Direction territoriale Ouest

Réseaux de chaleur

Odile Lefrère – Pôle Réseaux de Chaleur | CVRH Nantes 2015

24 janvier 2014

Séquence II 

Direction territoriale Ouest Quizz

Dans quel partie du monde trouve t-on le plus de réseaux de chaleur ?

Les États-Unis

La Russie

La Chine

Dans quel partie du monde trouve t-on le plus de réseaux de chaleur ?

Les États-Unis

La Russie

La Chine

La Russie concentre 55% de la puissance mondiale du chauffage urbain, principalement dans des réseaux datant de l’ère soviétique

Quelle est la part du chauffage assurée par les réseaux de chaleur au Danemark ?

● 5 %● 33 %● 55 %

dbdh.dk

La Planification énergétique locale très forte depuis les années 80 ; taxe sur l’électricité, le pétrole et le charbon depuis 1977 ; subventions pour les réseaux depuis les années 70...

II.1) Rappel : constitution d’un réseau de chaleur

Chauffage décentralisé « classique »

● Les bâtiments sont alimentés en électricité ou combustible (gaz, fioul, bois...)

● Ils assurent eux-mêmes la transformation de cette énergie en chaleur

Lieu de production de chaleur

Réseau de chaleur

● La chaufferie est alimentée en énergie source (gaz, charbon, bois, récupération...), pour produire la chaleur

● Les bâtiments sont alimentés en chaleur

Lieu de production de chaleur

unité de unité de production production de chaleurde chaleur

logementslogementscollectifscollectifs

logementslogementsindividuelsindividuels

bâtimentbâtimentpublicpublic

immeubleimmeublede bureauxde bureaux

point de point de livraisonlivraison

réseau primaireréseau primaire

réseau secondaireréseau secondaire

Schéma de principe

(1) L’unité de production de chaleur

● Chaudière à combustibles (gaz, charbon, fioul, bois...), unité de valorisation énergétique des déchets, centrale géothermique, etc.

● Avec ou sans stockage de combustible→ Contraintes d’intégration urbaine différentes

● Chaudière principale dimensionnée pour assurer la base des besoins + unité d'appoint pour les pics→ Les chaufferies sont donc souvent multi-

énergies

● Tuyaux acier isolé ou plastique (plus rare) contenant de l’eau qui transporte la chaleur

● Plusieurs régimes de température● Réseaux anciens : eau chaude 90-110°C ou

surchauffée 110-180°C● Réseaux récents dans quartiers neufs : basse

température 60-90°C

● Coût au mètre très variable notamment suivant le contexte urbain (300€/ml en zone peu dense, plus de 1000€ en zone dense)

(2) Entre la chaufferie et les sous-stations : les canalisations

La mise en place occasionne des travaux de génie civil assez lourds, d’autant plus contraignants lorsqu’on se trouve en zone déjà urbanisée → Importance de la planification et de la coordination des travaux

Copenhague - dbdh.dk Ville de Chateaubriant

Midi Libre

Ouest France

(2) Entre la chaufferie et les sous-stations : les canalisations

Généralement, le tracésuit la voirie

(2) Entre la chaufferie et les sous-stations : les canalisations

(3) Les sous-stations● Échangeur thermique,

correspondant au point de livraison de la chaleur (donc limite du réseau)

● Une par bâtiment ou par ensemble de bâtiments

● Dans un local ou enterrée

● Contrairement à une chaudière, la sous-station n’accueille pas de combustion → aucune nuisance (bruit, pollution de l’air, risque explosif...)

Schéma : Syndicat Intercommunal de

Chauffage Urbain Choisy/Vitry

Sous-station individuelleInstallée dans le garage, à côté du chauffe-eau

Sous-station 300kWPour env. 30 lgts anciens ou 70 lgts RT2005

Photo CC Ulrichulrich / Wikimedia Commons

Sous-station 700kWPour env. 60 lgts anciens ou 140 lgts RT2005

Photo CC Ulrichulrich / Wikimedia Commons

(3) Les sous-stations

Récapitulons....

