Un vaste réservoir d’eau chaude pour chauffer l’université à Brest

Optimiser le réseau de chaleur brestois est encore possible, ce que confirme le projet de construction d’un « stockage d’énergie » : installé sur le site de l’Université et alimenté par le réseau de chaleur, ce vaste réservoir d’eau chaude sera le premier ouvrage de ce type en France, puisque «décentralisé» et implanté à distance de l’unité de valorisation énergétique des déchets (UVED).

Conçu pour s’intégrer dans un milieu urbain à proximité d’un axe structurant, l’architecture a fait l’objet d’une attention particulière. Il prendra la forme d’un cylindre de 20 mètres de haut et 9 mètres de diamètre, et permettra de satisfaire en partie les importants besoins en chauffage de l’Université. Chargé au moment où la demande en chaleur est faible et donc à partir de la récupération de chaleur issue de l’UVED, il permet d’éviter l’appoint par l’énergie gaz au démarrage du chauffage le matin.

Un projet technique innovant

Le chantier sera lancé en décembre pour une mise en service à l’hiver 2016. Ce sera alors une nouvelle source de valorisation de la chaleur de récupération de l’UVED de 2500 MWh / an soit le chauffage équivalent de 400 logements. Elle permettra de réduire de 12 700 tonnes de CO2 sur 20 ans les émissions de la métropole.

En 2012, la Région Bretagne lançait un premier appel à projets « Boucle Energétique Locale » pour accompagner les territoires dans le développement d’un projet d’optimisation énergétique autour de 3 grands axes : la maîtrise de l’énergie, la valorisation des énergies renouvelables et la production locale d’énergie. Cet appel à projets s’appuie sur les trois axes du Pacte Electrique Breton. Cette approche ciblée a conduit Brest métropole à promouvoir des actions pour leur impact local et leur caractère innovant.

Un réseau de chaleur en constant déploiement (voir explication ci-dessous). Dans le cadre de sa politique énergétique et de développement durable, Brest métropole a élaboré un projet de développement de son réseau de chaleur qui comprend la réalisation de 20 km de réseaux supplémentaires, dont 16km situés sur la rive droite de Brest. Cette extension a été référencée récemment par l’ONU au titre de « chauffage urbain vertueux pour la lutte contre le changement climatique ». Une chaufferie bois (L’approvisionnement en bois de la chaufferie sera assuré par la filière locale et celle des élagueurs de la pointe bretonne) de 12 MW est en cours de construction au Spernot, pour compléter la chaleur de récupération de l’Unité de Valorisation Energétique des Déchets (UVED) et des dispositifs de sécurisation du réseau sont inscrits au programme des travaux.

En parallèle du développement du réseau, Brest métropole souhaite également travailler sur l’efficacité énergétique de ce dernier, en particulier pour optimiser la gestion des pointes d’appel de puissance, qui ont généralement lieu le matin ou après un week-end, lorsque les abonnés remettent en route le chauffage. Pour répondre à cette augmentation de la demande en énergie, des chaufferies d’appoint au gaz sont mises en service. C’est ainsi qu’ Eco Chaleur de Brest a réalisé une étude de faisabilité de stockage thermique afin de simuler les bénéfices qui pourraient être obtenus par cette technologie pour lisser les appels de puissance.  A l’issue de cette étude, le stockage d’énergie thermique a été jugé pertinent et Eco Chaleur de Brest a proposé à la collectivité d’en assurer la réalisation.

Si le concept du stockage d’énergie thermique est largement validé au niveau technique, sa mise en oeuvre effective en France est très peu répandue. En particulier le positionnement de ce stockage sur une branche d’alimentation de réseau de chaleur en centre-ville constitue une première.

Une implantation sur le campus du Bouguen

Le choix de l’emplacement à proximité de l’université est lié à leur usage de la chaleur urbaine avec de forts appels de puissance, le matin ou après un week-end. Ces appels de pointe font appel à des compléments d’énergie fossile (gaz) durant ces périodes alors qu’il existe un potentiel de chaleur de récupération sur l’UVED disponible qui méritait d’être utilisé. L’idée a donc été de trouver une solution qui permette de « gommer » ces appels de charge au plus proche de leur utilisation en stockant de la chaleur durant les périodes de disponibilité de production sur l’UVED.

Cette énergie complémentaire est apportée durant des cycles courts de deux / trois heures lorsque les locaux vont être à nouveau occupés. Un pilotage intelligent permet de produire et stocker la chaleur issue de l’UVED, et demain du bois, pour la restituer aux moments opportuns sans faire appel aux énergies fossiles.

