Premier réseau de chauffage urbain en 1332 !

A l’époque où le terme de géothermie n’existait pas encore, les habitants de Chaudes-Aigues, un village auvergnat ont été les premiers à bénéficier d’un réseau de chauffage urbain naturel. C’était en 1332, à une époque ou les tuyaux étaient encore en bois !

Pour autant, il s’agissait déjà de géothermie. Du grec géo (la terre) et thermie (la chaleur), elle est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l’exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi l‘énergie géothermique issue de l’énergie de la Terre qui est convertie en chaleur.

Cette chaleur de la terre, l’homme a su l’utiliser bien avant le charbon ou le pétrole. Les volcans, geysers, sources chaudes, en sont les preuves visibles les plus spectaculaires. A Chaudes-Aigues, au sud de l’Auvergne volcanique, l’eau brûlante jaillit de plus de 30 sources.

Dès 2000 avant J.C., les premiers témoignages nous viennent d’Italie, où l’eau chaude était déjà utilisée pour les thermes. A Chaudes-Aigues, l’eau chaude a donc été utilisée très tôt pour offrir aux habitants un chauffage naturel et gratuit, grâce à la Source du Par, parmi les plus chaudes d’Europe avec ses 82°C.

La commune en tire aujourd’hui sa fierté et elle accueille même Geothermia : le musée européen de la géothermie et du thermalisme. Avec ses 10 salles, il fait le point sur toutes les utilisations de la géothermie : chauffage, aquaculture, production d’électricité, thermalisme,etc. avant de proposer un focus sur Chaudes-Aigues, la « ville chauffe-eau ».

++ Chaudes-aigues

Géothermie pour un quartier du nord-est parisien

Sous l’île de France, à 1800 mètres de profondeur, les eaux souterraines du Dogger frémissent à une température allant de 56° à 85°. Depuis une vingtaine d’année, une trentaine de forages puisent la chaleur de ce réservoir géothermal de 15 000 km² pour alimenter en eau chaude les réseaux de chauffage urbain.

A Paris, le nord-est de la ville, de la Porte de la Chapelle à la Porte de la Villette, les 19ème et 18ème arrondissements font l’objet d’un Grand Projet de Renouvellement Urbain. En clair, un ambitieux programme de travaux.

L’occasion idéale pour la Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain d’exploiter la géothermie. Soutenu par l’Ademe et la région, ce chantier de près de 50 millions d’euros est déjà bien avancé. « La phase de forage est terminée depuis déjà quelque temps, nous indique Jean-Christophe Allué, Directeur Général de CPCU, et nous devrions raccorder nos premiers clients au reseau chaleur d’ici 2011. Tout sera bouclé en 2012. »

Les forages ont lieu à quelques mètres du périphérique, sur les berges du bassin des Magasins Généraux, sur le site du futur parc du Millénaire.

L’eau pompée à 1800 mètres à un débit de 320 m²/h sort à 57°, est exploitée par une centrale de production de chaleur voisine, puis réinjectée, à 20°, dans l’aquifère du Dogger, sous le parc de la Villette, à 1800 mètres de là.
Innovation surprenante, cette centrale qui dispose d’un échangeur vapeur/eau et de pompes à chaleur, proposera aussi, à partir des mêmes eaux chaudes souterraines et grâce aux mêmes thermo-frigo pompes, de quoi alimenter un réseau de froid à destination d’immeubles de bureaux.

Ce dispositif permettra l’alimentation en chauffage de près d’un million de m² de logements, commerces et bureaux. Ainsi ce secteur de la capitale va bénéficier d’une chaleur produite à 75% à partir d’énergies renouvelables. Rendez-vous l’année prochaine !

Pour en savoir plus consultez le dossier d’enquête publique d’ouverture des travaux

Crédit photos :
Photo 1 : tirée du blog de Christophe Lhomme
Photo forage et schéma : (c) CPCU

Petite nouveauté de printemps que constitue ce guide sur la géothermie destiné aux particuliers ! Préfacé par Mac Lesggy, présentateur de E= M6, cet ouvrage de 50 pages est riche de schémas, de photos et fait un point complet sur les usages domestiques de la géothermie et de l’aérothermie.

L’ouvrage aborde ainsi l’historique de la géothermie, les différents principes de captage, les diverses technologies de pompes à chaleur, les utilisations de la géothermie et de l’aérothermie en chauffage, eau chaude sanitaire, rafraîchissement et climatisation, les avantages écologiques et économiques et les aides disponibles.

