ÉNERGIES RENOUVELABLES ET DE RÉCUPÉRATION

La chaleur fatale

Définition de la chaleur fatale

La chaleur fatale est la chaleur « perdue » par un process industriel (hauts fourneaux par exemple) ou tertiaire (data-center) qui dégage une énergie thermique. Elle peut être récupérée à partir de sites de production d’énergie, de sites de production industrielle, de centres de données, de réseaux de transport fermés ou encore d’unités de valorisation énergétique des déchets. Une fois récupérée, la chaleur peut être réinjectée dans un autre process, notamment dans un réseau de chaleur, urbain ou industriel.

La meilleure énergie est celle que l’on n’utilise pas, la seconde est celle que l’on réutilise

L’intérêt de la récupération de chaleur fatale est double : elle permet d’améliorer l’efficacité énergétique intrinsèque d’une installation et d’alimenter des réseaux de chaleur (intérêt écologique), mais aussi d’utiliser ce processus pour couvrir tout ou partie des besoins énergétiques du site, voire produire un surplus d’énergie verte qui pourra être utilisé pour alimenter des installations industrielles voisines (intérêt économique).

La récupération de la chaleur perdue, un levier très efficace pour décarboner la chaleur

Capter et réinjecter l’énergie perdue dans les bâtiments réduirait d’autant leur consommation d’énergies fossiles, et constituerait alors un levier de décarbonation très fort :

La valorisation des gisements de chaleur fatale situés à proximité d’un réseau de chaleur permettrait de chauffer très rapidement l’équivalent de 2,2 millions d’équivalents logements. Elle permettrait plus largement la création de plus de 10 000 emplois non délocalisables.

La géothermie

Définition de la géothermie profonde

On appelle géothermie profonde l’exploitation de l’énergie contenue dans le sous-sol. Située à des profondeurs comprises entre 200 et 2 500 mètres de profondeur, l’eau présente dans des aquifères profonds est captée par forages et sert de vecteur pour transférer la chaleur des profondeurs vers la surface.

La géothermie profonde, comment ça marche ?

La géothermie profonde consiste à utiliser la chaleur de l’eau puisée dans les aquifères entre 500 et 2 500 mètres de profondeur pour la transférer à des réseaux de chaleur à fin de chauffage.

À grande profondeur, l’eau est en effet très chaude : dans la nappe située sous Paris et une partie de la région parisienne, la température à 1 000 mètres sous terre est de l’ordre de 45 °C. Et sur certains forages plus profonds, cette température peut atteindre 90 °C.

La géothermie de surface, comment ça marche ?

Également connue sous le nom de « géothermie très basse énergie » ou « géothermie assistée par pompe à chaleur », elle permet de tirer parti de l’énergie thermique du sous-sol jusqu’à 200 mètres de profondeur. Le principe est simple : il s’agit de capter l’énergie du sous-sol et de la restituer au niveau de température désiré par le biais d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique. Les systèmes de pompes à chaleur (PAC) géothermiques peuvent être utilisés pour répondre aux besoins de chauffage, d’eau chaude sanitaire, de refroidissement ou de rafraîchissement.

Le géocooling, rafraîchissement naturel

Méthode de rafraîchissement naturel, le géocooling exploite la température constante du sous-sol (en France, 8°C à 16°C environ et stable à partir de 8-10 mètres de profondeur) en faisant circuler un fluide caloporteur dans un échangeur géothermique enterré relié aux émetteurs du bâtiment, sans utiliser de pompe à chaleur.

La thalassothermie

Définition de la thalassothermie

La thalassothermie est une technologie utilisant l’eau de mer comme source froide, qui est ensuite réchauffée grâce à une pompe à chaleur. Cette eau chaude vient ensuite alimenter les chauffages ou l’eau chaude sanitaire des bâtiments, avant d’être rejetée au large. La thalassothermie peut aussi fonctionner sur le principe de la thermofrigopompe pour produire du froid.

