La technologie des réseaux de chauffage et de refroidissement urbains au service du futur système énergétique intelligent

Qu'est-ce que la technologie des réseaux de chaleur et de froid ? comment fonctionne-t-elle ?

Le chauffage urbain fournit de la chaleur aux bâtiments, sous la forme de vapeur ou d'eau chaude produite à partir d'une source d'énergie (gaz, énergie renouvelable, déchets, etc.) qui transite par des conduites souterraines en boucle fermée. L'eau est ensuite renvoyée à la source, réchauffée et transférée aux bâtiments dans un cycle continu. Un circuit de refroidissement urbain fonctionne de la même manière, à ceci près que l'eau réfrigérée est acheminée vers les bâtiments pour en assurer la climatisation.

Le chauffage et le refroidissement des habitats sont responsables d'environ 40 % de la consommation énergétique globale. À l'instar de l'évolution des systèmes de construction et de transport, la technologie des réseaux de chaleur et de froid a beaucoup progressé depuis son introduction à la fin du XIXe siècle. La tendance de développement des trois premières générations de réseaux privilégiait une température de distribution basse.

La quatrième génération (dite « 4GDHC ») quant à elle relève le défi d'adapter la technologie des réseaux de chauffage et de refroidissement urbains aux bâtiments économes en énergie et de contribuer au développement des énergies renouvelables en utilisant la chaleur résiduelle à basse température et en reliant le réseau électrique au réseau thermique.

Tractebel est actuellement impliqué dans plusieurs projets « 4GDHC » :

• un circuit de chauffage urbain utilisant la chaleur géothermique couplée à une pompe à chaleur ;
• un circuit de refroidissement urbain utilisant des groupes froids standards couplés à un stockage thermique de glace.

Nos équipes proposent également des solutions dites « intelligentes » combinant le chauffage et le refroidissement urbains avec les réseaux d'électricité et de gaz et l'utilisation de sources renouvelables :

• circuits de chauffage et refroidissement urbains couplés utilisant la production combinée de chaleur et d'électricité (appelée « PCCE » ou « cogénération ») avec des groupes froids standards et à absorption ;
• utilisation d'un lac ou d'un réseau d'eau non potable pour le refroidissement des groupes froids.

“ La prochaine génération de réseaux de chauffage et de refroidissement urbains (5GDHC), basée sur l'échange d'énergie thermique entre des bâtiments ayant des besoins différents et l'alimentation en eau très basse température (proche du sol) de pompes à chaleur décentralisées, commence à émerger. Au fil de son évolution, Tractebel continuera à la promouvoir, parallèlement à d'autres solutions innovantes qui favorisent un système énergétique intelligent. Des technologies comme celles-ci, qui réduisent à la fois les émissions et la consommation d'énergie primaire, nous rapprochent un peu plus de notre volonté de concevoir un avenir neutre en carbone ensemble.” Marine BAGONNEAU, Ingénieure Projets, Tractebel en France

Zoom sur le projet

Le projet GéoMarne, auquel nous contribuons en association avec ENGIE, en Ile de France (77), est une véritable réussite. Nous sommes en charge des services de gestion de projet pour la centrale et les réseaux, tant au niveau de la conception que de l'exécution du projet. Les principales caractéristiques techniques sont les suivantes :

• Géothermie profonde (aquifère du Dogger de -1 900 m) couplée à des pompes à chaleur, relayées par des chaudières gaz, P_total = 47 MW ;
• Chauffage urbain : 19 km dans les communes de Champs-sur-Marne et Noisiel ;
• Centrale géothermique : pré-FEED et conception de base, approvisionnement, conception détaillée, construction et raccordement, mise en service, essais industriels, réception des travaux (y compris 3D — BIM (Revit)) ;
• Chauffage urbain : conception du réseau avec FATHOM (logiciel de simulation thermohydraulique) ;
• Mise en service : automne 2021 ;
• Fourniture de chauffage et d'eau chaude sanitaire pour > 10 000 logements équivalents ;
• > 80 % d’énergies renouvelables.

Retrouvez notre article détaillé sur ce projet.