Réseau de chaleur de Villejuif
J'ai visité fin
avril 2019 l'équipement de chauffage urbain de Villejuif. Je suis en effet inquiet
des bruits qui courent d’un prix de l’énergie électrique croissant au-delà du
raisonnable. La demande étant celle d’une énergie bon marché, cela me semble
socialement difficilement acceptable. Ceci d’autant que le pourquoi de ces
augmentations de prix ne nous sont pas clairement expliqué. D’autres solutions
existent pourtant pour satisfaire nos besoins énergétiques dans de bonnes
conditions. La preuve de cela est bien le réseau de chauffage urbain de
Villejuif. Je suis allé écouter l'exposé présenté par le responsable assurant
l’entretien de ce remarquable chantier (une équipe comprenant environ une
vingtaine de personnes). Aussi incroyable que cela puisse paraître, il y avait
à peine 10 personnes dans cette salle de 2 à 300 personnes minimum. Comment
interpréter une telle indifférence ? Je ne ferais pas partie des
indifférents à la situation actuelle. Comment imaginer que si près de Paris un
réseau de chauffage urbain d'une telle ampleur, répondant au besoin de la
population pour le chauffage de leur logement et s'étendant en plus sur les
communes avoisinantes ne soient pas plus divulgué.
Il serait temps de mettre en valeur la situation privilégiée de Paris
résultant de la présence du dogger et de son eau géothermale.
Température °C
Carte BRGM des
températures de l’eau géothermale du dogger en IDF
Ceci à une profondeur comprise entre 1800 et 2000 m
Cette situation privilégiée est telle qu’à Villejuif et les communes
adjacentes l'accord de raccordement a été donné pratiquement à tout le monde à
savoir les copropriétés et leur appartements, les mairies, les écoles, les
cinémas, les sociétés et leurs bureaux si l’on excepte quelques maisons
individuelles pour lesquelles le cout de la liaison a été considéré trop élevé.
Et cela avec un prix du kWh rendue dans les pièces de vie stable très inférieur
au prix du kWh électrique et même sensiblement inférieur à celui du gaz
naturel. Qui plus est sans fluctuation de prix d'une année à l'autre comme cela
est le cas avec le fioul.
Ce réseau est
dans la pratique un réseau hybride basé sur l'association de 3 puits au lieu
des 5 imaginés pour Boulogne Billancourt dans
mon livre. Un réseau hybride dans la mesure où le dispositif ne
comprend pas que ces 3 puits mais également trois grosses chaudières à gaz
Bosch rarement utilisées permettant de couvrir la totalité du besoin thermique
en cas d'incident sur le réseau géothermal.
Ce qui est
remarquable dans ce réseau qui comprend également une petite centrale de
cogénération et une grosse pompe à chaleur de 4 mégawatt thermique est le fait
que toute la distribution de l'eau chaude vers les habitations se fait sous
terre à environ 1,5 m de profondeur avec une température et des vitesses de
circulation beaucoup plus importantes que celles retenues dans mon projet pour
Boulogne Billancourt. Ceci à une température pouvant atteindre 70°C avec des
vitesses de circulation voisines de 50 km/h soit plus de 10 m/s . Et Cela sans que
soit constaté de bruits anormaux. Rien à voir avec celles prévues dans mon
projet de réseau // avec sa température constante de 15 °C et sa vitesse de
circulation de 1 m/s.
Il faut retenir
du réseau de Villejuif le choix de vitesses élevées pour les vitesses de
circulation. Ces vitesses ont en effet une incidence favorable sur le prix du
réseau de tuyauteries composé de tuyauteries ayant des diamètres environ 3 fois
plus faibles par rapport à ce que j'avais imaginé dans mes textes pour Boulogne
Billancourt. Vu la température proche de 70 °C et des pertes thermiques en
ligne non négligeables ces vitesses élevées sont bénéfiques. Ceci d’autant que
ce réseau est conçu d’après ce qui a été dit lors de l'exposé en tuyauteries
métalliques particulièrement déperditives compensées en partie par le fait que
l'eau chaude reste moins longtemps dans la tuyauterie. A noter qu'il y a aussi
des tuyauteries du genre stratifié verre résine.
Les ingénieurs ayant
étudié le réseau de Villejuif ont dû loger la pompe d'exhaure à 200 m de
profondeur bien en dessous de la courbe piézométrique et non à une cinquantaine
de mètres comme cela se fait pour les pompe à chaleur sur nappe libre. Voir par
exemple celle envisagée pour la chaufferie hybride décrite mon livre. Cette
disposition profonde ainsi que les diamètres plus faibles ont une incidence sur
la perte de charge ce qui augmente sensiblement la puissance utile au niveau de
la pompe alimentée en très haute tension pour limiter les pertes par effet
Joule. Les frais d'entretien et de remplacement de cette pompe en cas
d'incident (ce qui arrive si j'ai bien compris tous les 3 ans ou 4 ans) sont
assez importants mais sont largement compensés par le cout beaucoup plus faible
du réseau. Et ceci même si le démontage de cette pompe est plus compliqué par
le fait qu'il est nécessaire de remonter également son alimentation électrique
lors de l'opération.
|
Mon opinion en tant qu’ancien directeur
technique de la société OILGEAR ayant consacré toute sa carrière
professionnelle dans les circuits hydrauliques industrielles est qu’il va
falloir prendre une décision lourde concernant l’implantation de réseaux de
chauffage urbain s’inspirant en partie des solutions retenues à Villejuif.
