérée de data center, la géothermie marine, la chaleur fatale industrielle ou encore le biogaz.

 

La valorisation de ces nouvelles sources répond ainsi aux objectifs locaux. Elle permet en outre d’accompagner le développement de nouvelles filières EnR&R, mais aussi de créer des synergies entre des filières industrielles existantes (la sidérurgie par exemple) ou naissantes (comme le Power-to-Gas).

Cette dynamique encouragée par le développement des EnR&R contribue ainsi à répondre aux objectifs fixés par le gouvernement et stimule les initiatives innovantes.

 

Avec les nouvelles technologies, les réseaux de chaleur s’orientent vers de nouvelles infrastructures 

 

Utiliser de nouvelles sources d’énergies nécessite une adaptation des réseaux de chaleur. En premier lieu, la plupart supposent une température du fluide transitant dans les réseaux réduite. Les réseaux dits « basse température » sont voués à se développer et présentent en outre un avantage non négligeable car ils permettent de réduire les pertes.

Au-delà d’un nouveau type de réseau, c’est le modèle tout entier qui est remis en cause avec l’exploitation de nouvelles sources locales. En effet, le réseau centralisé avec une unique centrale thermique desservant des consommateurs se voit remplacé par un réseau à sources multiples, de plus faibles puissances et souvent intermittentes avec des échanges de flux à double sens.

 

Deux nouveaux types de technologies permettent de gérer un tel système. Tout d’abord le stockage, dont le rôle devient primordial pour garantir un équilibre offre/demande avec des sources intermittentes et des besoins qui évoluent au rythme des saisons, et même des heures de la journée. La PPE prévoit d’ailleurs d’encourager la R&D dans ce domaine, les technologies n’étant pas toutes matures pour répondre à ces nouveaux systèmes. Viennent ensuite les Nouvelles Technologies de l’Information et de la Communication (NTIC). Elles deviennent indispensables pour gérer un ensemble multiple de points et flux afin de garantir une efficacité énergétique et économique du réseau. Ainsi la filière réseau de chaleur s’appuie sur l’essor de ces technologies permettant d’une part la fiabilisation du réseau (via la transmission d’alertes et la visualisation de l’état de santé du système à distance), d’autre part, le pilotage des réseaux en temps réel pour ajuster la production à la demande. En particulier, l’analyse des données remontées par les équipements communicants (compteurs évolués, télérelève, gestion technique du bâtiment (GTB), gestion technique centralisée (GTC), automates) révolutionne désormais le mode de gestion de ces systèmes et offre de nouvelles possibilités. Parmi ces dernières, nous pouvons noter l’émergence de nouvelles synergies entre les différents réseaux pour optimiser de plus en plus les interactions entre gaz, électricité et chaleur.

Le projet Descartes grid[vi] à Marne-La-Vallée est intégré au démonstrateur pour la ville durable « Descartes 21 » et a justement pour objectif de déployer un « smart grid électrique et thermique ».

 

De nouveaux métiers et synergies émergent pour concevoir des réseaux plus innovants et efficaces

 

L’émergence des nouvelles technologies et les objectifs de développement des EnR&R conduisent les acteurs du marché à se tourner vers ces solutions. En particulier, l’évolution des industriels exploitants est claire : ils diversifient leur mix énergétique et investissent dans les services et l’innovation pour proposer des solutions clés en main et performantes aux collectivités.  

Ces industriels voient ainsi certains de leurs métiers transformés au premier rang desquels la maintenance. Les NTIC révolutionnent la supervision des systèmes et offrent de nouveaux outils et méthodes pour gérer les réseaux. La possibilité de visualiser des états à distance permet, d’une part d’anticiper les interventions, et d’autre part, de mieux traiter les réparations éventuelles. D’une maintenance préventive, il est ainsi possible de passer à une maintenance prédictive et d’améliorer la qualité de service.

De nouveaux métiers émergent en lien avec l’analyse des données remontées par les nouveaux outils et peuvent soit être directement intégrés par les exploitants, soit donner lieu à de nouvelles collaborations.

 

Le marché de l’exploitation des réseaux de chaleur est aujourd’hui concentré autour de 4 acteurs majeurs et laisse peu de place aux nouveaux entrants du fait des investissements capitalistiques nécessaires. Néanmoins, l’arrivée de technologies innovantes et de nouvelles sources d’énergie ouvre ce marché aux acteurs spécialisés dans les solutions digitales (StudioFly Technologie par exemple[vii]) ou les sources alternatives (Hélioclim dans le solaire thermique par exemple[viii]) avec lesquels les exploitants doivent collaborer. Il est ainsi facile d’imaginer des équipementiers intervenir pour proposer des solutions innovantes telles que celles proposées pour le chauffage individuel. De même, avec la récupération de données, de nouveaux fournisseurs de services digitaux pourraient intervenir en tant qu’agrégateur par l’intermédiaire de plateformes d’échange de données.

Si ces interactions sont encore en gestation, de nouvelles synergies s’imposent à différents niveaux : les villes et centres de R&D partagent leurs bonnes pratiques, les métiers s’inscrivent dans une démarche de mutualisation des coûts, les systèmes intègrent plusieurs énergies. Les démonstrateurs français sont encore peu nombreux mais la transformation est en cours. L’innovation couplée à un nouveau mode de pensée, plus global, propose des défis qui vont au-delà des enjeux purement technologiques.

 

 

Retrouvez l’étude EnergyLab « Les réseaux de chaleur en France 2015-2030, 15 ans pour mobiliser 10 Mds€ d’investissements dans les infrastructures » sur le blog Energies & Environnement.

Retrouvez l'intégralité des articles publiés dans le Mag 2017 sur notre Blog.

 

Sia Partners

 


[i] ENR&R : Energies Renouvelables et de Récupération

[ii] Selon l’enquête nationale SNCU 2016

[iii] Selon l’enquête nationale SNCU 2016

[iv] 283 réseaux de chaleur utilisent au moins une part de biomasse. Géothermie et biomasse représentent plus de 20% de l’énergie délivrée par les réseaux en 2015 selon l’enquête nationale SNCU

[v] Plan Climat Energie Territorial

[vi] Lancé en 2013, le projet a pour objectifs de développer le potentiel d’EnR&R en utilisant toutes les ressources locales, de mutualiser les besoins énergétiques des différentes typologies de bâtiments et d’optimiser la distribution par un smart grid. Le projet Descartes 21 bénéficie du dynamisme du 1er pôle de R&D français sur la ville durable (et un des premiers au monde) et s’étend sur 600 000 m2 de bâti de typologies différentes. Il regroupe un consortium d’acteurs parmi lesquels EDF, Enedis et Dalkia. Il doit permettre d’éprouver des solutions innovantes à l’horizon 2018-2020.

[vii] StudioFly Technologie propose notamment des solutions de thermographie par drones aériens. Dalkia travaille avec l’entreprise pour inspecter les réseaux de chaleur de Vénissieux depuis 2015.

[viii] La base de défense de St Christol d’Albion est le premier projet de champ de capteurs pour alimenter un réseau de chaleur. Hélioclim réalise le champ de 160 capteurs solaires en partenariat avec IDEX pour le couplage à un réseau 100% solaire. Le démonstrateur a été lancé en mars 2017 et est attendu pour 2018.

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