Le qui-que-quoi des réseaux de chaleur

De plus en plus de villes et de villages installent des réseaux de chaleur - même le Palais Royal y recourt! Il s'agit donc d'une forme d'énergie renouvelable permettant de chauffer et de refroidir efficacement de nombreux bâtiments. Ces dernières années, des mesures ont été prises pour développer son cadre législatif mais ce dernier n'est pas encore au même niveau que celui des autres formes d'énergie.

Qu'est-ce qu'un réseau de chaleur?

Un réseau de chaleur est une forme alternative de fourniture d'énergie où l'eau est chauffée de manière centralisée puis distribuée aux acheteurs via un réseau de conduites bien isolées et généralement souterraines afin de transmettre de la chaleur via un module décentralisé sur le réseau de chauffage et d'eau chaude sanitaire. L'eau refroidie revient à la source de chaleur et le cycle recommence.

Un réseau de chaleur est donc comparable à un réseau de chauffage classique dans une habitation, mais à une échelle différente. La source n'est pas une chaudière mais une centrale biomasse, une incinérateur, … Le réseau a aussi un autre ordre de grandeur: Les tuyaux ont des diamètres allant jusqu'à DN1500 et peuvent atteindre des centaines de kilomètres. Pour cette raison, l'eau est également distribuée différemment, à une température et à une pression plus élevées (jusqu'à 40 bars). Selon la source de chaleur, la température d'approvisionnement peut atteindre 130 °C (voir encadré).

OÙ TROUVE-T-ON DES RÉSEAUX DE CHALEUR?

Les réseaux de chaleur se déclinent dans de nombreuses formes et dimensions, de la chaufferie centrale d'un immeuble d'appartements à un vaste réseau urbain, comme le réseau de chaleur Fluvius à Kuurne et Harelbeke, qui est alimenté par la chaleur résiduelle de l'usine d'incinération des déchets Imog.

Une condition importante est une densité thermique suffisante. En effet, la demande de chaleur doit être assez forte pour justifier l’investissement dans le réseau. Un réseau de chauffage urbain n'est intéressant sur le plan économique et écologique que si la demande de chaleur par mètre courant de conduite est d'au moins 2,5 MWh par an. Cette consommation est appelée "densité thermique linéaire".

 

En général, les réseaux de chaleur ne sont pas aménagés uniquement pour des habitations: les gros acheteurs comme les hôpitaux ou l'industrie constituent des motivations indispensables. Mais les habitations situées à proximité d'un réseau de chaleur seront autant que possible raccordées à ce réseau (tant que la capacité le permet).

A Roulers, Bruges, Anvers et Gand, on a raccordé ces dernières années de nombreuses habitations à des réseaux de chaleur existants et nouveaux. Aujourd'hui, beaucoup de villes et de communes prévoient une réglementation urbanistique censée encourager le raccordement au réseau de chauffage urbain. Aujourd'hui, même le Palais Royal est raccordé à un réseau de chaleur. Le nombre de raccordements aux réseaux de chaleur va certainement augmenter dans les années à venir.

CINQ GENERATIONS DE RESEAUX DE CHALEUR
Un réseau de chaleur n'est pas l'autre. La source de chaleur, la pression de départ, la longueur du réseau de conduites … tout cela peut varier. Aujourd'hui, la principale distinction est faite sur base de la température de départ. Les réseaux de chaleur sont divisés en cing générations:

première génération: des réseaux de chaleur avec une température de départ élevée (> 100 °C) datant des années 80;
deuxième génération: des réseaux de chaleur avec des températures de départ jusqu'à 80 °C;
troisième génération: des chaufferies centrales à 65 °C qui suffisent pour alimenter un immeuble d'appartements en eau chaude sanitaire de manière sûre;
quatrième génération: la température est suffisamment élevée pour chauffer avec un système de chauffage par le sol, mais pas assez pour l'eau chaude des installations sanitaires (réglage jusqu'à 35°C);
cinquième génération: la température est si basse qu'elle ne permet pas de chauffer une maison directement, mais elle est plus élevée que l'environnement extérieur, de sorte qu'une pompe à chaleur peut atteindre des COP très élevés. Vous pouvez également l'utiliser pour le refroidissement passif. On pense alors par exemple à un champ BEO ou à la chaleur des égouts (riothermie). Bien entendu, vous ne pouvez pas utiliser cette dernière pour le refroidissement.