Le premier projet en France

Depuis 2017, un écoquartier marseillais est alimenté en chauffage et climatisation grâce à la mer. Avec une eau dont la température ne descend pas en-dessous de 14°C en hiver et qui ne dépasse pas 28°C en été, la Méditerranée est une ressource renouvelable incroyable.

Le bilan global est très favorable : pour 1 kWh d’énergie électrique consommée, c’est l’équivalent de 4 kWh qui sont mis à disposition.

Biomasse : le bois énergie

Définition du bois énergie

Le bois énergie ou sylviculture énergétique est une bioénergie issue de la biomasse. Il peut être utilisé pour diverses valorisations énergétiques : chaleur (par combustion), chaleur et électricité (par cogénération). La production de chaleur est la principale voie de valorisation du bois énergie. Dans les secteurs collectif, industriel et tertiaire, le bois énergie est utilisé pour produire de la chaleur dans des chaufferies (dédiées ou connectées à un réseau de chaleur) et parfois de la chaleur et de l’électricité dans des installations de cogénération.

Le bois énergie au cœur de la transition énergétique

La lutte contre le dérèglement climatique et l’épuisement des ressources fossiles placent la filière bois au cœur de la transition énergétique à travers tous ses usages – bois d’œuvre, bois d’industrie et bois énergie – grâce à 3 leviers d’actions : Séquestration et Stockage de carbone et Substitution de matériaux et énergie non renouvelables.

L’exploitation et le renouvellement de la forêt sont indispensables à la pérennité de la forêt française, aujourd’hui menacée par les effets du changement climatique. La biodiversité est ainsi un facteur de résilience pour les forêts et un gage de maintien de leur productivité sur le long terme. La France possède depuis 1827 avec le code forestier, un arsenal réglementaire régulièrement renforcé.

Selon l’IGN, le volume de bois prélevé chaque année représente en moyenne 60 % de l’accroissement net des forêts de l’hexagone.
Ces prélèvements sont utilisés d’abord pour le bois d’œuvre et matériau (ex : construction), puis pour le bois d’industrie (papier, panneau) et, enfin, le bois énergie (bois de chauffage, plaquettes forestières, granulés …).

Un usage raisonné

Aujourd’hui la récolte de bois, dont le bois énergie, doit répondre d’une part aux exigences des documents de gestion durable et d’encadrement des coupes en fonction notamment des peuplements dont il est issu, et d’autre part aux exigences des cahiers des charges des utilisateurs avec notamment un taux de certification PEFC imposés par l’ADEME ou la CRE. Les gestionnaires disposent également d’outils de diagnostic et de guides de bonnes pratiques pour une récolte raisonnée.

Pour garantir son caractère renouvelable, la récolte du bois s’inscrit dans un contexte indispensable de gestion durable de la forêt française, permettant à celle-ci de se renouveler et de jouer son rôle principal de puits carbone et de préservation de la biodiversité.

Le solaire thermique

Définition du solaire thermique

Un panneau solaire thermique permet de convertir le rayonnement du soleil en énergie calorifique. Le fluide caloporteur qui circule à l’intérieur (mélange d’eau et d’antigel) est réchauffé et rejoint ensuite le ballon de stockage pour transférer sa chaleur.
Le panneau solaire thermique doit être distingué du panneau photovoltaïque qui permet de produire de l’électricité.

Les panneaux solaires thermiques permettent de produire de la chaleur qui peut être valorisée pour différentes applications : la production d’eau chaude sanitaire (ECS), le chauffage de bâtiments, la fourniture de chaleur pour l’industrie et l’agriculture, l’alimentation de réseaux de chaleur.
Les panneaux solaires thermiques sont généralement installés en toiture ou en ombrières sur les bâtiments. Pour des projets de plus grande taille, ils peuvent être placés au sol et constituer un champ solaire.

L’exemple du réseau de chaleur alimenté grâce au solaire thermique


Dans le cas d’une alimentation d’un réseau de chaleur, la chaleur est collectée au travers des capteurs solaires puis transportée par un fluide caloporteur dans un circuit hydraulique, comportant généralement un ou plusieurs ballons de stockage. Cette production thermique permet de diversifier le mix énergétique des réseaux de chaleur.

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