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Point de vue de Bertrand Guillemot (Dalkia) :

À l’origine, le réseau de chaleur était une chaîne linéaire « production – transport – distribution – consommation ». Dès l’origine, l’objectif était de rationaliser le chauffage et d’optimiser la production en la centralisant. Aujourd’hui, ce n’est plus seulement la consommation qui oriente la production de chaleur, mais un ensemble de facteurs.

Grâce à leur organisation centralisée, les réseaux de chaleur ont toujours su s’adapter aux différentes évolutions engendrées par les politiques énergétiques : chocs pétroliers, le passage du fuel au charbon et aujourd’hui la conversion et le développement des énergies renouvelables.

Ainsi, les réseaux de chaleur existants s’adaptent facilement aux EnR&R. Certains accueillent d’ailleurs depuis les années 1970 de la géothermie (le réseau de chauffage de Melun créé dans les années 1970 fonctionne toujours).

Les réseaux de chaleur se développent également pour répondre à la demande de chauffage existante : près de 33 % de l’énergie en France est convertie en chaleur pour alimenter les bâtiments tertiaires et résidentiels. Même si la règlementation thermique RT 2012 va permettre de réduire la consommation d’énergie et la RT 2020 va développer les bâtiments à énergie positive, les bâtiments auront tout de même besoin de chauffage et ils auront certainement besoin de plus en plus de fraîcheur. La mission des réseaux de chaleur est désormais de mettre en cohérence ces différents besoins avec les énergies disponibles.


Source : Dalkia

Un réseau de chaleur est une installation complexe avec de multiples acteurs :

  • une collectivité, le concédant qui s’apparente au propriétaire du réseau de chaleur signe un contrat avec l’opérateur,
  • des clients qui signe un abonnement avec l’opérateur. Ce sont en majorité des sociétés, propriétaires immobiliers et bailleurs sociaux qui mettent à disposition des utilisateurs la chaleur,

Chacun de ces acteurs a des attentes particulières. L’opérateur doit répondre à l’ensemble de ces attentes dans un cadre réglementaire contraint.

Qu’est-ce qu’un réseau de chaleur intelligent ?

Le règlement (UE) n°347/2013 donne une définition de ce qu’est un Smart grid mais il ne mentionne que l’électricité.

Wikipédia explique que les « "réseaux intelligents" sont des réseaux matériels de distributions de fluides (électricité, eau, gaz, pétrole...) [la chaleur n’est pas mentionnée] et/ou d’information (télécommunications) qui ont été "augmentés" (rendus intelligents) par des systèmes informatiques, capteurs, interfaces informatiques et électromécaniques leur donnant des capacités d’échange bidirectionnel et parfois une certaine capacité d’autonomie en matières de calcul et gestion de flux et traitement d’information ». Sur les réseaux de chaleur, ces différents systèmes étaient déjà installés dans les années 1980-1990.

L’objectif du réseau de chaleur intelligent est de mettre de la cohérence entre les différentes énergies (gaz, électricité et chaleur) et les demandes des clients du réseau. Cette cohérence sert les attentes de la collectivité territoriale qui souhaite à la fois efficacité économique, réduction de l’impact environnemental et gestion multi-énergies afin de mitiger ses risques.

Les attentes des clients ne sont pas nécessairement alignées sur celles de la collectivité. Ainsi, le client est principalement intéressé par le prix qui lui est proposé. Cette optimisation budgétaire est souvent contradictoire avec le développement d’une gestion multi-énergies ambitieuse. Le client souhaite également le respect des réglementations et des obligations légales (par exemple, dans les bâtiments collectifs, les contraintes de températures permettent de prévenir un certain nombre de maladies dont la légionellose) et la mise en place de solutions peu invasives (il n’est pas possible de rentrer chez les utilisateurs pour faire des trous dans les murs, passer des canalisations et multiplier les capteurs, etc.).

