Ce qui suit est en fait plus un épilogue qu’une annexe au livre "La chaleur renouvelable et la rivière"

Il évoque l’obsolescence de la combustion et les performances que l'on est en droit d'attendre du chauffage thermodynamique collectif selon que l'on augmente la température à la source froide de la chaufferie hybride grâce à l'eau géothermale ou que l'on diminue celle à la source chaude avec des radiateurs basse température.

Il évoque aussi comment il serait techniquement envisageable d'augmenter la durée de vie de l'eau chaude géothermale en rechargeant en chaleur les aquifères captifs profonds en été à l’occasion de la climatisation de l'habitat.

La géothermie profonde et l’aquathermie superficielle

Pour bien comprendre les avantages importants que l’on peut retirer des réseaux d’alimentation en eau non potable (ENP) pour assurer le chauffage des immeubles il faut au préalable assimiler ce qui différencie ou rapproche la géothermie dite de "moindre importance" et celle qui serait à n'en pas douter dans l'esprit du BRGM de "première importance". Ceci au préalable en levant le voile sur cette dernière.

Il devient alors pour cela nécessaire de mieux comprendre quelles sont les différentes formes d’énergies naturelles mises à la disposition de l'homme à la surface de la terre, à savoir celles induites par les interactions nucléaires  dites fortes et faibles, l'interaction électromagnétique et également la gravitation. Ces dernières sont en effet autant de sources d'énergie qui permettent de comprendre ce qui rapproche ou non les "deux géothermies" du BRGM. On comprend, bien que celle-ci ne soit pas évoquée dans l'article de CFP ci-contre que la géothermie de première importance concerne la géothermie profonde explorant le sous-sol à des profondeurs importantes situées bien au-delà de la profondeur de  -200 m prise comme limite pour définir la géothermie dite de "moindre importance". Et ceci pour être plus précis à des profondeurs allant parfois au-delà de -2000 m. Ceci afin de bénéficier de l'apport thermique associées à l'interaction nucléaire dite faible liée à la radioactivité. On sait en effet maintenant que c'est cette dernière qui maintien le magma situé au-delà de ces profondeurs à très haute température.

Courtesy CFP

On sait également que lorsque des aquifères profonds dit captifs se situent à ces profondeurs, l'eau très chaude qu'ils contiennent à tendance à remonter naturellement dans le forage jusqu'à la couche piézométrique souvent proche de la surface du sol en raison de la pression très élevée qui y règne.

La géothermie de "première importance" du BRGM concerne pour la région IDF une quarantaine de puits profonds en activité. Ces derniers permettraient de chauffer actuellement environ 200 000 « équivalents logements », soit, pour une occupation voisine de 2 personnes par logement, à peine ½ millions de personnes. Ceci alors que Paris intra-muros c’est sensiblement 2 millions de personnes sur 100 km² avec une densité démographique importante voisine de 20 000 habitant par km2.

Courtesy BRGM géothermie profonde

Etant donné qu’un seul puits (appelé doublet) peut occuper une surface au sol de 4 km2 (2800x1400m) et ne peut alimenter qu’environ 5000 « équivalents logements » soit assurer le besoin thermique de quelque 10 000 habitants on devine qu’il n’y en aura pas pour tout le monde. Pour s’en convaincre il suffit de savoir qu’avec un débit moyen voisin de 200 m3/h par doublet (de 100 à 300 selon l'Ademe) c’est, pour une chute de température de 50°C et compte tenu de la chaleur spécifique de l'eau une puissance disponible de 10 000 kW soit une puissance disponible voisine de 2 kW par « équivalent logement ».

On commence maintenant à faire de nouveau puits après une période d'inactivité de plus de 10 ans mais on ne peut malheureusement pas dire qu’il suffit de creuser des puits pour satisfaire la totalité du besoin*. Ceci d’autant que Paris et sa banlieue c’est plus de 10 millions de personnes. Les premiers à le faire seront assurément les mieux servi.

Ce qui les rapproche

Quiconque connait la signification du suffixe geo (sol) comprend que « minime importance » ou non le prélèvement de l'énergie naturelle des "2 géothermies du BRGM" se fait dans le sous-sol. Ceci en utilisant l'eau contenue dans celui-ci comme vecteur facilitant la transmission des flux thermiques.

Elles sont complémentaires par le fait que l'énergie fatale rejetée après usage par la géothermie profonde dite de "première importance" pourrait utilement être utilisée pour améliorer les performances de la géothermie superficielle dite de "moindre importance". Ceci en utilisant l’eau de rejet de la géothermie profonde pour augmenter la température de l'eau à la source froide de la géothermie superficielle sans pour autant mélanger physiquement les deux fluides. Il est important de comprendre à ce sujet que les échangeurs à plaques peuvent assurer cette fonction de telle sorte que l'eau très chaude prélevée dans la nappe captive de la géothermie profonde retourne dans cette même nappe et que l'eau prélevée en surface à l'exhaure de la PAC sur nappe retourne elle aussi dans le même aquifère comme cela est requis par le BRGM pour ne pas perturber le fragile équilibre de notre environnement souterrain. Un échangeur thermique de ce type permet à partir d'une température de rejet de la géothermie des nappes captives profondes souvent proche de 30°C d’augmenter de quelque 10°C la température  de la source froide de la géothermie superficielle en améliorant les performances de cette dernière dans des proportions qui sont loin d'être négligeables. Les surfaces et les coefficients d'échange de ces échangeurs permettent de transmettre silencieusement des puissances thermiques considérables adaptées aux réseaux de chauffage urbain. Les deux figures ci-dessous permettent de comprendre.

*Besoin important par le fait que dans l'existant les logements consommeraient en IDF en moyenne 240 kWh /m²

La figure2 ci-dessus montre comment la chaleur fatale issue du réseau haute température provenant de la nappe captive profonde peut être récupérée pour augmenter la température à la source froide du réseau basse température de l’aquathermie superficielle dite de "moindre importance". Ceci après avoir été utilisée dans un réseau de chauffage urbain comparable à ceux utilisés par la Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain (CPCU) au Sud-Est de Paris. Lorsque l'on connaît les valeurs pratiques de COP obtenues actuellement avec l'aquathermie superficielle seule et celles qui pourraient être obtenues en profitant de l'énergie fatale rejetée après usage par la géothermie profonde dite de première importance pour améliorer ses performances , on mesure la potentialité de ces deux sources d’énergie thermiques naturelles et tout l'intérêt que l'homme peut retirer de leur cohabitation. La figure qui suit une idée de l’amélioration des performances résultant de la cohabitation de ces deux réseaux.

Figure 3 Avec une température à la source froide de 20°C au lieu de la température habituelle de 10°C correspondant à une PAC aquathermique sur nappe libre,

1. le COP théorique ou idéal passe de 10 à environ 16 soit un COP pratique voisin de 8 au lieu de 5

2. Il est possible de doubler voire de tripler le ∆T dans l’évaporateur ce qui réduit d’autant le débit d’eau circulant dans les réseaux et réduit leur coût

Démonstration

COP avec 10°C à la source froide : (PAC sur nappe)

COP = Tc/ (Tc-Tf) = (273 +40/ (40 – 10)= 10,4

COP avec 20°C à la source froide : (PAC aquathermique profitant de la géothermie profonde)

COP = Tc/ (Tc-Tf) = (273 +40/ (40 – 20)= 15,6

L’échangeur à plaque assurant les transferts thermiques évite le mélange physique entre les deux flux. Les configurations de débit sont nombreuses mais pour situer les idées, deux débit équivalents l’un au primaire avec une température de rejet Tr = 30°C sur le réseau géothermique profond, l’autre à 10°C sur le secondaire de cet échangeur en liaison avec les circuits de l’exhaure des PAC eau eau logées dans les chaufferies des immeubles permettrait de disposer d’une température à la source froide de ces PAC voisine de 20°C au lieu de 10 améliorant les performances du chauffage thermodynamique des immeubles. Ceci en améliorant les performances de quelque 50% diminuant d’autant la consommation d’énergie électrique.