Ceci avec toutefois certaines différences concernant la partie aval du
réseau. Voir à ce sujet la distribution série évoquée dans mon livre entre
les pages 558 et 560
(solution retenue à Villejuif) mais non retenu compte tenu des
avantages du réseau parallèle expliqué entre les pages 566 et 570 . Ce dernier réseau qui
libère du souci des pertes de température en ligne est préférable. Déjà
préférable avec les faibles vitesses de circulation de l’eau chaude dans les
tuyauterie, il devient encore plus souhaitable avec les vitesses de
circulation plus importante de quelque 10 m/s. Il faudra seulement trouver un
compromis vu que la viscosité cinématique de l'eau à 15°C est sensiblement
supérieure à ce qu’elle est à 70°C.
Voir l’eau
formidable véhicule thermique |
Réseau série en
opposition au réseau // |
Ce qu’il est
important de dire est le fait que le potentiel de ce type de réseaux qui donne
déjà satisfaction est perfectible. Ceci alors que la population est déjà
heureuse de disposer d’une énergie thermique rendue dans les logements moins
onéreuse. Ceci dans la mesure où l'eau superficielle de la nappe libre ou de la
rivière n'a pas été utilisée comme cela pourrait être le cas à Boulogne-Billancourt
et comme cela est proposé dans mon livre. Le fait d'utiliser l'eau
superficielle en complément de l'eau géothermale permet en effet de doubler la
puissance disponible par rapport à ce qu'est cette puissance si on n’utilise
seulement l'eau géothermale. Ce doublement de la puissance utile est très
important. Associer thermiquement sans mélange physique l’eau géothermale à
l'eau superficielle de la rivière où de sa nappe libre est de plus relativement
facile à faire avec les échangeur à plaques. Cette association, double la
puissance de chauffe du réseau par unité de surface au sol par rapport à ce
qu'elle est en utilisant seulement l'eau géothermale.
Cet avantage est
particulièrement significatif pour des régions comme celles de
Boulogne-Billancourt ou des 20 arrondissements de Paris intra-muros vu la
densité de population très élevée de ces régions voisine de 20 000 habitants au
km². Densité de population à ce point
importante que chaque parisien ne dispose que de 50 m² au sol. Cela demande à être confirmé par le BRGM mais
compte tenu des diamètres de forage retenus à Villejuif sur leurs 3 doublets,
il semble difficile d'envisager un débit d'eau géothermale supérieur à 300 m3/h. De ce fait, si l’on
tient compte de la surface occupée par chaque doublet de 2 km² et du besoin des
40 000 citadins situés à l’aplomb de ce doublet, ce débit de 300 m3/h correspond à une
puissance disponible par citadin limitée à environ 0,5 kW, une valeur qui peut
être portée à 1 kW en associant l'eau géothermale et l'eau superficielle. En
nous aidant à mieux satisfaire notre besoin cette puissance supplémentaire
prélevée à moindre frais dans l’eau de la Seine est à l'évidence la bienvenue.
Elle nous autorise dans une certaine mesure à nous préoccuper un peu moins de
l'isolation des bâtiments existants vu la difficulté d'isoler ces bâtiments
après coup.
Reste une
décision importante à prendre l’intérêt d’homo sapiens est-il de prévoir dans
la partie aval du réseau // des pompe à chaleur collectives ou privatives à
l’échelle de la copropriété comme celle que nous avons imaginée pour la
chaufferie de notre immeuble ? (dans ce qui a été
appelé le « cas pratique »
)
Ce que l'on peut dire pour conclure est le fait que le potentiel de ce
genre d'équipement est tel que Jean-Marc Landovici avait parfaitement raison lorsqu'il a estimé
que l'on pouvait généraliser ce type de chauffage urbain dans Paris. Si
elle veut respecter les accords de Paris sur le climat lors de la COP21 et sa
LTECV, notre grande métropole doit à l’évidence pour assurer le chauffage de
l'habitat prendre en compte la géothermie profonde associée à l'aquathermie de surface. Cette modification de nos chaînes
énergétiques est à l’évidence l’orientation que nous allons devoir
prendre. Elle présente en effet
l'avantage d'éliminer pratiquement la combustion et de diminuer
considérablement la quantité d'énergie finale nécessaire pour assurer le poste
le plus lourd de notre consommation en énergie : celui du chauffage des
logements. Il se confirme comme j‘ai eu l’occasion de le dire au maire de
Boulogne-Billancourt président de GPSO lors d’une réunion publique : nous
avons beaucoup de progrès à faire dans ce domaine pour le chauffage de
l'habitat dans notre commune. Ceci en mettant aux oubliettes les radiateurs
électriques et en prenant en compte que le biogaz ne sera utilisé que bien peu
souvent.
Accès à la diapositive de la SEMHACH