Pour terminer, un chapitre apporte des réponses claires et simples aux multiples questions que chacun se pose sur cette nouvelle énergie.

Petit plus : le retour d’expérience d’utilisateurs ayant eu recours à des prestataires du réseau France-Géothermie, qui permet de bien appréhender la totalité d’un projet, souvent similaire à ceux que vous pourriez envisager.

Le guide est disponible gratuitement dans le réseau France-Géothermie, ou disponible en téléchargement gratuit sur son site dédié !

L’être humain utilisé comme source d’énergie renouvelable…

Source : Jernhusen

Depuis quelques temps, hausse des prix des ressources fossiles aidant, les ingénieurs se sont soudainement rappeler que l‘énergie est partout autour de nous et pas seulement dans le gaz, le pétrole ou le charbon… La Terre nous fournie gratuitement de l’énergie renouvelable (vent, chaleur, eau…). Mais si on se rappelle bien de nos cours de sciences, l’être humain délivre 24/24 h de l’énergie naturelle et renouvelable sous forme de chaleur. Nous sommes actuellement 6,5 milliards d’êtres humains à dégager au moins 100w de chaleur en continu par personne… Je vous laisse calculer le potentiel énergétique de ce système.

Le plus compliqué dans ce concept, c’est de récupérer cette énergie pour la transformer en chaleur ou pour en faire de l’électricité.

C’est justement autour d’un café bien chaud que Karl Sundholm, ingénieur suédois en génie civil chez Jernhusen (entreprise publique suédoise de gestion immobilière) a eu l’idée en 2007 de récupérer la chaleur de la gare centrale de Stockholm pour contribuer à 25% au chauffage d’un nouveau bâtiment de 40 000 m2 (pour comparaison, Tour Montparnasse : 90 000 m2). Ce bâtiment appelé Kungsbrohuset doit être finalisé cette année.

En effet, en hiver dans la gare, la température au sol est maintenu à 20°C, alors que tout en haut, sous la verrière, la température peut grimper jusqu’à 35°C. Le gestionnaire de la gare est régulièrement obligé d’ouvrir les lucarnes pour faire échapper la chaleur… Dommage.

Sachant qu’environ 200 000 voyageurs par jour passent dans la gare centrale (175 000 voyageurs par jour à la Gare Montparnasse), il y a de l’énergie à revendre si on peut dire…

Source : Kungsbrohuset

Concrètement, l’énergie accumulée sous la voûte de la gare est aspirée par un système de ventilation puis transmise à un échangeur thermique qui lui-même va transmettre ses calories au circuit de chauffage et d’eau chaude sanitaire du nouveau bâtiment adjacent. C’est tout simplement le principe de la pompe à chaleur qui est exploité ici. Comme une partie de la plomberie était existante, l’investissement nécessaire pour l’installation était donc réduit à 21 000 euros. Autant dire, pas grand chose à côté des 100 millions d’euros nécessaire pour la construction du bâtiment. Les coûts de chauffage sont donc réduits de 20% par rapport à une installations classique.

Cette construction est d’ailleurs passive et écolo-vertueuse par de multiples aspects : fibre optique pour capter et redistribuer la lumière du soleil, bornes de rechargement électrique, électricité d’origine renouvelable, extinction automatique des appareils électriques lorsqu’on sort d’un bureau, etc. A ce propos, il sera le premier bâtiment écologique à cumuler trois systèmes de classification différents.

++ Brochure de présentation

Le projet Degrés Bleu par la Lyonnaise des Eaux…

Source : lemoniteur.fr

C’est ce que nous propose la Lyonnaise des Eaux avec sa solution de chauffage appelée « Degrés bleu » (expression tiret d’un poème de Rimbaud). En effet, à priori, il n’est pas très avenant de laisser penser qu’on exploiterait les eaux usées des égouts pour se chauffer à la maison… Habillé du nom d’un poème, ça aide à sublimer le principe…

Concrètement, la Lyonnaise des Eaux exploite en France le brevet de la société Rabtherm dont cette dernière a déjà expérimenté la technologie en Suisse, en Allemagne, en Autriche et aux Etats-Unis.