II.2) Rappel : Enjeux du développement des réseaux de chaleur

50% de l’énergie

consommée en Europe et en France l’est

sous forme de chaleur

Graphique : CEREN, 2010

84% de l’énergie

consommée dans le logement en France l’est sous

forme de chaleur

Sans développement des réseaux de chaleur...● Pas de développement du chauffage au bois

en zone urbaine (stockage, acheminement du bois ; qualité de l’air)

● Pas de chauffage par la géothermie profonde (nécessité de mutualiser le forage)

● Pas de récupération de la chaleur rejetée par les usines et les centrales électriques (nécessité de collecter, transporter et distribuer la chaleur)

● Peu de flexibilité des sources d’énergie à moyen terme

→ unique moyen de mobiliser certains gisements de chaleur renouvelable et de récupération, en particulier en ville

La ville de 2010, 2020, 2050● 2010 :

● 100% du bâti existait avant la RT 2012

● 2020 : ● 90% date d'avant la RT 2012● 45% du bâti date d'avant 1975

● 2050 : ● 70% de la ville française a été

construite avant la RT2012● 30-40% avant 1975

Paris, 2010Paris, 2010

Paris, 2050 (à 30% près)Paris, 2050 (à 30% près)

Photo hdxwallpapers.com

L’action sur le chauffage des bâtiments existants est

indispensable

● Réduire les consommations (lorsque c’est possible)● Remplacer les énergies non renouvelables et/ou

émettrices de GES par des énergies renouvelables et décarbonées

→ Ni la RT2005, ni la RT2012, ni le bâtiment à énergie positive ne sauvent le monde en 2020 ou 2050 (peut-être

plus tard...)

Orientations régionales : exemple du SRCAE d’Île-de-France● Réduction des émissions de GES liées au

chauffage des bâtiments en Île-de-France :●

● Isolation pour réduire les besoins d’énergie● Conversion aux énergies décarbonées

● L’isolation n’est pas possible partout (coût, contraintes architecturales...)

● Impossible d’installer des chaudières bois ou panneaux solaires sur tous les immeubles en zone urbaine

● Compliqué de créer ex nihilo de nouveaux réseaux de chaleur en zone déjà urbanisée→ Priorité à la densification et à l’extension des réseaux

II.3) Les acteurs des réseaux de chaleur

Les propriétaires

● Majoritairement des collectivités✔ De toutes tailles :

✔ de la métropole: gros réseaux structurants avec beaucoup de logements

✔ à la commune rurale: petit réseaux desservant surtout des équipements

✔ Objectifs :✔ Réduire sa facture énergétique (pour ses

équipements)✔ Atteindre ses objectifs énergie-climat✔ Création d’emplois locaux, valorisation des

ressources locales✔ Être exemplaire ou précurseur...

Les propriétaires

● Exemple Güssing (Autriche) :✔ 4 000 habitants✔ Bilan carbone le plus bas

d’Europe✔ 100 % de son électricité et

chauffage par biomasse✔ Utilisation optimale de la seule

ressource locale (le bois)

● De cité dortoir à pôle économique :✔ Avant : 70 % des salariés du district travaillaient à Vienne-100km✔ Création de : Centrale thermique bois – réseau de chaleur –

centrale biomasse high-tech ✔ Après : 50 usines et PME soit 1000 emplois locaux

Les propriétaires

● Des bailleurs sociaux ✔ Réseaux historiques qui s’étendent notamment sur des

équipements✔ Ou l’inverse...

● Des établissements publics (hôpitaux, campus)

● Des Associations Foncières Urbaines Libres

● Autres réseaux privés (notamment sur sites industriels)

● Plus gros réseau de chaleur : CPCU – Paris✔ >400km✔ CPCU entreprise publique locale

● Plus gros réseau de froid : Climespace

Les propriétairesExemple du campus de la Chantrerie à Nantes

● Réseau de chaleur bois, monté par des écoles qui se sont groupées en AFUL car la collectivité ne souhaitait pas créer un service public

● Bilan après 2 ans de fonctionnement : facture -5% par rapport au gaz, 2200 tCO2 évitées par an

● Nécessite au moins un acteur pilote pour porter le projet (Ici Bernard Lemoult, Président Ouest de l’ATEE)

Depuis, d’autres projets dans le cadre

de l’Aful : solaire, ruches, etc...

L’exploitant

● La collectivité (régie) avec marchés de travaux et d’exploitation

● Le concessionnaire (DSP) :✔ Dalkia, ✔ Cofély, ✔ Idex✔ Coriance✔ Autres

● SNCU et Via Séva

Les abonnés Ventilation de livraison de chaleur

● Classiquement un abonné par sous-station

● Relié par un contrat d’abonnement● Gestionnaire de l’immeuble :

✔ Syndicat de copropriété✔ Bailleur social✔ Etc.