Figure 4

Les puissances thermiques transmises par un échangeur à plaques comme celui de la figure ci-dessus peuvent être considérables (Voir informations INSA-Alfa Laval. Les surfaces d'échange de tels échangeurs thermiques peuvent en effet atteindre 1000 m² dans un encombrement assez faible (Voir les composants d’une pompe à chaleur). Ceci avec des coefficients d'échange compris entre 3500 à 7500 watt/m²K avec l’eau. Le débit d’eau maximum voisin de 3000 m3/h par échangeur ainsi que les puissances transférées avec une différence moyenne de 10°C entre le primaire et le secondaire d’un tel échangeur sont très supérieures aux puissances disponibles sur un doublet. Ce qu’il est aussi important de comprendre est le fait qu’avec une température de 20°C au lieu de 10°C à la source froide des pompes à chaleur aquathermique de la géothermie dite de "moindre importance " le débit requis à l’entrée des évaporateurs de ces pompes à chaleur se trouve être sensiblement divisé par 3 par rapport aux PAC eau eau sur nappe libre conventionnelle. Ceci compte tenu du fait que la chute de température dans le secondaire peut alors être de 15°C au lieu de 5°C que ces PAC eau eau soit disons « privative » et gérée par l’association syndic-syndicat des copropriétaires ou « collective » et gérée au titre du PREH par une association préfet-municipalité. On mesure l’intérêt d’une telle solution qui permet de réduire notablement la taille des réseaux d’alimentation en eau non potable alimentant les immeubles.

La figure 5 ci-dessus montre comment il est possible de prélever de l’énergie thermique dans le sous-sol de la proche banlieue parisienne sans aller la chercher loin de Paris dans la région de Brie Compte Robert là où la ressource en haute température est meilleure. La chaleur issue du réseau moyenne température provenant de la nappe captive profonde peut être récupérée dans les meilleures conditions pour augmenter la température à la source froide du réseau basse température de l’aquathermie superficielle dite de "moindre importance" et par la même occasion ses performances. Ceci en réduisant la taille donc le prix du réseau secondaire. La figure est représentée dans la configuration ou l’association syndic-syndicat des copropriétaires gère les contacts avec les constructeurs de pompe à chaleur. Ceci dit une organisation municipale gérant une production d’eau mutualisée à haute température contrôlée par le Préfet en liaison avec tous les organismes à sa disposition est aussi envisageable.

Ce qui les différencie

La géothermie dite de moindre importance prélève l'énergie thermique dans le proche sous-sol (généralement moins de 80m) voire en surface directement dans le fleuve alors que l'énergie de première importance du BRGM prélève son énergie dans les couches profondes de l'écorce terrestre (voisines de -2500 m en région parisienne). La géothermie profonde de première importance utilise directement de l'eau ayant une température nettement supérieure au milieu à chauffer alors que la géothermie de moindre importance utilise un milieu contenant de l'eau ayant une température inférieure au milieu à chauffer l'obligeant à faire appel à un fluide intermédiaire dit frigorigène utilisé dans le cycle thermodynamique fermé d’une pompe à chaleur. L'énergie prélevée par la géothermie superficielle dite de moindre importance bénéficie des apports solaires ce qui lui donne son caractère renouvelable. A contrario, selon certains experts, n'est pas le cas de la géothermie profonde des nappes captives. Le terme de "minime importance" utilisé par le BRGM pourrait de ce fait être inadapté  pour ce qui concerne les premiers mètres de la couche terrestre par le fait que ces premiers mètres bénéficient de l'apport thermique dû à l'interaction nucléaire forte des rayons solaires beaucoup plus puissante que celle liée à l'interaction dite faible qui maintien le magma en fusion sous la couche terrestre. Il convient toutefois d’être prudent à ce sujet dans la mesure où la nature est souvent généreuse. Il se pourrait bien en effet que l’énergie thermique contenue dans l’aquifère captif profond constitué par le dogger en IDF ne soit pour finir pas si faible que cela et proche du renouvelable à l'échelle de nos besoins en énergie thermique. Les experts pensaient en effet que les températures dans le dogger du fait de l'exploitation allaient baisser progressivement en raison des rejets. En pratique après une exploitation de quelques décennies les températures sont restées stables jusqu'à présent.

Ceci probablement en raison des mouvements fluides verticaux provoqués par la convection (On évoque la différence de température entre les épontes supérieures et inférieures). En pratique, maintenant que la tenue des canalisations est moins affectée par la corrosion et vu la surface importante du dogger, le seul problème de fond qui risque de se poser pour la généralisation du chauffage urbain géothermique dans Paris pourrait bien être le décalage du dogger au sud-est de Paris. Ce décalage d'une cinquantaine de km pourrait bien d’ailleurs bien rendre indispensable la cohabitation entre deux réseaux associés aux géothermies superficielles et profondes.

Alors qu'il est possible de disposer pratiquement de toute l'énergie thermique  naturelle prélevée dans la nappe captive de la géothermie des nappes profondes sans apport d'énergie primaire, l'aquathermie superficielle des nappes libres est moins performantes à ce niveau. Ceci dans la mesure où une quantité d'énergie primaire non négligeable est nécessaire pour assurer le chauffage de l'habitat. Cette énergie primaire est heureusement relativement faible comparativement à l’énergie naturelle prélevée dans l’environnement. Le lecteur intéressé par ce sujet peut consulter le texte déposé par l’auteur sur le site Goodplanet à propos de l’enseignement. Quand l'on connait la mission qui a été  confié au préfet dans le cadre du PREH on mesure combien ce dernier devrait se sentir  concerné  et disposé à mettre en place les structures juridiques facilitant la mise en place de ces réseaux d'eau chaude non potable permettant aux populations urbaines de se chauffer économiquement en préservant notre environnement et en faisant en sorte que profonde ou superficielle les techniques utilisant  la géothermie deviennent un mode de chauffage de l'habitat couramment utilisé dans nos villes. Les préfets devraient ainsi selon les Lutins thermiques jouer un rôle moteur en conseillant à leur municipalité de mutualiser la délivrance d’eau non potable (ENP) aux immeubles de nos cités. En le faisant ils seront incontestablement valorisés par rapport à ceux qui ne font rien. Il leur appartient probablement aussi d’orienter plutôt les solutions vers les PAC collectives. Ceci afin de soulager l’association formée par syndic-syndicat des copropriétaires et de réduire la taille des réseaux d’alimentation.

Comment réduire le cout des infrastructures

A force de constater que l'énergie de la nature et particulièrement celle du soleil est beaucoup plus importante que notre propre besoin les Lutins thermiques se sont dit que nous n’avions pas trop de soucis à nous faire et que le bon sens l'emporterait. Ceci compte tenu du fait qu'il suffit de prélever l’énergie au-dessus de nos têtes et sous nos pieds pour satisfaire nos besoins et particulièrement nos besoins thermiques. Après avoir lu le livre "La chaleur renouvelable et la rivière" un scientifique ne peut qu'être convaincu: la mer et la nappe libre en communication avec la rivière, voire la rivière elle-même, sont source d'énergie et  permettent, même dans des cas extrêmes comme celui de Paris du fait de la densité urbaine, de satisfaire nos besoins. La générosité de la rivière et de sa nappe libre ne sont donc en effet pas à mettre en doute. Elles portent en leur sein suffisamment d'énergie thermique renouvelable pour assurer le besoin du chauffage de l'habitat d'une grande métropole comme Paris. C'est entrainé par la conviction que l'exemple du "cas pratique"  évoqué dans ce livre peut être généralisé que les Lutins thermiques ont décidés de  s'impliquer dans une réflexion conduisant à réduire le cout des infrastructures tuyauteries constituant le réseau d'alimentation en eau non potable de nos immeubles. Ceci en profitant de l'énergie thermique issue de l'interaction nucléaire faible du magma en fusion sous la croute terrestre. Encouragé par le BRGM qui qualifie souvent la forme d'énergie contenu dans nos nappes captives profonde de "première importance" les Lutins thermiques ont estimés que l'on avait tout intérêt à profiter de cette forme d'énergie pour augmenter la température à la source froide de la pompe à chaleur tirant son énergie de  la nappe libre ou directement du fleuve. Ceci pour réduire le cout des infrastructures résultants principalement de l’implantation du réseau de tuyauteries assurant l'alimentation en eau non portable (ENP) des immeubles. Quiconque a travaillé sur ce sujet ou lu les articles de Goodplanet le comprendra. En augmentant la température à la source froide d'un dispositif de chauffage thermodynamique tirant son énergie renouvelable de l'eau on ne fait pas qu'augmenter les performances, on diminue la taille des tuyauteries au prorata de l'augmentation du DT dans l'évaporateur de la pompe à chaleur.