L’Université de Bretagne Occidentale utilise depuis longtemps le réseau de chaleur urbain pour l’ensemble des bâtiments localisés à Brest, tant sur le campus Foch (pôle santé, site Ségalen) que pour le campus du Bouguen (de la fac de Sciences jusqu’à la présidence de l’Université). Même si l’usage du chauffage est très raisonnable, parfois un peu trop pour les usagers, les dépenses de chauffage représentent un poids conséquent dans le budget de l’établissement (25 000 € par semaine), et font l’objet de toutes les attentions pour dégager d’éventuelles économies sans nuire aux activités. Au-delà de la charge financière, une préoccupation universitaire est aussi de préserver l’environnement et de réduire la consommation d’énergies fossiles.

Ainsi, la proposition portée par Eco Chaleur de Brest, concessionnaire du réseau de chaleur, et Brest métropole, le concédant, d’accueillir sur le Campus du Bouguen un équipement démonstrateur de stockage d’eau chaude sur la branche du réseau qui dessert l’UBO et les quartiers environnants, a rencontré un fort intérêt de l’Université.

Situé à la croisée de l’avenue Le Gorgeu et de la rue de Kergoat, cet édifice technique va devenir un point de repère sur le campus du Bouguen. L’UBO est enthousiaste d’accueillir un projet démonstrateur en matière d’économie d’énergie et d’innovation thermique, et de permettre de stabiliser la technologie utilisée avant de la diffuser sur d’autres lieux.

Chiffres clés et données techniques

Dimensions : diamètre de 9.5 m et hauteur de 19.5 m pour un volume de 1000 m3, réalisé en acier double enveloppe avec une forte isolation.

Calendrier de réalisation : Ce projet sera réalisé sur une période de travaux de décembre 2015 à juin 2016 pour une mise en service pour la prochaine saison de chauffe. Ce sera alors une nouvelle source de valorisation de la chaleur de récupération de l’UVED de 2500 Mwh / an soit le chauffage équivalent de 400 logements. Elle permettra de réduire de 12 700 tonnes de CO2 sur 20 ans les émissions de la métropole.

Maitrise d’ouvrage du projet : Eco-chaleur de Brest, dans le cadre de la délégation de service public du réseau de chaleur urbain de Brest. Eco-chaleur de Brest est une filiale locale à 51% de Dalkia France (elle-même filiale d’EDF) et à 49% de Sotraval. Pour la réalisation de ce projet, Eco-Chaleur de Brest va solliciter l’appui des équipes techniques de Dalkia France. A l’échéance du contrat de délégation, l’équipement redevient propriété de la collectivité.

Coût du projet (prévisionnel) : 1 489 000 €. Compte tenu des gains attendus en terme d’efficacité énergétique et des subventions prévues, le temps de retour estimé est de 7 à 8 ans.

Financement :

– L’Ademe (au titre du Fond de chaleur pour le développement des énergies renouvelables) : 350 000 euros
– le Conseil départemental du Finistère (au titre de l’innovation) : 120 000 euros
– la Région Bretagne (au titre de la Boucle energétique Locale) : 40 000 euros
– Brest métropole : 110 000 euros
– Sotraval : 50 000 euros
– Eco Chaleur Brest : 819 000 euros.

Le réseau de chaleur de Brest : les déchets ménagers réchauffent la ville

La création du réseau de chaleur de Brest coïncide avec la construction de l’usine d’incinération des déchets ménagers du Spernot, au nord de Brest en 1988. Aujourd’hui dénommée Uved (Unité de valorisation énergétique des déchets), cette usine permet de chauffer de l’ordre de 20 000 équivalents-logements à Brest. L’objectif de Brest métropole est de développer ce réseau de chauffage urbain et de desservir 10 000 équivalents habitants supplémentaires à brève échéance.

Le réseau de chaleur : comment ça marche ?

Le principe est simple : de l’eau chaude, véhiculée dans des tuyaux enterrés, est utilisée comme vecteur pour transporter de la chaleur entre le lieu de production (le Spernot) et le lieu d’utilisation (le pied de bâtiment). C’est d’ailleurs pourquoi l’usine d’incinération des ordures ménagères s’appelle Usine de Valorisation Énergétique des Déchets (UVED). Le réseau fonctionne en réseau fermé entre ces deux points : départ de l’eau à 107 °C, retour 72 °C.

Quelles en sont les sources d’énergie ?