Source : enquête nationale sur les réseaux de chaleur (édition 2014 sur données 2013)● Le profil du meilleur abonné :

✔ Grosse quantité de chaleur avec une puissance la plus constante possible (faibles pics de puissance)

✔ Hôpitaux, EPHAD, etc.● Les abonnés compliqués

✔ Occupation fortement intermittente (si que ça)✔ Occupation de quelques heures par semaine

Les usagers

● Souvent différents des abonnés :✔ Locataires et occupants

● Principaux bénéficiaires du service de fourniture de chauffage

● Parfois peu d’information sur leur consommation ou sur les prix (dépenses de chauffage et d’ECS noyées dans les charges).

● Mais meilleure connaissance et image des RC de manière générale grâce notamment à une meilleure communication

Les usagers

Source : Baromètre d’opinion sur le chauffage Via Sèva (édition 2015)

Les Financeurs

● L’Ademe (Fonds chaleur)✔ Coming soon

● L’Europe (fonds FEDER)● Les collectivités (région, département, etc)

● Aujourd’hui un projet de réseau de chaleur à besoin d’aides financières pour être rentable

● MAIS c’est au final les abonnés et le contribuable qui paient pour le service

Les acteurs par filières

● Bois-énergie : le CIBE, les associations inter-professionnels de la filière

● Géothermie : le BRGM, les associations de professionnels (l’AFPG)

● Le solaire thermique : TECSOL, les associations de professionnels

● Autre : ATEE, euroheat and power, etc.

Les autres acteurs

● Niveau Etat : la DGEC en charge mais la DHUP intervient également pour la partie prise en compte des RC dans le bâtiment et l’urbanisme

● Le Cerema : diffusion des connaissances, appui ministère et collectivités

● AMORCE : défend les intérêts des collectivités en charge d’un réseau de chaleur

● Les AMO/BE : réalisation des schéma directeurs, accompagnement de projet, dossier de financement ademe, dossier pour titre V...

II.4) Montages juridiques

Le contexte juridique :

● Différents codes parlent des réseaux de chaleur : collectivité, énergie, construction, urbanisme...

● Définition « entendue » mais variations possibles notamment sur le calcul du Co2, du taux d’EnR, etc.

● Précisions sur la gouvernance :✔ LTECV Art 194 → les communes sont compétentes

(transfert possible)✔ MAPTAM → transfert aux métropoles et aux CU

Définition : les questions à se poser

Projet

Oui

Non

Vente de chaleur à

des tiers* ?

Maîtrise d'ouvrage publique 

?

Service public et réseau de chaleurOui

NonRéseau de chaleur

privé

Réseau technique

Définition

● Au moins 2 usagers distincts (personnes morales ou physiques)

● Notion de vente de chaleur, par l'exploitant du réseau à ses usagers

● Maîtrise d'ouvrage publique (collectivité) ou privée (ex. : association foncière urbaine libre)

● Si maîtrise d’ouvrage publique alors service public de distribution de chaleur

Les modes de gestion classiquesConstruction Exploitation

Régie Collectivité Collectivité

DSP : Affermage Collectivité Entreprise

DSP : Concession Entreprise Entreprise

● En régie, la collectivité porte le risque économique✔ Petites installations

● En DSP, le risque est porté par l’entreprise délégataire :✔ Redevance d’occupation du domaine public✔ Attention à la définition des biens de retour/reprise✔ Augmentation de la durée concession si investissements

EnR● Dans tous les cas, la collectivité contrôle le service

Les modes de gestion classiques

Les modes de gestion classiques(enquête Amorce, réseaux bois 2011)

Exemple : réseau bois/gaz de l’écoquartier Bastille - Fontaine (Isère) - Régie

● Fournisseurs d’énergie : ville (déchets verts), exploitants bois locaux et fournisseur de gaz

● Autorité publique : Ville de Fontaine● Responsable construction du réseau : Ville de Fontaine● Responsable exploitation du réseau : Ville de Fontaine

● Exploitation par une société, sous contrat pour la ville● Clients : copropriétés et bailleurs● Usagers finaux : habitants de l’écoquartier Bastille● + Partenaires/intermédiaires : agence de l’énergie de

l’agglomération de Grenoble, 3 bureaux d’études...