Figure 8 Courtesy CFP

La solution évoquée ici par Carrier société de réputation internationale est celle de la figure 2 ci-dessus

CAD sans récupération de l’énergie fatale issue de l’eau géothermale.

L'obsolescence de la combustion

On a vu à l’occasion du calcul besoin en puissance d'une chaufferie page 371 qu’avant sa combustion tout combustible contient en son sein une quantité de chaleur fonction de son pouvoir calorifique. Lorsque sous le pléistocène moyen  quelques millénaires avant notre ère l'homme faisait brûler du bois pour se protéger des fauves, faire cuire ses aliments et se chauffer par rayonnement, il ne se préoccupait pas que toute la quantité de chaleur interne contenue dans le bois, du fait de son pouvoir  calorifique, était dissipée dans l'atmosphère. Il faut dire que la terre était alors peuplée d'un million d'individus voire moins. Triste est de constater que de nos jours lorsqu'il consume du gaz dans le brûleur d'une chaudière pour se chauffer en hiver il en est de même. Mais ceci à la différence près que notre planète est maintenant peuplée de plusieurs milliards d'individus. Ceci revient à dire que si du temps du pléistocène l'homme était responsable d'une élévation de la température sur terre de 1 millième de degré, il pourrait bien être maintenant, vu la population actuelle plusieurs milliers de fois plus importante, être responsable à brève échéance d'une élévation de la température sur notre planète de plusieurs degrés. Et ceci en moins d'années que ne met le bois pour se reconstituer et à fortiori le gaz vu qu'une fois brûlé, il mettra des millions d'années pour le faire. Comme on l'a vu en effet à l'occasion de la croissance et des grains de riz  de l'échiquier à 64 cases de l'empereur chinois, la fonction exponentielle peut être particulièrement redoutable. Ce qui est grave également est le fait qu'une partie non négligeable de la chaleur émise par le corps de chauffe des chaudières est dissipée en pure perte par les gaz brulés dans notre environnement diminuant les performances et aggravant la pollution de l'air dans nos cités ainsi que la teneur en gaz carbonique dans l'atmosphère. Ceci alors que nos experts internationaux ont établis que la teneur en gaz carbonique est la cause principale du réchauffement climatique.

L'homme tarde malheureusement à comprendre que pour se chauffer, son intérêt n'est pas d'utiliser l'effet joule ou la combustion et le pouvoir calorifique de la matière,  mais plutôt son énergie thermique enthalpique lorsqu'elle change d'état en passant de l'état gazeux à l'état liquide. Avec cette nouvelle chaine énergétique la quantité importante de combustible consommée année après années est alors remplacée une fois pour toute ou presque par la petite quantité  de fluide caloporteur contenue dans le circuit fermé des pompes à chaleur. C'est cette fois la totalité de la chaleur émise par ce fluide caloporteur dans le condenseur de la pompe à chaleur du fait de son enthalpie qui part vers les radiateurs ou mieux vers les planchers chauffants pour être à nouveau dissipée par le bâti du bâtiment. Ceci par le fait que le fluide caloporteur se recharge en énergie par deux fois lors du cycle compression/décompression de la pompe à chaleur. Tout d'abord lorsqu'à la suite d'une chute de pression brutale dans le détendeur il devient très froid et se réchauffe dans l'évaporateur en recevant une quantité d'énergie thermique renouvelable importante. Puis lorsqu'à la phase compression, l'énergie électrique d'entraînement du compresseur est transformée en énergie thermique lorsqu'il comprime le fluide caloporteur à l'état gazeux.

Le physicien préoccupé par la loi de conservation de l'énergie constatera que cette loi n'est pas bafouée par le fluide caloporteur de la pompe à chaleur. Ceci par le fait que dans cette nouvelle chaîne énergétique la quantité de chaleur qu'il émet dans le condenseur est bien égale à la somme des deux quantités d'énergie thermique qu'il reçoit quelques instants plus tard. À savoir celle renouvelable, gratuite et importante prélevée sous forme thermique dans l'environnement par l'évaporateur et celle, la plupart du temps non renouvelable, payante et électrique nécessaire à l'entraînement du compresseur. Ce qu'il faut comprendre ici est le fait que dans le domaine scientifique  les miracles n'existent pas et que l'énergie électrique nécessaire à l'entraînement du compresseur, par chance faible en valeur relative, est indispensable au bon renouvellement du cycle compression/décompression de la pompe à chaleur.

Ce qu'il faut comprendre également est le fait que la quantité d'énergie payante étant faible en valeur relative cela diminue d'autant le prix du kWh thermique rendu dans les pièces de vie.

On observe que cette nouvelle chaine énergétique présente deux avantages essentiels par rapport aux chaînes énergétiques utilisées actuellement pour chauffer l'habitat:

- d'une part elle nécessite  une faible quantité d'énergie finale payante comparativement aux deux chaînes énergétiques actuelles consommant une quantité d'énergie finale égale au besoin puisque sans apport d'énergie renouvelable.

- d'autre part aucun gaz brulé n'est  dissipé dans l'atmosphère participant ainsi à l'atténuation climatique et à l'amélioration de la qualité de l'air dans nos villes.

De ce fait, et compte tenu de ces deux avantages essentiels, il est difficile dans un pays de technologie comme le nôtre  d'expliquer autrement que par les lobbies pétroliers conjugués à une sorte d'aveuglement de la classe politique la raison  pour laquelle cette nouvelle chaine énergétique a été si longtemps tenue à l'écart. Ceci d'autant qu'à l'ère du réchauffement climatique et de ses lourdes conséquences sur notre futur immédiat cette nouvelle chaine énergétique à tendance en prélevant de l'énergie thermique dans l'environnement à le refroidir plutôt qu'à le réchauffer comme le fait la combustion. Évoluer vers ce nouveau concept de par le monde pour assurer le chauffage de l'habitat en mettant en place les infrastructures comprenant principalement des réseaux de tuyauteries d'alimentation en eau non potable des immeubles, c'est créer de l'emploi, améliorer nos conditions d'existence, et participer effectivement à l'atténuation climatique. Il faut aussi revenir sur le fait qu'avec cette nouvelle chaine énergétique, la part d'énergie thermique prélevée dans l'environnement est d'autant plus importante que la température de la source froide constituée par l'environnement est proche de celle de la source chaude correspondant à la température de l'eau sur le circuit secondaire du condenseur. Quiconque est au fait de cette constatation longuement expliquée page 76 comprendra pourquoi l'énergie naturelle disponible dans notre sous-sol sous forme d'eau géothermale à haute température est utile pour améliorer les performances du chauffage thermodynamique.  Cette énergie géothermale due à la radioactivité qui maintien le magma en fusion est en rapport avec ce qu'on appelle l'interaction nucléaire faible. Pour importante qu'elle soit par rapport à nos besoins cette interaction nucléaire faible est pour finir bien faible pour ne pas dire négligeable par rapport à l'interaction nucléaire forte délivrant à la surface de notre planète et du fait du rayonnement solaire une énergie naturelle disponible pendant le jour. On ne l'a pas encore à vrai dire vérifié mais un expert de ces questions à même évoqué dans un de ses livres que la quantité d'énergie disponible dans notre sous-sol profond du fait de cette interaction nucléaire faible pourrait ne pas être  inépuisable, son caractère renouvelable pouvant même être remis en cause au détriment de la géothermie profonde pourtant qualifiée par le BRGM de "première importance"