A plus de 90 %, ce sont les ordures ménagères collectées dans les bacs verts et bordeaux de Brest métropole et d’une partie du Nord Finistère (environ 400 000 habitants) qui sont valorisées au Spernot. Le fuel vient en appoint, à hauteur de 10% des besoins. La réalisation du schéma directeur de développement (2012-2017) comprend un ensemble de travaux à réaliser d’ici 2017, avec notamment des travaux sur les 4 chaufferies d’appoint et la réalisation d’une chaufferie bois au Spernot (mise en service fin 2015).

Quelle est la taille du réseau ?

Aujourd’hui, le réseau de chaleur représente 25 km de canalisations déployés en quatre antennes (UBO et centre Ville, Kerichen, Europe, Bellevue et Cavale Blanche). Les canalisations souterraines sont en tubes acier soudés, recouverts d’une couche d’isolant pour éviter les déperditions thermiques ; grâce à cette conception, les pertes d’énergie le long des tuyaux sont inférieures à 10 %.

Quel est l’intérêt du réseau ?

La valorisation énergétique des déchets ménagers permet de se substituer à la consommation d’énergie fossile (gaz, fuel) pour le chauffage urbain ou la production d’eau chaude sanitaire. Le réseau de chaleur présente deux intérêts majeurs : les utilisateurs reliés au réseau de chaleur se mettent à l’abri des fluctuations du prix du pétrole ou de gaz et des émissions de C02 sont évitées. Chaque année, le réseau de chaleur de Brest permet d’éviter de brûler 10 000 tonnes d’équivalent-pétrole et de ne pas rejeter dans l’atmosphère 20 000 tonnes de CO2. A noter que le réseau de chaleur produit aussi de l’énergie électrique représentant les besoins en éclairage de 30 000 logements.

Qui est desservi par le réseau ?

Outil structurant de la politique énergétique de Brest métropole, le réseau de chaleur chauffe aujourd’hui 20 000 équivalents-logements. Parmi les principaux sites connectés, on compte les hôpitaux Morvan et Cavale Blanche, l’Université de Bretagne Occidentale, plusieurs ensembles de logements collectifs de Brest Métropole Habitat, et de plus en plus de copropriétés (Carré Saint-Martin et Richelieu au centre ville, Bellevue…).

Le réseau de chaleur s’étend régulièrement (2 à 3% de raccordements supplémentaires chaque année). La valorisation énergétique des ordures ménagères et du bois pourrait-elle chauffer toute l’agglomération ? D’un point de vue technique, tout est envisageable. Mais pour des raisons de coûts, sont principalement ciblés les gros consommateurs de chauffage collectif (logements équipés en chauffage central, établissements de santé, résidences) ainsi que les bâtiments publics équipés de chaudières collectives situés à proximité immédiate du réseau.

Un réseau en voie de développement ?

Le réseau de chaleur s’est beaucoup développé ces dernières années : quartier Europe (2006), groupe scolaire Kerinou (2007), Zac Saint-Martin et de Keredern (2008).

Entre 2010 et 2013 les quartiers « Bonne Nouvelle » et « St Martin » ainsi que le secteur « Ponchelet » ont été raccordé. Les prochaines étapes (2013-2017) concernent le raccordement de la ZAC des Capucins, Recouvrance, la Base Navale, le secteur « rive droite » (quartiers du Valy-Hir et de Kérourien) et le quartier Bucquet.
Soit, d’ici 2017, 10 000 équivalents logements chauffés par le réseau de chaleur urbain en plus des 20 000 équivalents logements existants.

Les chiffres clés du Réseau de chaleur urbain de Brest :

Aujourd’hui

• 25km
• 20 000 équivalents logements chauffés
• 20 000 tonnes de C02 évitées
• 11 000 TEP* économisées
• 27 «abonnés » (BMH, UBO, CLOUS, CHU, Hôtel de Ville, Brest métropole, divers syndic de copropriétés, divers établissements d’enseignement (Kérichen, Croix Rouge…) pour 116 points de livraison

A l’horizon 2017

• 45 km
• 30 000 équivalent logements chauffés
• 30 000 tonnes de C02 évitées (+ 10 000 par rapport à 2013)
• 16500 TEP* économisées
• 40 abonnés pour 193 points de livraison (Base Navale, résidence personnes âgées, copropriétés, Ensta, gendarmerie, prison, Ateliers des Capucins)
• 20 M€ d’investissement sur le réseau à amortir sur 25 ans
• 9 M€ de subventions

*Tonne équivalent pétrole
Repère : 30 000 Tonnes de C02 évitées/an = 18 000 véhicules « retirés » de la circulation.