Son fonctionnement simple est une déclinaison astucieuse des pompes à chaleur (PAC). En effet, pour chauffer un bâtiment sans énergie fossile, on a le choix (après avoir correctement isolé) d’installer une PAC en géothermie ou en aérothermie.

En milieu urbain et dense, la géothermie est compliquée par manque d’espace au sol et l’aérothermie propose des rendements moins bons.

Donc, plutôt que de capter les calories dans l’air, dans le sol ou dans les eaux souterraines, l’idée des ingénieurs est tout simplement de capter les calories présentes dans l’eau usée des égouts. Cette eau possède une température comprise entre 12 et 20°C selon les saisons et les secteurs.

Source : lesechos.fr

Pas d’inquiétude, cette eau n’est pas pompée et renvoyée dans nos radiateurs. Il s’agit tout simplement de capter, par transfert thermique, l’énergie présente dans l’eau usée pour la transmettre dans un circuit comportant un fluide caloporteur.

Ce fluide passe dans une PAC qui va réchauffer l’eau circulant dans nos systèmes de chauffage, à une température classique comprise entre 50 et 70°C. Ce système permet également d’alimenter des bâtiments en eau chaude sanitaire et est réversible (climatisation en été).

Concernant le coût d’installation et de fonctionnement de ce système, celui-ci est très variable selon les projets. Mais, le fabricant précise que si le coût d’installation est élevé, son coût de fonctionnement, en revanche, lui est plutôt faible. Le retour sur investissement est réalisé entre 5 à 10 ans et peut être raccourci selon l’augmentation du coût des énergies fossiles et les subventions accordés au projet.

Ce principe est une matérialisation du concept du Cradle To Cradle développé par l’architecte et styliste industriel William McDonough et le chimiste allemand Michael Braungart.

Ils exposent leur théorie selon laquelle un monde efficient et vertueux est un monde qui, comme dans la nature, sait exploiter ses déchets comme des ressources (boucle fermée). Cette théorie peut s’appliquer à l’agriculture, au commerce et à l’industrie… comme nous le prouve « Degrés bleu ».

++ Vidéo du système

La géothermie est un mode de chauffage ou de création d’énergie, utilisant l’énergie de la terre ou du sous-sol. En Nouvelle-Zélande, c’est une définition que l’on n’oublie pas ! Le pays est exposé à des phénomènes géothermiques d’une très grande force de part son chevauchement de la plaque pacifique sur la plaque indo-australienne. Une très grande faille, dans le milieu de l’île du nord, le porte littéralement à ébullition. Cette région est régulièrement tourmentée par les tremblements de terre, les éruptions volcaniques et les tsunamis.

Dans la ville de Rotorua, connue pour ces curiosités géothermiques accessibles et très visitées par les touristes, nous avons découvert l’incroyable potentiel de cette immense énergie.

Les Maoris (le peuple premier de la Nouvelle-Zélande), l’avaient compris dès leur arrivée sur l’île, il y a plus d’un millénaire. La terre est ici source de beaucoup de bienfaits.

Que ce soit pour cuisiner, réchauffer, guérir certains maux ou simplement détendre, la géothermie est un atout du pays. On retrouve des vestiges de l’utilisation des bains bouillonnants, des geysers, des fumerolles et des sources chaudes tout le long du chevauchement des deux plaques tectoniques.

C’est en 1958 que débute l’exploitation de ces phénomènes naturels pour la création d’énergie électrique. Après plusieurs années désastreusement sèches, le gouvernement décide de laisser momentanément de côté l’hydroélectricité, au profit de la géothermie.

Aujourd’hui, la Nouvelle-Zélande est fière d’annoncer que 10% de l’électricité produite et utilisée résulte de l’exploitation des fumerolles et sources chaudes de la région de Taupo ; Ce chiffre est appelé à augmenter d’ici quelques années.

- Comment ça marche ?

Dans certaines régions du monde, comme en Nouvelle-Zélande, en Islande, au Canada ou au Japon, la croûte terrestre est mince, fragilisée par le mouvement des plaques tectoniques. La pression exercée par la chaleur dans le sous-sol ne peut plus être contenue et quelques failles se forment où la chaleur du magma s’échappe sous différentes formes. Les températures atteintes à la surface peuvent être très élevées et dans ce cas-là, exploitables par des usines géothermales pour transformer la vapeur en électricité.