Pour limiter le risque de voir l'aquifère profond captif perdre petit à petit ses caractéristiques thermiques dans le temps et chuter en température au point de devoir abandonner le forage l'homme commence à réfléchir aux moyens mis à sa disposition pour réduire la quantité d'énergie prélevée dans son sous-sol. Le cas de la figure 6 à la page montre par exemple le circuit hydraulique  dans une configuration hivernale telle que le fleuve étant à 5°C, il est malheureusement  inenvisageable de prélever de l'énergie thermique dans celui-ci en raison du point de congélation de l'eau. La puissance thermique de 7000 kW prélevée dans l'eau géothermale de la nappe captive est alors la bienvenue mais il est évident que dans cette configuration de température le besoin en puissance thermique au plus froid de l'hiver étant important on ne pourra pas se passer du mode combustion des chaufferies hybrides. Par contre lorsqu'en mi saison la température du fleuve est par exemple à 15°C, il serait déraisonnable de ne pas prélever autant que faire se peut l'énergie thermique contenue dans ce dernier  pour assurer le besoin.

Arrivé à ce stade de la compréhension de ces réseaux hydrauliques il est important de rappeler à nouveau que l'énergie naturelle disponible dans notre sous-sol profond n'est pas inépuisable. L'interaction nucléaire faible qui maintien le magma en fusion en raison de la radioactivité, pour importante qu'elle soit par rapport à nos besoins, est pour finir bien faible pour ne pas dire négligeable par rapport à l'interaction nucléaire forte délivrant à la surface de notre planète et du fait du rayonnement solaire une énergie naturelle disponible pendant le jour. De plus cette énergie stockée naturellement par l'eau superficielle peut aussi être  restituée si besoin est pendant la nuit.

Pour limiter le risque de voir l'aquifère profond captif perdre ses caractéristiques thermiques trop rapidement dans le temps et chuter en température au point de devoir quitter le forage l'homme va devoir commencer à réfléchir aux moyens mis à sa disposition pour réduire la quantité d'énergie prélevée dans son sous-sol. La souplesse de fonctionnement des échangeurs à plaques devrait lui faciliter la tâche. On conçoit en effet qu'avec une configuration de pompage côté géothermale comparable à celle de la figure 6 ci-après mais cette fois avec l'eau du fleuve à 15°C au lieu de 5°C  la situation est totalement différente. Ceci dans la mesure où avec une différence de température au secondaire de l'échangeur à plaques de 5°C au lieu de 15°C, c'est cette fois un débit  de 1200 m3/h et non de 400 m3/h à la même température de 20°C qui est mis à la disposition des chaufferies hybrides de tous les immeubles reliés au réseau d'alimentation en eau non potable. Ceci en mettant à disposition de ces immeubles une puissance naturelle gratuite égale à  1200 x 15 x 1,16 = 20 880 kW contenant en son sein la puissance de 200 x 30 x 1,16 = 6960 kW prélevée dans la nappe captive géothermale. La rivière fournissant dans cette configuration la différence entre ces deux valeurs soit la plus grande part de la puissance. CAD en pratique les 2/3 du total. La figure ci-après montre le circuit dans cette configuration.

Tableau des puissances disponibles suivant la température de la Seine avec

- un débit d’eau géothermale de 200 m3/h à 50°C au prélèvement et 20°C au rejet soit un ∆T géothermale de 30°C. Puissance prélevée dans l'eau géothermale 200 x 30 x 1,16 = 6960 kW

- Un réseau d’eau non potable (ENP) alimentant les évaporateurs des chaufferies hybrides à 20°C à l’entrée des évaporateurs avec un rejet à 5°C dans la Seine

Cas	q Seine °C	q rejet °C	∆q entrée/sortie °C	∆T dans les évaporateurs °C	Débit dans le réseau ENP m3/h	Puissance ENR disponible kW
1	5	5	0	15	400	6960
2	10	5	5	15	600	10 440
3	15	5	10	15	1200	20 880

Plutôt que de voir uniquement cette petite partie de la région parisienne localisée dans la région Sud-est de Paris bénéficier de la géothermie profonde contenue au cœur du dogger, il ressort de ce qui précède qu'en combinant les apports de l'eau géothermale profonde avec ceux plus importants de l'aquathermie superficielle il devrait être possible de faire bénéficier tous les parisiens des avantages du chauffage urbain. Ceci en alimentant les immeubles non pas directement avec l’eau géothermale profonde mais par un réseau à 20°C préchauffé par cette dernière. Avec une telle distribution de l'eau non potable aux immeubles un COP voisin de 6 en mode thermodynamique en région parisienne est envisageable ce qui conduirait à une consommation en énergie finale gaz + électricité limitée à environ 17% du besoin thermique au lieu de 100% avec les chaînes énergétiques actuelles.

Cas 1

L'eau pompée dans la Seine à 5°C étant rejetée dans celle-ci à la même température aucune énergie thermique n'est prélevée dans le fleuve et les 6960 kW d'ENR disponibles proviennent uniquement de la géothermie profonde.

On a vu aux pages 65 et 66 que la Seine est « thermiquement parlant » généreuse. Cependant, lorsque la température de cette dernière est proche de la température de congélation, l'observation de la figure ci-dessus permet de dire que l’on ne dispose que de la puissance de 7000 kW disponible en continue dans l'eau géothermale. Ceci à partir d'une surface au sol voisine de 2 km². Une année équivalent à 8769 h cela correspond à une énergie annuelle disponible de 60 millions de kWh. Pour savoir combien d’énergie dispose chaque habitant sur cette surface de 2 km² il faut savoir que la démographie de Paris intra-muros est l'une des plus fortes d’Europe. Elle était selon Wikipédia au 1 janvier 2011 de 2 249 975 habitants pour une superficie de 10 540 hectares, soit une densité de 21 347 habitants par km². On arrive tout compte fait à une quantité d’énergie disponible pour chaque parisien de 1428 kWh. On observe, sur la base d'une surface moyenne habitable par habitant supposée égale à celle de « l’immeuble de Mr tout le monde » à savoir 25 m2, le besoin de 1250 kWh par parisien peut être pratiquement satisfait. Ceci dans le cadre de la chaufferie hybride décrite dans ce livre, la combustion devant venir au secours de la thermodynamique au plus froid de l’hiver.

Si par malchance le débit d'eau géothermale disponible des  puits n'était que de 100 m3/h au lieu de 200 la quantité d’énergie thermique délivrée annuellement serait sensiblement deux fois inférieures au besoin. La chaufferie hybride fonctionnant en mode combustion serait bien utile pour se sortir de ce mauvais avec ses chaudières gaz assurant le service au plus froid de l'hiver.