La réponse de l’opérateur face aux demandes d’efficacité économique et d’optimisation budgétaire est une optimisation des investissements et la mise en œuvre d’un suivi en temps réel des situations. Le pilotage du réseau est en train de passer du mode « la chaleur était produite sans grande préoccupation de la consommation » à un mode « la chaleur est produite pour répondre à une demande actuelle ou à venir en limitant l’impact ». Cette demande n’est pas nécessairement de la chaleur utile à l’instant T pour les clients. Il s’agit d’avoir une démarche d’optimisation énergétique – ne pas seulement produire en quantité, mais de surveiller la qualité de l’énergie consommée et quand elle est consommée – et c’est bien l’objet des réseaux intelligents. Outre une conception et une gestion sophistiquée, un des moyens est également d’informer et de sensibiliser les utilisateurs aux bonnes pratiques.


Source : Dalkia

Pour aller vers des réseaux de chaleur plus intelligents, il faut travailler sur la complémentarité et la performance du réseau. Il faut arriver à déterminer comment déconnecter la production de la consommation, voire comment contrôler la consommation. Chaque client a ses caractéristiques de consommation et ses attentes.

L’objectif est d’optimiser, au meilleur coût, l’impact et les énergies disponibles, sécuriser et répondre à ces demandes qui continueront d’exister même si elles diminueront.

En réponse à ces différentes demandes des clients, et aux attentes de la collectivité, l’opérateur du réseau de chaleur propose différents types d’énergies :

  • fossiles : gaz, fuel, charbon ;
  • fatale ou de récupération, issue d’usines d’incinération des ordures ménagères ou de procédés industriels, ou en Europe de cogénérations (le réseau de chaleur de la ville de Dunkerque est alimenté à 65 % par de la chaleur fatale provenant des usines d’Arcelor Mittal, le réseau de froid de Barcelone sera alimenté par du froid récupéré sur le terminal gazier de la ville) ;
  • EnR : biomasse, géothermie exploitée depuis longtemps, thalassothermie exploitée depuis quelques années à Monaco et depuis 3 ans à Cherbourg. D’autres énergies, comme le solaire, restent encore exceptionnelles en réseau en France parce que l’opérateur n’a pas trouvé de modèle économique supportable pour les clients ;
  • enfin, l’électricité. qui reste négligeable dans le mix énergétique des réseaux de chaleur mais qui se développe. Elle est principalement un moyen de valoriser une autre source de chaleur, géothermie ou thalassothermie, à l’aide de pompes à chaleur.

Grâce à cette variété de systèmes, l’opérateur propose une certaine flexibilité électrique, principalement en matière de production électrique avec les cogénérations qui produisent aussi de la chaleur mais aussi de consommation ou d’effacement électrique grâce aux pompes à chaleur qui peuvent être démarrées ou arrêtées en fonction de l’état du système électrique. La flexibilité existe aussi sur la partie chaleur grâce aux stockages thermiques.

La difficulté réside dans la diversité des paramètres : l’opérateur du réseau travaille en multi-énergies, multi-sources, multi-impacts. La température du réseau est fluctuante et influe sur le débit et les températures de retour qui ont un impact le rendement de la production et de la distribution. L’opérateur doit projeter le réalisé dans un futur : quotas de CO2, pourcentage d’ENR&R, coût final, pour mesurer les impacts et faire les meilleurs choix.

Aujourd’hui, il est déjà possible, grâce la contribution des réseaux de chaleur, de mettre en cohérence les différentes énergies disponibles avec les besoins et contraintes du territoire.


Source : Dalkia

La gestion des réseaux de chaleur et de froid intelligents se fait d’abord à partir des consommations, passe par le réseau et finie aux installations de production et aux de stockage. La gestion est menée à partir des systèmes d’analyse et de reporting. Elle prend en compte les aspects quantitatifs mais aussi les aspects qualitatifs, caractère ENR&R, température, quantité équivalente de CO2, etc.

Différents moyens techniques sont déjà mis en œuvre pour surveiller et piloter l’action du réseau de chaleur chez les consommateurs : compteurs évolués, télégestion, télérelevé, gestion technique du bâtiment (GTB), gestion technique centralisée (GTC), automates. Ces outils permettent de recueillir les données.