QUI EST IMPLIQUÉ?

Il n'y a pas de formule fixe pour le démarrage ou l'exploitation d'un réseau de chaleur. L'initiative peut être prise par plusieurs parties et nécessite généralement une excellente coordination entre conseils communaux, promoteurs immobiliers, intercommunales, industrie, …

La régulation des réseaux de chaleur n'est pas encore parfaite.

En principe, l'exécution et la gestion d'un réseau de chaleur et des installations qui y sont raccordées impliquent moins de parties différentes. Ici, les choses tournent autour du triumvirat classique: producteur d'énergie, gestionnaire de réseau et installateur. Toutefois, cela ne signifie pas que la répartition des rôles est claire ou définie de manière traditionnelle. Dans le cas d'un réseau de gaz conventionnel, l'intervention du gestionnaire de réseau de distribution s'arrête à la limite de la maison, tandis que dans le cas des réseaux de chaleur, cela reste très ouvert à la discussion. Et cela a un impact sur la tâche, la responsabilité et la fixation de prix de l'installateur qui s'occupe de l'installation dans la maison.

POINT DE CONTESTATION

Contrairement aux autres marchés de l'énergie, la régulation des réseaux de chaleur n'est pas encore parfaite. Toutefois, il existe déjà un léger cadre réglementaire flamand qui comprend des obligations concernant la mesure, la facturation, le rapport annuel et les aspects sociaux Ce cadre réglementaire est mentionné sur le site web de le SPW Energie. 

A l'exception d'une procédure non contraignante pour le marquage CE, il n'existe pas encore de normes pour les produits, l'installation et la maintenance. Il n'y a pas non plus de certification des installateurs, comme c'est le cas pour le gaz et le mazout. 

MAILLON CRUCIAL

Le manque de réglementation est surtout problématique au niveau du module décentralisé. Cet appareil, se situe à l'intérieur de l'habitation et assure le transfert de chaleur entre le réseau de chaleur et l'installation intérieure. En général, cela s'effectue via deux échangeurs de chaleur à plaques: un pour l'eau chaude sanitaire et un pour le réseau de chauffage. Si l'on utilise dans le bâtiment différentes sources de chauffage – radiateurs et chauffage par le sol, par exemple – on prévoit des échangeurs de chaleur supplémentaires. En prévoyant un débit différent sur chaque échangeur de chaleur, chaque circuit obtient un régime de température adapté.

En même temps, le module décentralisé fait office de séparation entre les deux réseaux pour la pression et la température. En effet, une installation intérieure n'est pas prévue pour les pressions et les températures élevées qui sont maintenues dans le réseau de chaleur.

 

QUI EST RESPONSABLE?

Selon le schéma classique de répartition des rôles, le module décentralisé, à l'instar de la chaudière, relèverait de la responsabilité de l'installateur. Toutefois, comme il est en contact direct avec le réseau de chaleur coûteux et avec l'eau fortement traitée – et donc également très coûteuse – qui passe à l'intérieur et comme il n'existe pas de normes claires, ce sont les gestionnaires de réseau qui s'occupent du choix et de l'installation. Ils essaient ainsi de sécuriser le bon fonctionnement du réseau de chaleur primaire mais la coordination technique avec l'installation intérieure risque alors de passer à l'arrière-plan.

Il n'existe pas de normes d'installation spécifiques pour les gestionnaires de réseaux de chaleur. Cependant, les gestionnaires de réseaux de chaleur peuvent se tourner vers Fluvius, qui a élaboré son propre manuel et sa propre norme.. 

