Contribuer à la lutte contre le réchauffement climatique, maîtriser ses dépenses énergétiques, produire et consommer localement : autant de raisons qui poussent aujourd’hui les consommateurs à vouloir produire eux-mêmes leur énergie. De fait, l’autoconsommation favorise le développement des énergies de récupération et des énergies renouvelables (solaire thermique, méthanisation…) et oeuvre pour le respect de l’environnement. Elle favorise également les systèmes à haut rendement qui combinent gaz et électricité.
Le système gazier se caractérise par une forte capacité de disponibilité et de modulation tout au long de l’année grâce aux stockages souterrains qui permettent de stocker un tiers de la consommation annuelle française. Et grâce au système de cogénération, qui produit à la fois de la chaleur et de l’électricité, le gaz permet de toujours répondre à la demande en électricité, même lors des périodes de pointe. Les infrastructures énergétiques de la ville gagnent ainsi en sécurité d’approvisionnement et en autonomie.
Focus sur le module de cogénération
Les systèmes de cogénération répondent aux besoins thermiques des logements collectifs neufs de la règlementation thermique en vigueur et des bâtiments tertiaires en assurant également une production locale d’électricité.
Une installation de ce type se compose de trois éléments : le module de cogénération, une unité d’appoint thermique et un réservoir tampon. Grâce au gaz (énergie primaire), on produit simultanément une énergie thermique et une énergie mécanique (l’électricité) via un alternateur. L’énergie thermique est utilisée pour les besoins en chauffage du bâtiment (avec ou sans production d’eau chaude sanitaire), l’électricité (produite mécaniquement) peut quant à elle être autoconsommée ou revendue au réseau de distribution.
Le rendement atteint en cogénération jusqu’à 95 %, soit 20 à 30 % de plus qu’avec une installation classique centrale électrique et chaudière gaz. On parle de micro cogénération pour des modules dont la puissance est inférieure à 36 kWe et de mini-cogénération pour des modules dont la puissance électrique est comprise entre 36 et 250 kWe.
A l’échelle du bâtiment
Nantes : Un ensemble de bâtiments de logements (181 appartements) est actuellement en chantier à Nantes (Loire-Atlantique). Le projet Allée Félibien, dont la livraison est prévue au deuxième trimestre 2021, bénéficiera d’un module de micro-cogénération gaz qui alimentera en électricité toutes les parties communes (éclairage permanent des deux niveaux de parking, contrôle d’accès de la résidence, alarme technique, amplificateurs TV, VMC logement et extracteur caves). La production d’eau chaude sanitaire est assurée par une chaudière gaz qui réchauffe dans le même temps un flux d’air recyclé, filtré et diffusé via les faux plafonds dans les pièces de vie. Le système de cogénération permet ainsi une réduction de moitié des charges d’électricité liées aux parties communes pour la copropriété.
Bondy (Seine-Saint-Denis) : Dans une ville où le Plan Local d’Urbanisme (PLU) impose aux promoteurs une consommation (soit 30 % de moins que le niveau de la règlementation en cours), l’opération bénéficie d’une microcogénération. La chaleur générée permet de retarder la mise en service de la chaufferie collective et l’électricité est intégralement revendue, rapportant 6 000 à 8 000 euros par an à la copropriété.
Bron (Rhône-Alpes): Afin de réduire les charges des locataires, le bailleur social Alliade Habitat, en collaboration avec GRDF, a ajouté aux chaudières à condensation au gaz naturel une centrale solaire sur le toit d’une puissance de 17 kWc. Cette électricité photovoltaïque pourrait couvrir entre 25% et 50% des consommations totales d’électricité de chaque logement, diminuant les factures des résidents de 10% à 20%.
A l’échelle du territoire
La commune de Châteauneuf (Alpes-Maritimes) s’est engagée dans une politique efficace en matière d’autoconsommation collective. Le complexe scolaire et sportif Le Plantier (1 700 m2) est une première en France dans ce domaine. La municipalité souhaitait recourir aux énergies renouvelables, plusieurs d’entre elles ont dû être abandonnées (le solaire, le site étant classé, l’option bois car l’acheminement du combustible aurait augmenté le trafic notamment devant les écoles). Le gaz a été retenu en tant qu’énergie principale, et la micro-cogénération en tant que solution permettant de produire de l’énergie thermique et de l’électricité (quasi intégralement utilisée sur site).
Une solution à rendement élevé, qui permet d’intégrer le biométhane (via la souscription d’un contrat de gaz vert en attendant la mise en fonction d’un site de méthanisation raccordé au réseau de distribution sur le territoire – cf encadré gaz vert page 5), et ainsi de « décarboner » encore plus le bilan énergétique du bâtiment. De plus, l’autoconsommation de l’électricité résolvait de facto la question du raccordement et des formalités administratives d’un contrat de vente de l’électricité produite, une procédure parfois coûteuse et complexe.
• Récupération d’énergie thermique sur les compresseurs des groupes frigorifiques affectés à la cuisine scolaire et récupération des eaux usées des douches des vestiaires pour produire l’eau chaude sanitaire ;
• Centrale de traitement de l’air double flux pour ventiler le complexe et conserver en même temps l’énergie thermique du bâtiment. Les nuits d’été, le bâtiment profite ainsi de l’air frais extérieur pour faire du rafraîchissement.
Bilan après 9 mois d’exploitation :
– Rendement électrique de la cogénération : 24%
– Rendement thermique de la cogénération : 60%
– Autoconsommation de l’électricité : 100%
– Consommation de gaz : 78 MWh
– La micro-cogénération a ainsi assuré 30% des besoins énergétiques totaux du bâtiment, à la fois électriques et thermiques.