Ainsi, l’intelligence existe déjà dans la gestion de toutes les sous-stations de livraison que nous installons. Elles sont toutes équipées d’un compteur communicant qui transmet l’ensemble des informations utiles au système de gestion mais qui peut également recevoir des ordres de sa part.

L’ensemble de ces matériels communiquent par différents moyens : historiquement avec le réseau téléphonique commuté (RTC), aujourd’hui par GPRS, 3G, ADSL, VPN, fibre optique, etc. Les données sont gérées automatiquement et ensuite analysées par l’opérateur, qui réagit au travers d’actions sur la production avec des outils d’aide à la décision et de transmission d’ordre (outils de modélisation, cartographie, GTC, automates, compteurs, etc.).

A posteriori, mais de plus en plus en temps réel, l’opérateur informe l’ensemble des acteurs du système à travers les systèmes de reporting. Le reporting sert d’abord à informer tous les clients, qui peuvent être soit le client, soit le bailleur, soit l’utilisateur. L’opérateur réalise donc un double reporting, à la fois vers le client et vers l’utilisateur. Aujourd’hui, nous avons mis en place sur un grand nombre de nos réseaux des systèmes d’alertes SMS qui permettent d’informer les différents acteurs sur la situation, les évènements à venir, les éventuelles défaillances.

Le reporting sert également à informer les autorités locales et la collectivité.

Historiquement, l’objectif de conduite de la production était de faire en sorte de mettre en adéquation la production avec la consommation. Aujourd’hui, les projets mis en œuvre cherchent plutôt à décorréler autant que possible la production des pics de consommation pour optimiser les impacts et le coût.

Chaque réseau, même celui de Varsovie qui est le plus grand que nous exploitons avec 1 500 kilomètres de canalisations, connaît un fort pic de consommation le lundi matin parce que, les bureaux sont mis en réchauffage et l’ensemble des habitants prennent leur douche alimentée par le réseau. Pour répondre à ce pic de consommation, trop souvent la chaleur est produite par des centrales qui peuvent répondre rapidement à cette pointe en utilisant de l’énergie fossile (à Varsovie du charbon).

Aujourd’hui, un gros travail est fait sur le stockage de chaleur. Il permet d’agir facilement sur la corrélation et la décorrélation de la production et de la consommation. Le stockage de la chaleur a des rendements supérieurs à 80 ou 90 % (certains systèmes de stockage d’électricité ont des rendements de 30 %).

Le stockage sert l’objectif principal de notre travail, qui est d’agir sur la qualité de la chaleur fournie et non seulement sur la quantité. Tous les mégawattheures ne se valent pas. Un mégawattheure de chaleur fatale sorti d’une usine sera envoyé « aux petits oiseaux » si nous ne l’utilisons pas, il ne peut pas être avoir la même valeur qu’un mégawattheure sorti d’une chaudière charbon.


Source : Dalkia

La mise en œuvre du réseau de chaleur doit prendre en compte la notion de planification urbaine. Il faut faire des choix (quels bâtiments seront raccordés au réseau de chaleur, quelles énergies seront utilisées, quels impacts cela aura) en fonction du mix énergétique (électricité, gaz, chaleur) souhaité pour le quartier. Cela est possible grâce à l’outil « Gestion Mix ». Il permet à l’opérateur de proposer aux autorités territoriales de comparer différents mix énergétiques en prenant en compte les types de bâtiments, les demandes et les ressources en fonction de différents critères (empreinte environnementale, développement durable, etc.).

La Direction générale de l'énergie et du climat (DGEC) travaille également sur ces sujets de planification urbaine. Elle a lancé un appel d’offres, auquel a répondu la Fédération des services énergie environnement (FEDENE) et le Syndicat national de chauffage urbain et de la climatisation (SNCU), pour mettre en corrélation des cartographies de réseau avec des demandes de chaleur. Le Schéma régional du climat, de l’air et de l’énergie (SRCAE) d’Île-de-France est un bon exemple du travail effectué sur le sujet. Il donne une idée précise du potentiel de développement des réseaux de chaleur et permet d’orienter la politique environnementale de la région Île-de-France.