Mais il faut se rendre à l'évidence 70% des bâtiments parisiens étant en 2017 selon Batiactu classés entre E et G sur l'échelle du diagnostic de performance énergétique avec des déperditions proches de 300 kWh/m² ce n’est que grâce à l’apport thermique de la Seine que l’on peut espérer se passer de la combustion du fait de ces performances catastrophiques qui trouvent leur origine dans le fait que près de 80% du bâti parisien actuel a été construit avant la mise en œuvre de la première réglementation thermique de 1974.  L'affirmation du cabinet Elioth selon laquelle notre capitale pourrait d'ici 2050 devenir une ville neutre en termes d'émission carbone en favorisant des procédés de construction écologiques consistant à tripler l'usage du bois dans la construction est malheureusement irréaliste. Et ceci même si le bois associé à l'eau pour la sécurité incendie est un excellent matériau pour l'isolation. D'autre part les Lutins thermiques, convaincus de l'importance  du patrimoine, estiment qu'il est dans la pratique inenvisageable de tout démolir pour reconstruire en une génération. Ceci particulièrement si les économies réalisées sur la consommation d'énergie résultant d'un tel projet assurent un retour sur investissement échelonné sur 30 ans. Et ceci même si l'on tient compte de la mobilisation des aides et des prêts publics. Il est évident  qu'avec un RSI aussi long le tiers financeur ne sera pas enclin à s'engager dans un processus aussi long en termes de  rentabilité. Ceci d'autant que l'on sait que  l'état, caisse des dépôts associé au projet ou non, n'a pas les moyens de ses engagements. Ils estiment à ce sujet qu'il va falloir faire avec ce que l'on a sans tout démolir. Ceci avec une isolation à minima et une évolution vers la chaufferie hybride vu que cette orientation conduit à des RSI proches 10 ans voire moins. L'idée évoquée par le cabinet Elioth selon laquelle le RGE pourrait être ouvert à certains syndics de copropriétés n'a de sens que si leur formation est comparable à celle assurée en Allemagne aux quelques 1000 ingénieurs habilités à établir des contrats de performances. Ceci dit une nouvelle politique consistant pour le syndic à embaucher un ingénieur thermicien permettrait de placer le syndic en position de Maître d'œuvre plutôt qu'en position de maître d'ouvrage, cette dernière position revenant  logiquement au SDC. Une telle réorganisation permettrait probablement de faciliter le déclenchement des travaux ainsi que leur financement puisque rendant possible la mise en place d'un contrat de performance

Compte rendu de la densité démographique de notre capitale, il a paru important aux Lutins de savoir s'il y en aura pour tout le monde. En effet lorsque l'on observe que la surface au sol disponible par habitant dans Paris intra-muros ou dans sa plus grande commune Boulogne Billancourt est voisine de 50 m² par habitant, cela interpelle. Cela interpelle d'autant plus qu'un doublet géothermique occupe une surface au sol qui est loin d’être négligeable. On peut raisonnablement estimer que celle-ci est de l’ordre de 2 km² pour un doublet moins profond comme celui de la figure ci-dessus ne délivrant que disons 200 m³/h à 50°C (Valeur à confirmer par le BRGM). Avec un tel doublet on ne peut élever au mieux que 400 m³/h venant de la Seine disons à 5 °C jusqu'à 20 °C. Ceci si l'on rejette l'eau géothermique également à 20°C  dans la nappe captive à une température inférieure de 30 °C à la température de pompage. On sait que le besoin en puissance thermique d'un immeuble de 20 personnes comparable à celui de "Mr tout le monde" respectant la RT2012 (coefficient de déperdition de 50 kWh/m2 habitable). La surface habitable de 20 m² occupée par chacun des 25 occupants de cet immeuble de 500 m² conduit dans ce cas à une consommation annuelle par habitant pour son chauffage de 1000 kWh

Cas 2

On se trouve dans cette configuration dans une situation proche de la pompe à chaleur sur nappe libre aspirant à l’exhaure une eau à 10°C. L'eau du réseau ENP pompée cette fois dans la Seine à 10°C étant rejetée dans celle-ci à 5°C l'énergie prélevée dans le fleuve avec un ∆T de 5°C est de 600 x 5 x 1,16 = 3480 kW
Compte tenu de la puissance de 6960 kW apportée par la géothermie profonde on retrouve bien que les 10 440 kW d'ENR disponibles sur les immeubles.

Nota important

Un avantage significatif de la complémentarité des deux aquathermies, à savoir celle profonde des nappes captives et celle superficielle de la rivière est :

- le fait que les immeubles qui n’ont pas de terrain peuvent bénéficier des avantages du chauffage thermodynamique le plus performants tirant son énergie de l’eau.

- Le fait que les tuyauteries constituant le réseau ENP supportent un débit 3 fois plus faible pour une puissance donnée par rapport à la pompe à chaleur sur nappe conventionnelle ou, corollaire de cela, que pour un même débit la puissance disponible est trois fois plus importante cela diminuant notablement le coût des infrastructures tuyauteries. Diminution des coûts d’autant plus significatifs que la température dans les égouts étant voisine de 20°C il n’est pas besoin d’isoler les tuyauteries comme cela est le cas avec les réseaux habituels type CPCU

Cas 3

L'eau pompée dans la Seine à 15°C étant rejetée dans celle-ci à 5°C l'énergie prélevée dans le fleuve avec un ∆T de 15°C est de 1200 x 10 x 1,16 = 13 920 kW. Compte tenu de la puissance de 6960 kW apportée par la géothermie profonde et de celle prélevée dans le fleuve on retrouve bien les 20 880 kW d'ENR disponibles sur les immeubles.

Nota

Il est important que la station de pompage soit située près du fleuve.

Pour donner une idée du dimensionnement du réseau ENP, la perte de charge dans une tuyauterie ayant un diamètre intérieur de 500 mm dans laquelle circule un débit de 1200 m3/h sur une longueur de 500 m est de l’ordre de 0,25 bar (Régime turbulent Re = 800 000 pour une viscosité cinématique de l’eau à 20°C de un centistoke). Soit une puissance perdu de moins de 10 kW très faible par rapport à la puissance de 20 000 kW disponible.

Il ne faudra pas nécessairement se serrer la ceinture pour financer un tel réseau par le fait qu’une tuyauterie en polyéthylène haute densité (PHD) ayant un diamètre standard de 250 mm pouvant véhiculer un débit de 400 m3/h d’eau à 20°C à une vitesse fluide voisine de 2 m/s sur 500 m génère une perte de charge voisine de 1 bar et une perte de puissance limitée à environ 15 kW très faible par rapport aux puissances récupérée dans l'eau géothermale ou dans l’eau de la Seine. Voir le logiciel OCES pertes de charges en ligne (Programme opérant sous Windows XP mais correction à prévoir pour densité fluide). Voir aussi le programme sous Excel.

Généralisation du réseau

On observe que le réseau est parfaitement capable d’être généralisé pour le chauffage.

Reste à vérifier les capacités à assurer le besoin également pour l’eau chaude sanitaire.

Le besoin journalier en eau chaude par individu est voisin de 50 litres ce qui correspond à un besoin de 2135 m3 pour les 42 700 habitants à l'aplomb des 2 km²

L'idée selon laquelle il est envisageable de délivrer ces 2135 m3 disons en 3h pendant la nuit en profitant de l'inertie importante des immeubles en béton n'est pas la bonne.  Non pas que l'inertie thermique de nos immeubles ne soit pas suffisante* mais le problème est le besoin en puissance d'un tel scénario. Celui-ci  est bien supérieur à la capacité d'échange du réseau ci-dessus. En effet fournir 2135 m3 d'eau chaude sanitaire en 3h c'est, compte tenu du besoin en énergie thermique correspondant de 106 750 kWh (50 kWh par m3 d’ECS) un besoin en puissance de 35 600 kW bien supérieur à la capacité du réseau. Le besoin en puissance avec la solution consistant à charger en continu 24h sur 24 un ballon pouvant assurer la fourniture de la moitié du besoin journalier, disons en semi-accumulation, est de loin préférable. Ceci sachant que le besoin s'échelonnant   sensiblement ainsi: 1/3 pour la toilette du matin, 1/3 pour la toilette du soir, 1/3 pendant le jour pour les besoins ponctuels le besoin en puissance de

106 750 /24 = 4448 kW est alors compatible avec les capacités du réseau et ceci même si la Seine est relativement froide.

*Voir à la page 154 du livre « La chaleur renouvelable et la rivière » l’étude de la modélisation du système immeuble-chaufferie

On a vu à l’occasion de l’immeuble objet du cas pratique qu'une puissance de 250 kW permet de produire 500 kWh en 2h, énergie largement suffisante pour produire le besoin journalier en ECS d’une centaine de personnes. Ceci avec une chute de température très raisonnable dans les logements si la chaufferie est dédiée pendant ce laps de temps uniquement à l’ECS

Figure 7 Implantation des stations de pompage dans Boulogne Billancourt.