Les modes associatifs hors initiative publique

● AFUL : Association Foncière Urbaine Libre✔ « collectivité de propriétaires réunis pour exécuter et

entretenir, à frais communs, les travaux qu’elle énumère »● ASL : Association Syndicale Libre

✔ « personne morale qui regroupe des propriétaires de biens immobiliers voisins, pour la réalisation d'aménagements spécifiques ou leur entretien »

● Principe : ● L'association regroupe les abonnés ou/et usagers du réseau de chaleur● Elle confie généralement la réalisation et l'exploitation du réseau à une

entreprise● Cas rencontré lorsque la collectivité ne souhaite pas investir dans un réseau

de chaleur ; le périmètre du réseau correspond alors généralement au périmètre d'un même aménagement

Exemple d’AFUL : Rezé Château● Ville de Rezé, de la Région des

Pays de la Loire et de trois bailleurs avec le soutien de Nantes Métropole crée un réseau de chaleur biomasse

● 6,2M€

Syndicats départementaux d’énergie

● EPCI● Historiquement plutôt responsables des réseaux électricité et

gaz● Développement de nouvelles missions (fibre, réseaux de

chaleur, ...) ● Expertise technique plus grande● Potentiellement péréquation tarifaire à l’échelle du département● Structuration des filières et meilleure vision sur

l’approvisionnement● Bonne coordination gaz/élec/chaleur● Lisage du risque grâce à la somme des projets

Exemple du SIEL 42

● 326 communes, 34 groupement, le CG● Contrôle appro et infra gaz/élec/chaleur● A la demande des collectivités

développement de nouvelles offres :✔ Production et distribution de

chaleur (en AMO ou MOA)✔ SAGE, EnR → demande des

collectivités→ Le SIEL soutient le développement de la filière bois qui créé de l’emploi et du développement local (9000emplois)

● 47 chaufferies bois, 25 réseaux de chaleur (dont 2 DSP), 20MW

● Financement assuré en partie par le SIEL

● Restitution des biens après 20 ans

SEM aménagement

● SA dont le capital est entre 51 et 85 % public

● Sem considérée comme un opérateur de réseau et doit donc respecter les règles de mise en concurrence

● Avantages :✔ Règles plus souples que marchés publics✔ Vision globale de l’aménagement donc meilleure

coordination du déploiement du réseau✔ Dialogue avec la collectivité facilité

● Inconvénients :✔ Quid de la pérennité de la SEM et du devenir du

réseau ?✔ Vision limitée à l’aménagement

Les difficultés du transfert de la compétence RC

● Réticences des communes à perdre le contrôle de leur réseau✔ Outil fort de leur politique énergie-climat✔ Peur d’un service public trop éloigné de ses abonnés et

usagers ✔ Peur de ne garder uniquement les plaintes

● Parfois interco déjà en place notamment pour les plateformes bois

● Mutualisation des moyens = moins d’ETP ?

Les avantages du transfert de la compétence RC

● Mutualisation des moyens, des contrats d’approvisionnement, des plateformes bois, etc.

● Interconnexions possibles entres réseaux● Meilleure vision des grands projets urbains à venir● Solidarité des territoires et péréquation tarifaire possible● Communication plus facile avec les services urbanismes,

aménagement, logement transport (?)● Vision plus globale du territoire → priorisation

des projets et localisation pour l’optimum technico-environementalo-économique...

Que choisir ?

● Les bonnes questions sont :✔ Quel risque je souhaite prendre ? ✔ Quel contrôle je souhaite avoir ?✔ Quel financement puis-je mettre en œuvre ?✔ Quelle dimension je souhaite donner à mon réseau ?✔ Etc...

● Pour l’approfondissement de ces questions, un peu de lecture :✔ Aspects juridiques et fiscaux pour le montage d'un projet de chaufferie bois

collective - aide à la décision : http://portail.fncofor.fr/content/medias/media51_qSFLpddEIOVqEBk.pdf?finalFileName=Rapport_chaufferie_bois_collective_:_aid....pdf

✔ Amorce : RCJ 19 - Guide juridique des modes de gestion des réseaux de chaleur (adhérents seulement)

✔ RCJ 18 - Les collectivités locales délégantes du service public de chaleur - Guide pratiquehttp://www.amorce.asso.fr/IMG/pdf/RCJ18.pdf

Quelques aspects réglementaires des RC à ne pas omettre

● Normes exigeantes sur les installations grandes puissances (qualité de l’air, traitement des cendres, sécurité, etc).

● Quotas CO2 pour les puissance supérieures à 20MW (incitation rémunératrice pour les RC fossiles à passer aux EnR&R)

● Études d’impact pour les réseaux de distribution et questions de sécurité des réseaux

● ICPE