L’eau chaude/vapeur est utilisable de différentes façons :

- Sous les 70 °C, on utilise l’eau chauffée naturellement par la roche pour la mise en place de sources chaudes de baignade.
- Sous les 140 °C, la vapeur est utilisée directement pour le chauffage de bâtiments ou pour le chauffage de l’eau domestique.
- Au-dessus de 140°C, on utilise la vapeur pour faire tourner des centrales à cogénération (le plus souvent turbine vapeur plus turbine gaz). Ces dernières nécessitent une température d’entrée plus faible.
- Au-dessus de 220 °C : la vapeur fait tourner des turbines vapeurs à haut rendement pour produire de l’électricité ou est utilisée dans des processus industriels spécifiques.

Vous aurez compris que selon la température à l’arrivée à la surface, la chaleur est transportée par de l’eau et/ou de la vapeur. Voici les grandes étapes du processus de traitement de l’énergie, incluant la séparation éventuelle eau/vapeur :

- Extraction : l’eau est détournée d’une rivière souterraine naturelle grâce à un forage. Le débit est contrôlé.
- Traitement : la vapeur et l’eau sont séparées, les impuretés éventuelles filtréees.
- Echange de chaleur : la vapeur est utilisée pour faire tourner des turbines ou alimenter un système de chauffage. L’eau chaude quant à elle alimente un échangeur de chaleur (pour chauffer de l’eau à plus basse température, ou pour du chauffage domestique). Elle peut également servir pour les centrales à cogénération, comme expliqué ci-dessus.
- Rejet : les gazs (de la vapeur d’eau) sont rejetés dans l’air, les eaux chaudes sont, elles, le plus souvent réinjectées dans le sol. Tous les fluides sont traités avant le rejet (anti-tartre).

Dotée d’un gros potentiel, l’énergie géothermique utilisée à grande échelle nécessite de grosses installations dont l’impact sur l’environnement est non-négligeable. Cependant, les rendements des centrales à cogénération, souvent qualifiés de très importants (80 à 90%) du fait que ce n’est pas un rendement à proprement parler, mais plus un COP (Coefficient de Performance, comme sur les pompes à chaleur), rendent tout de même l’exploitation de cette énergie justifiée. Mais comme partout, n’oubliez pas l’axiome : la meilleure énergie est celle qu’on ne consomme pas !

Sur l’ensemble de son sous-sol, notre pays recèle un potentiel géothermique très important, dont seule une infime partie est aujourd’hui exploitée, que se soit par la géothermie basse énergie ou par les pompes à chaleur (géothermie très basse énergie).

Pour exemple, en Ile-de-France, la géothermie peut être considérée comme  une des premières énergies renouvelables : en effet, la région compte à ce jour 34 centrales géothermiques en fonctionnement, dont 16 dans le seul département du Val-de-Marne qui représente 40 % de la géothermie française!

On constate ainsi 2 utilisations majeures de cette source d’énergie :

Le chauffage urbain, avec ses 65 installations à travers l’hexagone, qui chauffe un équivalent de 200 000 logements. Les prix attractifs du pétrole ces dernières années n’ont pas poussé au développement de nouvelles installations ; mais la tendance s’inverse ces dernières années et d’ici 2013, ce sont 6 nouvelles centrales, et la rénovation de 6 autres qui permettront de chauffer un équivalent de 30 000 logements supplémentaires.

Les pompes à chaleur : qu’elles soient installées sur capteurs horizontaux ou sur sondes verticales, le marché connaît également un regain d’intérêt depuis quelques années pour le chauffage et le refroidissement. La France participe au développement rapide et sans précédent de ce marché qui devient un des plus importants d’Europe : En 2007, 19 000 pompes à chaleur géothermiques ont été installées chez les particuliers (grâce au crédit d’impôt) : cf graphe ci dessus.

Notons enfin une installation atypique de production d’électricité par géothermie, avec la centrale de Bouillante en Guadeloupe en service depuis plus de 20 ans. C’est d’ailleurs dans les DOM que les perspectives de production d’électricité sont les plus prometteuses, même si en métropole, la production d’électricité a commencé avec le projet de Soultz-sous-Forêts.

Principe de fonctionnement de Bouillante en Guadeloupe

Le déploiement de cette dernière technologie est toutefois conditionné par le niveau de coût de production de l’électricité, qui reste encore au-dessus des références économiques actuelles car elle nécessite des forages à grande profondeur dans un milieu encore mal connu.
La filière manque donc aujourd’hui de structuration, et pour tendre vers ce but, les instances ont mis en place une certification des installations :  la marque NF PAC, garantissant 3,3 kWh restitués en chaleur pour 1 kWh électrique consommé afin de tirer cette filière vers le haut !