La Seine qui entoure Boulogne Billancourt est une opportunité à ne pas manquer. Il faut espérer que les travaux qui vont être entrepris par IDEX sur la ZAC de l’Ile Seguin vont permettre aux habitants de Boulogne situés à proximité de la station de pompage SP1 de bénéficier des avantages importants de la chaufferie hybride gaz-électricité associée au chauffage thermodynamique aquathermique. Ceci sans desservir les habitants d’Issy les Moulineaux Issy des avantages de leur centrale de combustion des ordures. Cette zone ainsi que celles desservis par les stations de pompages SP3et SP4 sont en effet les mieux placées fait de la proximité de la Seine. Les croix représentent 4 copropriétés qui seraient partie prenante. Elles seraient facilement raccordées au réseau l’alimentation en ENP à 20°C.

Figure 7 Plan de Boulogne Billancourt.

La ville de demain avec la Solar Water Economy?

Paris n'est pas encore Hong Kong où l'on commercialise actuellement des "studios" ayant des surfaces habitables uère plus importantes qu'un lit à deux places. Force est toutefois de constater qu'avec ses 100 km2 de surface et ses deux millions d'habitants, la surface disponible au sol par parisien de 50 m2 dans Paris intramuros est bien faible puisqu'elle n'est que deux fois plus élevée que la surface habitable par habitant de "l'immeuble de Mr tout le monde" décrit dans ce livre. (Ceci par le fait que 10 deux pièces de 50 m2 occupés chacun d'eux par 2 personnes correspondant à bien à une surface habitable de 25 m2 par habitant). Il est clair que l'espace disponible dans la ville de demain sera de plus en plus  onéreux et compté.

Pour cette raison on pourrait légitimement s'inquiéter du fait que la surface disponible étant à ce point comptée en ville l'énergie que peut mettre à notre disposition pendant le jour l'interaction nucléaire forte du rayonnement solaire ne soit suffisante pour assurer le besoin des deux postes les plus énergivores du foyer fiscale à savoir la voiture et le chauffage. Si l'observe le toit voltaïque de  "l'immeuble de Mr tout le monde" qui déborde largement et utilement  côté rue et côté cour, l'énergie électrique de 1000 kWh/an que peut mettre à disposition ce toit pour chacun des 20 habitants de cet immeuble est heureusement loin d'être négligeable. Ceci particulièrement si l'on observe que le besoin en énergie thermique de 50 × 25= 1250 kWh requis pour chauffer cette personne dans le cadre de la RT 2012 peut être satisfait par une quantité  d'énergie électrique limitée à 17% soit  212 kWh lorsque l'on tire profit des avantages conjugués de la géothermie profonde et de l'aquathermie superficielle dans le contexte de la chaufferie hybride. Il reste on le voit la plus grande part de 1000 - 212 = 788 kWh disponible pour la voiture hybride rechargeable  logée au sous-sol de "l'immeuble de Mr tout le monde". En pratique le double soit environ 1500 kWh puisque le couple fiscal formé par Mr et Mme tout le monde n'a pas les moyens de se payer deux voitures pas plus d'ailleurs que le parking en sous-sol qui ne comprend que 10 places. Certains diront que 1500 kWh par an cela ne fait en moyenne que 4,1 kWh par jour ou en d'autre terme une puissance de 8kW disponible pour la voiture hybride pendant une 1/2 heure pour le transport "propre" urbain en autonomie CAD hors secteur. Nos parlementaires qui viennent de voter le bien-fondé de l'autoconsommation serait-il cette fois au cœur du problème? Pour s'en convaincre il suffit d'observer que  la quantité moyenne d'énergie électrique produite grâce au voltaïque par le rayonnement solaire est loin d’être négligeable puisqu’elle permet aux habitants de l'immeuble de Mr Tout le monde de subvenir pour l’essentiel à ses   besoins énergétiques pour les deux postes les plus lourds en énergie: la voiture et le chauffage urbain. Ceci par le fait de son toit voltaïque débordant largement sur la chaussée.

La recharge de l’aquifère captif profond en énergie en été

Le lecteur qui a eu le courage de lire le livre « La chaleur renouvelable et la rivière » observera qu'il n'a été question jusqu'ici que de faire du chaud quand il fait froid mais en aucun cas du froid quand il fait chaud. Apres avoir pris connaissance de la question No 10 du chapitre Questions/Réponse du chauffage thermodynamique  on sait qu'en remplaçant les radiateurs hydrauliques habituels par des radiateurs hydrauliques type ventilo-convecteur on peut obtenir un rafraîchissement des locaux moyennant une légère augmentation du niveau sonore. La climatisation de l'habitat est ainsi rendu possible et même couramment utilisée en zone climatique H3 (Voir pages 73 et 281) avec les PAC air air dans le neuf en raison des gaines d’air et du climat méditerranéen.

Synoptique permettant de comprendre comment en ajoutant une valve 4 voies sur le circuit du fluide caloporteur de la pompe à chaleur il est possible d’inverser les fonctions de l’évaporateur et du condenseur et de faire également du froid lorsqu’il fait chaud

Si l’on s’apercevait après plusieurs générations que la température de l’aquifère captif profond reste stable un produit miracle non consommateur d’énergie est heureusement en réserve pour la climatisation des bâtiments

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Après avoir évoqué comment utiliser au mieux les apports thermiques de l'eau géothermale afin d'élever la température à la source froide et améliorer les performances de la génération thermique le lecteur qui poursuit comprendra comment il est également possible d'améliorer les performances en abaissant la température à la source chaude de l'habitat existant. Ceci particulièrement  dans le cas où les émetteurs thermiques sont constitués de radiateurs au lieu de planchers chauffants hydrauliques.

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Les radiateurs basse-température

On vient de voir tout l’intérêt qu’il y a à augmenter la température à la source froide pour améliorer les performances du chauffage thermodynamique. On va maintenant évoquer comment diminuer la température à la source chaude pour obtenir un résultat comparable.

Type	Photos	Dispositions	Surface frontale Sf	Surface diffusion Sd	Sd/Sf
Plat			15	30	2
à tubes	2 rangées de tubes		15	60	4
	3 rangées		15	90	6
à lamelles			15	120	8

Nota important

La puissance thermique émise par un radiateur hydraulique est sensiblement proportionnelle à sa surface de diffusion Sd et à la différence de température entre l’eau circulant dans le radiateur et la pièce à chauffer.(Voir les émetteurs thermiques) Cela signifie par exemple qu’un radiateur à tubes ou à lamelles ayant la même surface frontale qu’un radiateur plat peut transmettre la même puissance que ce dernier pour une différence de température ∆T entre l’eau circulant dans le radiateur et la pièce de 2 à 3,5 fois plus faible. Cela est important en regard du chauffage thermodynamique par le fait que les basses températures ont une importance prépondérante sur les performances du chauffage thermodynamique.

Tableau de calcul du COP théorique d’une pompe à chaleur sur nappe ayant une température à la source froide Tf = 10°C. (Ceci pour différents type de radiateurs ne nécessitant pas la même température pour maintenir 20°C dans la pièce de vie)

Sd/Sf	Température source chaude Tc °C	∆T °C	COP théorique = Tc/(Tc-Tf)
2	80	60	(273+80)/(80-10) = 5
4	50	30	(273+50)/(50-10) = 8
6	40	20	(273+40)/(40-10) = 10,5
8	35	15	(273+35)/(35-10) = 12

La figure 8 ci-dessus donne cette fois le COP pratique d’une pompe à chaleur sur nappe ayant une température à la source froide Tf égale à 10°C. Ceci pour maintenir 20°C dans la pièce de vie avec des températures à la source chaude différentes selon la surface de diffusion des radiateurs. En remplaçant les radiateurs plats par des radiateurs à 3 rangées de tubes comme ceux représentés en photo sur le tableau de la page précédente on consomme sensiblement deux fois moins d’énergie primaire pour un confort équivalent voire même amélioré avec des radiateurs certes un peu plus épais mais ayant la même surface frontale

Conclusion

Pour assainir l'air de nos villes et résoudre le problème social du chauffage de l'habitat le manque de surface en ville va être le facteur essentiel. C'est bien en effet la densité urbaine qui va devenir le facteur principal  conditionnant les décisions que nous allons devoir prendre pour concevoir les réseaux assurant l'essentiel de nos besoins. Et ceci qu'il s'agisse des réseaux hydrauliques  assurant les besoins thermiques du chauffage de l'habitat ou du réseau électrique assurant les besoins du transport urbain.