L'installateur doit se poser un certain nombre de questions essentielles

L'installateur doit donc redoubler de vigilance. S'il veut réaliser une installation sur un réseau de chaleur et être sûr de ne léser ni le client ni lui-même, il doit se poser plusieurs questions essentielles.

 

INSTALLER UN MODULE DECENTRALISE

Il y a des situations dans lesquelles l'installateur devra installer lui-même la le module décentralisé. C'est le cas, par exemple, avec les  chaufferies centrales (voir encadré), mais cela peut aussi être le cas d'un réseau de chaleur plus important.

La formation reste indispensable pour la réussite de l'installation d'un module décentralisé. Si vous devez travailler sur le réseau primaire, il est préférable d'obtenir des conseils auprès du grossiste, du fabricant et/ou du bureau d'études.

Choix de l'appareil

Il est crucial ici que l'appareil soit adapté aux particularités du réseau de chaleur primaire ainsi qu'aux souhaits et attentes du client. Autrement dit, une approche systémique est nécessaire.

 

Veillez à ce que l'appareil réponde au moins aux dispositions reprises dans le cahier des charges et accordez suffisamment d'attention à la classe de pression et à la puissance. En ce qui concerne ce dernier, prévoyez une certaine flexibilité. Assurez-vous que toutes les sécurités et tous les accessoires sont bel et bien prévus et que toutes les pièces aient la bonne classe de pression. 

Hydraulique

Il est crucial que le système soit parfaitement équilibré sur le plan hydraulique. Si ce n'est pas le cas, il ne va pas fonctionner.

A côté de ça, il faut accorder de l'attention à la qualité de l'eau de chauffage. En effet, les échangeurs de chaleur à plaques sont très sensibles. C'est pourquoi l'eau est fortement traitée sur le réseau primaire. Au début de cette décennie, on avait l'habitude de remplir l'installation intérieure avec la même eau via une dérivation temporaire mais aujourd'hui, on a abandonné cette façon de procéder, e.a. à cause de la pression élevée. Mais cela ne signifie pas qu'il ne faut plus y accorder de l'attention. Informez-vous sur une approche structurelle auprès d'un spécialiste en qualité de l'eau.

Entretien

Même s'il n'existe encore aucune norme pour l'entretien des modules décentralisés, un contrôle régulier est indispensable. Le secteur œuvre pour un entretien obligatoire tous les deux ans.

Les principaux points d'attention lors de l'entretien sont le réglage hydraulique, les composants mécaniques et l'état de l'échangeur de chaleur. En principe, à chaque entretien, ce dernier doit être rempli et l'installation doit être mise sous pression. Dès qu'une obstruction est constatée – annoncée par un dégagement de chaleur réduit – un rinçage s'impose.

CHAUFFERIE CENTRALE: LE DIMENSIONNEMENT
Même si les chaufferies centrales relèvent aussi des réseaux de chaleur, la répartition des rôles pour ce genre de mission est beaucoup moins problématique. Ici, en principe, l'installateur doit se charger de toute l'installation: la chaudière, le module décentralisé et l'installation intérieure.

Les chaufferies centrales nécessitent une attention supplémentaire de la part de l'installateur, notamment au niveau du dimensionnement de l’installation et plus précisément de la chaudière (ou autre source de chaleur). En effet, celle-ci ne doit pas être prévue pour la demande cumulée totale de tous les appartements. On ne doit tenir compte que d'un certain degré de simultanéité. La plupart des grossistes possèdent un service spécialisé pour effectuer les calculs nécessaires et encadrer les installateurs dans le dimensionnement.

Ce dimensionnement est complexe et doit être étayé par une méthode de calcul technico-scientifique. Cela nécessite des logiciels et il n'est plus possible d'obtenir ces services gratuitement auprès des fabricants ou des grossistes. Par conséquent, en tant qu'installateur, il faut toujours tenir compte d'un certain coût d'étude. 

En savoir plus? Pour plus d'infos, adressez-vous à le Cluster TWEED

^{Merci à Caleffi, Giacomini, Terrendis,Van Marcke en Warmtenetwerk Vlaanderen}