D’autres outils permettent de mieux concevoir les réseaux de chaleur et la stratégie d’exploitation : outils de modélisation du comportement du client, du réseau et des centrales, outils de prévision et outils d’optimisation.

Ces outils permettent de déterminer, en fonction des systèmes de production et du comportement des clients, s’il est plus rentable de gérer un réseau de chaleur à 80 °C ou à 100 °C ou à 110 C. Actuellement, il est plus rentable de gérer un réseau de chaleur qui peut monter jusqu’à 110 °C quelques heures par an mais qui fonctionne la très grande majorité du temps à 70°C, plutôt que d’opérer un réseau qui fonctionne en permanence à 70°C. Il est ainsi possible d’installer des tuyaux plus petits, de mieux travailler l’isolation, etc. C’est moins capitalistique et aussi efficace. En revanche, il faut prévoir les impacts que ce choix aura en période de pointe. Modélisation et prévision sont les clés de la réussite des réseaux de chaleur intelligents.

Il faut également travailler sur la structure tarifaire et la sensibilisation du client. Les structures de prix que nous pratiquons ne valorisent pas la différenciation qualitative de l’énergie ni la manière de la consommer.


Source : Dalkia


Source : Dalkia

Pour que les réseaux de chaleur soient complètement intelligents, aujourd’hui il existe encore différentes contraintes :

  • il manque une volonté forte des autorités, qui permettra de débloquer des moyens. Les autorités locales lancent des appels d’offres pour des réseaux de chaleur qui décrivent parfois de manière très détaillée la solution technique et la structure tarifaire à appliquer. Il faut laisser l’opérateur proposer des solutions innovantes car il possède un vrai savoir-faire et une capacité d’intégration qui permettent l’optimisation ;
  • il manque des opportunités de marché, notamment face aux prix de l’électricité qui sont bas et aux prix du gaz qui s’effondrent. La France a un outil industriel formidable entre l’électricité et le gaz : le réseau de chaleur fait le lien entre ces deux énergies, en y ajoutant les ENR&R. Il sait stocker efficacement de l’énergie pour son usage final, il sait produire une grande flexibilité ;
  • le marché de capacités n’est pas mature et il n’encourage pas à multiplier et diversifier les outils de production. Le développement de ce marché dynamisera les cogénérations, les installations de pompe à chaleur et le stockage d’énergie sous forme thermique ;
  • la culture d’intégration des différentes énergies est assez faible. Aujourd’hui, nous sommes plus dans l’opposition des énergies plutôt que dans leur complémentarité. Le réseau de chaleur a un rôle à jouer sur le sujet ;
  • le coût des systèmes représente un investissement très élevé dont la rentabilité, du fait de éléments cités précédemment est encore trop faible pour mettre en place des réseaux très sophistiqués ;
  • l’acceptation des clients qui ont peur de l’impact de ces nouvelles sources d’énergie et de ces systèmes de gestion sur leur confort et sur les prix. Il faut continuer de les rassurer ;
  • l’acceptation des opérateurs parce que ces nouveaux systèmes sont plus complexes à gérer. Il faut également qu’ils trouvent le modèle d’affaires de la vente d’économies d’énergie.


Source : Dalkia

Nous disposons de beaucoup d’outils intelligents et d’innovations. Mais aujourd’hui, ils peinent à être mise en œuvre parce que le marché n’est pas encore mature.


Bertrand Guillemot
04 mars 2014



Bertrand Guillemot est Responsable Département Expertise Techniques à la Direction technique du groupe Dalkia. Dalkia développe une offre de services centrés sur l’efficacité énergétique et environnementale : grands réseaux de chaleur ou de froid urbains, utilités industrielles, maintenance des installations thermiques et techniques, gestion globale des bâtiments, etc.




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