Les réseaux de chaleur...

Le réseau de chaleur : fournir de la chaleur à l’échelle d’une ville

 Le chauffage urbain, il suffisait d’y penser…

Un réseau de chaleur ou réseau de chauffage urbain est un réseau de chauffage à distance : la chaleur, produite de façon centralisée, est distribuée de façon à fournir chauffage et eau chaude sanitaire au plus grand nombre d’usagers (occupants de logements collectifs, bâtiments publics, bureaux) sur le périmètre desservi par le réseau. Le principe est de relier plusieurs bâtiments pour les chauffer ensemble.

La chaleur est produite par une ou plusieurs installations et transportée sous forme d’eau chaude ou de vapeur grâce à un réseau de canalisations calorifugées qui circulent sous la voirie.

 Les trois composantes d’un réseau de chaleur

Un réseau de chaleur comprend une ou plusieurs unités de production de la chaleur, un circuit de canalisations pour la distribuer et un ensemble de postes de livraison à partir desquels la chaleur est délivrée et transférée aux bâtiments.

Les unités de production

Ce sont des installations toujours plus innovantes et entretenues par des professionnels. De nombreuses sources d’énergies peuvent être à l’origine de la production de chaleur :

– des énergies dites fossiles comme le gaz par exemple

– des énergies renouvelables comme la biomasse

– des énergies de récupération telle que la chaleur fatale

Le recours aux énergies fossiles, plus polluantes, est réservé à la fourniture de chaleur en cas de pointes de consommation. Avec les performances énergétiques des nouveaux bâtiments, des sources intéressantes de chaleur deviennent exploitables comme par exemple la récupération de chaleur sur les eaux usées.

Certaines unités de production fonctionnent sur le mode de la cogénération : elles produisent simultanément deux formes d’énergies différentes, le plus souvent de l’électricité et de la chaleur réinjectée dans le réseau de chauffage urbain. La cogénération permet de combiner énergies fossiles et énergies renouvelables par la valorisation d’une énergie habituellement inexploitée.

Le circuit aller retour du réseau de distribution primaire

Le réseau de distribution primaire est constitué d’une double canalisation qui chemine sous la chaussée. Un circuit « aller » achemine le fluide énergétique (eau chaude ou vapeur d’eau) vers les postes de livraison ou « sous-stations ». Un circuit « retour » ramène ce fluide, une fois la chaleur délivrée à l’immeuble, vers son unité de production. Le fluide est alors à nouveau chauffé puis renvoyé dans le réseau.

Echangeur de chaleur et réseau de distribution secondaire

Situées en pied d’immeuble, les sous-stations de livraison permettent le transfert de la chaleur du réseau primaire au réseau secondaire, qui alimente en chaleur et eau chaude sanitaire les logements des bâtiments desservis. Les sous-stations sont composées d’un échangeur et d’un compteur de chaleur transférée qui permet de connaître la consommation d’énergie de chaque bâtiment. Ces sous-stations remplacent les chaufferies collectives d’immeuble : moins encombrantes, moins polluantes, elles sont plus sûres en terme de sécurité d’approvisionnement et de sécurité pour les usagers. Le réseau secondaire est géré par le gestionnaire de l’immeuble raccordé, lui-même abonné au réseau de chauffage urbain.

Zoom sur la solution de production de chaleur
Du réseau de Boulogne-sur-Mer

Au chemin vert :  le choix du bois comme source d’énergie prioritaire

La biomasse valorisée par la chaudière bois du Chemin Vert provient essentiellement de plaquettes forestières, composées de branchages, cimes… habituellement laissés sur les parcelles et non exploités.

Cette biomasse est préparée depuis une plateforme locale sur laquelle sont collectés, broyés et criblés les différents produits qui constitueront ces plaquettes forestières. La biomasse est ensuite contrôlée pour vérifier sa qualité calorifique et s’assurer ainsi du rendement optimum de la chaudière. Acheminé vers la chaufferie au moyen de grappins et convoyeurs, ce « bio combustible » est stocké dans des silos afin d’alimenter la chaudière bois au fur et à mesure des besoins en énergie. La biomasse est brûlée dans le foyer à combustion à une température d’environ 900°. Pour éviter tout rejet d’éléments polluants dans l’atmosphère, les fumées de combustion sont filtrées et les cendres évacuées par des professionnels.

La chaudière bois est implantée au cœur d’une chaufferie qui fonctionne sur le mode de la cogénération : l’installation produit simultanément de l’électricité et de la chaleur haute pression. L’énergie thermique produite sous forme de vapeur vient alimenter une turbine qui, couplée à un alternateur, produit de l’électricité.

Un appoint gaz permet, en cas de températures extrêmement basses, de se substituer à l’ensemble de la production de chaleur.

La biomasse désigne l’ensemble des matières organiques d’origine végétale et animale qui, par leur valorisation, produisent de l’énergie. Cette « biomasse énergie » représente 47% des énergies renouvelables.

Récupération pompes à chaleur sur eaux claires

L’énergie fatale ou chaleur fatale désigne l’énergie naturellement présente ou piégée dans certains produits ou processus dont l’objectif n’est pas la production d’énergie.

Récupération sur incinérateur

Le saviez-vous ?

La station Séliane rejette par jour 40t de boues et 20000 m3 d’eau à 12°

Sur l’axe Liane : le choix de la récupération d’énergie dite fatale

L’énergie fatale valorisée depuis la station d’épuration Séliane provient des eaux usées et des boues, une énergie qui serait perdue si elle n’était pas récupérée au moment où elle est disponible dans le processus de traitement des eaux.

Cette récupération d’énergie représente pour les réseaux de chaleur, seuls réseaux actuellement en capacité de les valoriser, un fort potentiel d’apport énergétique. Cette récupération de chaleur fatale se fait sur le site même de production avant d’être transférée sur le réseau de chaleur, avec deux procédés différents sur la station Séliane :

– l’utilisation de pompes à chaleur installées sur les eaux de rejet ,

– la récupération des fumées de l’incinérateur de boues issues du traitement des eaux usées.

Dans les deux cas, c’est la différence entre une température initiale et une température obtenue qui va être à l’origine du transfert de puissance énergétique dans le réseau.

Les pompes à chaleur ou PAC

Elles sont mises en place sur les eaux de rejet « claires » (préalablement traitées). En abaissant de 6° la température naturelle de ces eaux à 12°, les PAC récupèrent 3.5 mégawatt de chaleur pour 1 mégawatt de consommation électrique. Ce mode de récupération de la chaleur est dit de basse température.

Récupération sur l’incinérateur de boues

Une station d’épuration rejette au quotidien des tonnes de boues qui sont incinérés et dont les fumées, sans la valorisation par un réseau de chaleur, sont rejetées dans l’atmosphère en même temps que l’énergie potentielle qu’elles contiennent.

A partir des gaz d’échappement de l’incinérateur à boues, le récupérateur de chaleur produit de la chaleur en abaissant leur température via des échangeurs thermiques de 875° à 180°. Cette différence de températures permet de réinjecter dans le réseau de chaleur une puissance de 1MW.

A proximité, la chaufferie Liane constitue un appoint gaz de sécurité.

Les eco gestes

Avec la mise en oeuvre du réseau de chaleur de Boulogne-sur-Mer, La Ville contribue à une politique de développement durable. En tant que citoyen, chaque habitant peut participer à ce challenge collectif de la maîtrise des consommations d’énergie en adoptant, au jour le jour, de petits gestes écologiques, futés et pas compliqués…