LE RESEAU ELECTRIQUE

Nous avons maintenant compris que la seule chance qui reste au nucléaire de rester compétitif  face au voltaïque qui ne produit pas la nuit est une production de masse associée à la recharge de la batterie des voitures électriques qui peuvent emmagasiner l'énergie excédentaire qu'il produit la nuit lorsque la demande est plus faible. Il faut toutefois de se rendre à l'évidence. L'essentiel n'est pas là. Il n'est pas là lorsque l'on observe que deux voitures nécessitent une surface au sol voisine de 20m² alors que du fait de la densité démographique en ville qu'un parisien dispose d'un espace public de 50 m² du même ordre de grandeur que l'espace privé de son appartement. Dans ces conditions on se dit qu'espérer assurer une transition brutale du moteur à combustion vers le moteur électrique va se heurter à une terrible contrainte: celle de devoir doubler le parc automobile alors que nous ne disposons pas de l'espace nécessaire. Pour éviter la pagaille au niveau de la circulation dans Paris nous ne pourrons donc pas assurer la transition vers la voiture électrique sans passer dans un premier temps par l'hybride rechargeable.

Vu l'autonomie actuelle du véhicule purement électrique et l'amélioration relativement lente en ce qui concerne la capacité de charge des batteries il faudra laisser un peu de temps au temps et se méfier des décisions hâtives parfois génératrices de déceptions amères. Une bonne conception de notre réseau électrique en dépend. Le long débat contradictoire sur goodplanet à ce sujet semble bien prouver que nous n'avons pas encore bien compris tout l'intérêt que nous pouvons retirer de l'autoconsommation de l'énergie électrique produite localement  par le voltaïque.

LE RÉSEAU HYDRAULIQUE

Alors que le transport urbain nécessite la mise en place d’un réseau électrique le chauffage urbain nécessite quant à lui la mise en place d'un ; réseau hydraulique. Ce réseau hydraulique sera lui aussi tributaire de la densité démographique urbaine. Il le sera par le fait que l'on ne pourra pas généraliser en ville  le réseau économique et particulièrement  performant tirant profit de la chaleur du dogger tel que celui proposé pour Boulogne. Si l'on prend Paris pour exemple il n'y en aura pour tout le monde que si l'on  prélève l'énergie thermique renouvelable dans la Seine en mi saison et l'été. Ceci grâce à la chaufferie hybride et un réseau de plus forte taille donc plus couteux. Ceci aussi en continuant à utiliser en plein hiver la combustion pour soulager notre réseau électrique pendant la période la plus froide de l'hiver et assurer la sécurité de fonctionnement lorsque la température de la source froide (la Seine) est trop proche de la température de congélation de l’eau.

On sait depuis longtemps que le monde est malade du pétrole. Depuis quelques années qu'il est aussi malade du charbon. Il nous appartient de prouver qu'il ne va pas le devenir à cause du nucléaire.

Améliorer rapidement la qualité de l'air dans nos villes en diminuant nos charges tel doit être notre objectif. Ceci de telle sorte que le médiateur de l'énergie ne soit plus qu'un mauvais souvenir.

Lorsque l'on prend connaissance de cette loi sur la transition énergétique et la croissance verte validé en 2015 par l'Assemblée nationale après délibération du Sénat et le décret d'application de l'individualisation des frais de chauffage on se dit que nos parlementaires sont capables du meilleur comme du pire.

Pour finir en désaccord avec ce dernier décret certaines associations et de constructeurs le considèrent comme un "business opportunity" sans trop y croire. Il est de toute évidence préférable de diviser le prix de l’énergie thermique par 4 plutôt que d’espérer en économiser 10% en cherchant à la compter bien inutilement d’ailleurs. Par contre le fait que l'on puisse à minima* prélever sur Boulogne 70% de notre besoin thermique dans l'eau géothermale de nos nappes captives profondes pour assurer le chauffage de l'habitat parisien en minimisant notre consommation d'énergie primaire prouve le bien-fondé de cette loi de 2015 puisque nous savons maintenant comment FAIRE pour la respecter.

Cerise sur le gâteau le fait que  nous sachions le faire avec la chaufferie hybride en partageant les 30% restant en parts sensiblement égales* entre le gaz et l'électricité plutôt que de satisfaire notre besoin avec 100% de gaz est de toute évidence très intéressante.  Intéressante ne serait-ce que dans le cadre de l'amélioration de notre  économie avec des dépenses nationales d'achat en produits fossiles se trouvant réduites de quelque 85%. Le passage aux actes ne pourra se faire selon les Lutins qu’à la condition que l’aide fiscale du type "fond chaleur renouvelable" émanant du conseil régional soit établi de telle sorte que le montant de l'investissement de départ n'affecte pas le pouvoir d'achat de l'acquéreur pendant la période de remboursement de l'emprunt finançant la partie non subventionnée. Il appartient à l'état français de mettre en place une fiscalité adaptée permettant d'obtenir ce résultat en fixant un prix de vente de l'EP suffisamment élevé pour que cette condition soit satisfaite. Il semble aux Lutins que cela soit possible en veillant a ce que le prix de l'EP soit fixé de telle sorte que les économies réalisées sur les combustibles soient suffisantes pour assurer le remboursement de l'emprunt. Ceci de telle sorte que emprunt soit remboursé en moins de 10 ans voire 5 ans si l'on souhaite avoir l'adhésion des "moins jeunes" lors du vote en AG. Pour comprendre sur quelle base il convient de fixer le prix de l'EP il suffit de comprendre l'importance du coût de l'EP qui réduit le RSI lorsque les prix augmentent. Ceci en fixant un prix suffisamment élevé de telle sorte que même si le Maître d'œuvre à 80 ans cela vaille encore le coup pour lui de se battre pour obtenir un contrat de performance rentrant dans ce contexte. Ceci aussi en tenant compte du fait qu'à cet âge il lui importe peu d'améliorer la valeur du patrimoine s'il n'a pas de descendance.

* L'obtention de ce contrat est réalisable avec la chaufferie hybride. Ceci dans la mesure où les valeurs de 60 et 40% tiennent compte d'un coefficient sécurisant le résultat plan le plan technique

Nota important

Il reste qu'une alimentation en ENP à  20 °C voir plus des évaporateurs du complément ENR de la chaufferie hybride  obtenue par une action municipale consistant à mettre en place quelques doublets géothermiques percés à la limite du bois de Boulogne et le long de la Seine est LA solution pour assurer le chauffage de l'habitat urbain d'une commune comme Boulogne Billancourt et généraliser cette chaîne énergétique. Les citoyens que nous sommes se sentent en droit de bénéficier d'un tel réseau. Quant aux Lutins thermiques ils estiment que cette infrastructure est la seule qui permettrait de généraliser ce type de chauffage dans nos villes. Ceci en permettant à chacun d'entre nous de profiter de ses nombreux avantages (pollution de l'air réduite, faible niveau sonore, terrasses libérées, émissions de CO2 divisées par 5 à minima, précarité énergétique, faible consommation d'énergie primaire préservant nos ressources, approvisionnement en gaz divisé par 5 avec une économie nationale améliorée, réseau d'alimentation en eau de plus petite taille diminuant le coût des infrastructures, surface couverte par le réseau amélioré par rapport au CPCU etc...