++ Géothermie sur Wikipedia
++ BRGM

Source : http://www.maison-passive-nice.fr/ « sous licence CC-BY-SA »

Petite Définition :

Une maison passive (ou habitat passif) caractérise une habitation dont la consommation énergétique au M² est très faible (voir nul).

L’objectif de ses maisons est notamment de réduire la consommation énergétique lié au chauffage (c’est pourquoi l’on parle aussi souvent de « maison sans chauffage ») …

Une maison passive consomme entre 80% et 90% d’énergie de chauffage en moins qu’une construction existante.

Comment ça marche une maison passive ?

La conception d’un habitat passif se base sur six grands principes :

1. Isolation thermique renforcée, fenêtres de grande qualité.
2. Suppression des ponts thermiques (c’est à dire les endroits où la chaleur s’échappe).
3. Excellente étanchéité à l’air.
4. Ventilation double flux avec récupération de chaleur (permet de gérer les flux d’air dans le bâtiment et de chauffer ou rafraichir l’air intérieur).
5. Captation optimale, mais passive de l’énergie solaire et des calories du sol.
6. Limitation des consommations d’énergie des appareils ménagers (eh oui, il ne faut pas gaspiller l’énergie économisé de l’autre ;o)

Le coût d’un maison passive ?

Une maison passive coûte entre 10 et 20% de plus qu’une maison traditionnelle; mais l’investissement deviendra rentable après une dizaine d’années (du fait des économies d’énergies).

Quelques liens utiles :

• Association de la maison passive
• Wikipédia définition de la maison passive
• http://www.maison-passive-nice.fr/ (source de l’image ci-dessus)

L’urbanisation est devenu un thème majeur de l’écologie. Elle concerne les habitants : des citadins, mais aussi les commerçants, les investisseurs et les acteurs du transport et du bâtiment.

La conception d’un éco-quartier prend en compte tous les aspects de la vie de ses futurs habitants et leur environnement en les plaçant au coeur du projet.

Réunir dans un même lieu la gestion écologique des bâtiments, les transports durables et la création d’espaces verts, tout en préservant les ressources naturelles et la mixité sociale,tels sont les enjeux des éco-quartiers.

La gestion écologique des bâtiments est au coeur des éco-quartiers dès leur conception :

La mobilité et les transports constituent un enjeu majeur des éco-quartiers en reliant ses habitants à la fois entre eux, aux grands pôles d’activité et aux réseaux nationaux.

L’aménagement des voiries, et l’accès aux transports collectifs sont optimisés :

Un urbanisme qui fait la part belle aux espaces verts avec la création de parcs et jardins et un aménagement écologiquement responsable :

Des habitants acteurs de leur quartiers grâce à la mixité sociale et générationnelle. :

 A 30 km à l’est de Paris un projet d’éco quartier est en train de voir le jour. A Bussy-Saint-Georges au coeur de la ville nouvelle de Marne la vallée, 117 hectares accueilleront 3000 logements pour 8000 habitants (photos ci dessus). Cette commune compte déjà de nombreux parcs et jardins, squares et espaces verts qui s’intègreront parfaitement à la réalisation innovante et écologique d’un éco quartier.

Crédit photo : AFPAC

Quotidiennement, l’air qui nous entoure emmagasine la chaleur dispensée par les rayons du soleil.
Cette énergie renouvelable gratuite peut être récupérée pour chauffer une habitation de manière économique et avec un faible impact environnementale.

Principes et fonctionnement

C’est une pompe à chaleur (P.A.C) qui permet la récupération de l’air et sa diffusion.
Elle puise la chaleur dans l’air extérieur puis fait monter sa température et la diffuse à l’intérieur de la maison (c’est le principe inverse du frigo qui transforme l’air chaud en air froid).

L’air traverse un circuit étanche contenant un fluide frigorigène qui assure les tranferts de chaleur.

• une unité extérieure qui capte les calories de l’air et s’en sert pour faire évaporer le fluide frigorigène.
• une unité intérieure qui est un condenseur et qui va restituer la chaleur à l’intérieur de l’habitation par l’intermédiaire d’un ou plusieurs ventilo-convecteurs