Selon les Lutins thermiques, il serait même possible de couvrir la partie nord-est de Paris éloigné de la Seine et insuffisamment proche de l'Oise. l faut aussi tenir compte de la valorisation du patrimoine immobilier.  Un ancien Président de l'UNPI estime que "l'on ne mesure pas encore clairement l'évolution qui se dessine concernant la production d'ENR et l'importance que les candidats à la location attacherons à l'existence de telles équipement énergétiques". Il en résultera selon lui  un déclassement des locaux qui n’auront pas intégrés ces mutations.

Il va devenir urgent que les pouvoirs publics représenté par l'agence nationale de l'habitat (ANAH) aident en premier lieu les propriétaires les + modestes à intégrer  ces mutations

Et Paris ?

Il faut espérer que le souhait de Madame HIDALGO Maire de Paris de voir notre capitale se réinventer pour relever les nombreux défis qui se présentent à elle en matière environnementale va être suivi d'effet. Les défis environnementaux de Paris notamment dans le domaine de l’habitat  sont importants et appellent des solutions inédites. Concevoir ou moderniser les bâtiments de telle sorte qu’ils respectent les exigences environnementales est essentiel. Pour mener à bien cette tâche on peut espérer que les architectes acteurs de la rénovation de notre capitale auront un niveau de formation supérieur à celui des acteurs reconnu RGE.

Quoiqu'il en soit ce qui est essentiel est que les architectes retenus pour ces projets innovent en ce qui concerne la production et la récupération de l'énergie thermique naturelle contenue dans la Seine. Ceci afin de chauffer et de climatiser l'habitat en économisant nos réserves et en se rapprochant de l'objectif « zéro carbone». Ceci aussi en évitant de polluer l'air en ville, en cherchant à minimiser notre consommation d'énergie primaire électrique ou fossile, solutionnant du même coup le problème de la précarité énergétique.

Alors que les gaz brulés de la combustion pollue l'air de nos cités presqu'autant que les moteurs à explosion, la condition essentielle du succès est que l’innovation soit véritablement au rendez-vous lorsque nous allons sélectionner la nouvelle chaîne énergétique assurant le chauffage de l'habitat.

Pour que Paris soit considéré comme la vitrine de ce qu'il faut faire, il est en tout cas essentiel que dans son appel à projets « Réinventer Paris » la maire de Paris veille à ce que les solutions retenues pour le chauffage et la climatisation des administrations implantées sur l'île de la cité et de ce qu'il reste de l'habitat conventionnel soient réalisés en s'inspirant des propositions qui sont faites ci-dessus pour Boulogne Billancourt à proximité de l'île Seguin.

Un rapide tour d'horizon des besoins thermique de cette petite île fluviale qui a vu naître Lutèce montre qu'un chauffage urbain basé sur la mise en place d'une grosse chaufferie hybride de quelque 5000 kW située au barycentre de l'ile devrait suffire pour assurer son besoin thermique.

Ceci pour chauffer les quelque 1100 habitants actuels de l'ile et les 100 000 m² de locaux que l'on pourrait implanter prochainement sur son sol pour les futures administrations. En effet la densité urbaine de cet îlot n’est que de 5 000 habitants par km² alors qu’elle est 4 fois plus élevée dans Paris intramuros.

Le moteur d'un tel serait l'argent roi sans qui rien ne se fait. La technique passera probablement au second plan pour faire place à la finance. Le problème qui va se poser est principalement de savoir quel sera le cout cumulé du forage dans le dogger et le rejet dans celui-ci de l'eau géothermale, de la station d'échange thermique avec l'eau de la Seine majoré du cout d'une grosse chaufferie hybride gaz-électricité délivrant l'eau chaude au réseau de chauffage urbain de l'ile. C'est seulement si le cout cumulé de ces 4 postes est raisonnable par rapport aux rentrées financières escomptés de un milliard d'€ résultant de la vente des 100 000 m² de locaux à 10 000€/m² qu’il y a une chance que Paris soit véritablement leader. Vu le site prestigieux que représente l'ile St Louis, il y a une chance que cela se fasse plus rapidement qu’avec la voiture électrique.  

Nota important : Les valeurs numériques indiquées par l’auteur dans son livre sont des ordres de grandeur et ne l’engage pas. Certes une erreur est toujours possible mais il a confiance.

La « Solar Water Economy » respecte les 17 objectifs de l’ONU

Les Lutins thermiques sont totalement solidaire du secrétaire général de l’ONU

http://www.un.org/sustainabledevelopment/fr/objectifs-de-developpement-durable/

1 pas de pauvreté
Un prix de l'énergie thermique rendue dans les pièces de vie moins chère c'est moins de pauvreté

2 faim zéro
Dépenser moins pour se chauffer c'est avoir plus d'argent pour se nourrir

3 bonne santé et bien-être
Se chauffer correctement préserve la santé et améliore le confort

4 éducation de qualité
L'UNESCO recommande comme les Lutins thermiques de parler environnement à l'école

5 égalité entre les sexes
avec un prix de l'énergie thermique rendu dans les pièce de vie aussi faible la femme qui "gagne" encore un peu moins que l'homme pourra aussi se chauffer

6 eau propre et assainissement
le chauffage thermodynamique aquathermique permettra d'apprécier et d'assainir éventuellement la qualité de l'eau de nos nappes libres superficielles et de l'eau géothermale de nos aquifères captifs profonds

7 énergie propre et d'un coût abordable
C'est le cas de l'énergie thermique délivrée par la PAC aquathermique

8 travail décent et croissance économique
Son développement pourrait assurer un travail décent et améliorerait la croissance économique

9 industrie innovation et infrastructure
On est en plein dedans. Les infrastructures seraient constituées pour l'essentiel de  réseaux de tuyauteries

10 inégalités réduites
Réduire les charges des plus pauvres c'est améliorer leur pouvoir d'achat et réduire les inégalités

11 villes et communautés durables
La quantité d'énergie thermique naturelle contenue dans les fleuves français est durable et suffisante pour assurer le chauffage de nos métropoles

12 consommation et production responsable
Être responsable à ce niveau pourrait bien être de consommer moins d'energie finale et non d'en produire plus.

13 mesures relatives à la lutte contre le réchauffement climatique
Le chauffage thermodynamique refroidit localement notre environnement

14 vie aquatique
En refroidissant la rivière le chauffage thermodynamique aquathermique y améliore la vie aquatique

15 vie terrestre
Il améliore cette dernière en diminuant la pollution de l'air en ville

La méthode de chauffage proposée dans ce livre respectent les 17 objectifs de l'ONU y compris les deux derniers concernants 16 paix justice et institutions efficaces et 17 partenariat pour réalisation des objectifs
Ceci en proposant :
- une institution élaborant une nouvelle loi rassurant celui qui finance et celui qui rembourse. Et ceci en assurant paix et justice
- Une meilleure cohabitation entre les hommes et entre les fluides

Courtezy Gazinfocus

Sans compter le pétrole c’est sensiblement 3754 TWh soit 3754 x 10⁹ kWh de gaz naturel qui sont importés chaque année par l’Europe. Ceci alors que côté utilisation le chauffage de l’habitat et le transport routier représentent sensiblement les 2/3 du total si l’on considère que le 1/3 restant est dévolu à l’industrie.

En prenant comme base le prix d’achat du pétrole en mars 2017 à 50 $ le baril de 159 litres on arrive sur la base d’un PCI à 10 kWh le litre et d’un taux de change de 1$ = 0,925€ à un prix d’achat moyen de 2,9 cts d’€ le kWh. Il s’agit en fait de sommes colossales vu que le prix du kWh gaz indexé sur le pétrole et à peine moins onéreux que ce dernier. Cela correspond à une dépense voisine de 108 milliards d’€ pour le gaz seul qui est loin d’être négligeable par rapport au budget 2017 de 1500 milliards d’€ de la commission européenne. On mesure ici l’amélioration des conditions d’existences de l’européen qui pourrait résulter de la généralisation des chaînes énergétiques proposées dans ce livre au titre de la « Solar Water Economy »