Et si l’avenir du solaire thermique collectif passait par les réseaux de chaleur ?

La Conférence Internationale SDH (Solar District Heating) sur les réseaux de chaleur solaire qui s'est déroulé les 17 et 18 juin derniers à Toulouse a accueilli plus de cent soixante participants venus du monde entier pour faire un état des lieux de cette technologie renouvelable. Comme un nouveau souffle pour le solaire thermique collectif !

La conférence SDH de Toulouse a été l'occasion de mettre en relation les acteurs des réseaux de chaleur (collectivités, opérateurs, gestionnaires) et les spécialistes du solaire thermique (fabricants, BE, universitaires). Les industriels ont démontré un fort dynamisme sur ce secteur émergent du solaire renouvelable avec la présentation de produits spécifiques à ces applications.

Le réseau de chaleur permet aux collectivités de disposer de la maîtrise énergétique et de lutter contre la précarité

A l'heure de la COP 21 et de la transition énergétique, cette technologie très présente dans le Nord de l'Europe et notamment au Danemark a vocation à être diffusée plus largement dans le Sud de L'Europe. Aujourd'hui, quelques sites pilotes sont d'ores et déjà en fonctionnement en Europe du Sud dont deux en France (Juvignac, voir encadré et Balma à côté de Toulouse). La Conférence SDH a également permis de faire le point sur les modes financement de ces installations solaires qui sont sur le chemin de la compétitivité. En France, ces réseaux de chaleur solaire ont le soutien du Fonds Chaleur de l'Ademe à travers l'appel à projets grandes installations, clôturé dans les prochaines semaines. Invitée d'honneur de l'une des tables rondes, Béatrice Santais, pionnière du solaire en France et députée maire de Montmélian la Solaire, a fait l'apologie des réseaux de chaleur au sein des éco quartiers pour la simple et bonne raison qu'ils permettent « la maîtrise énergétique ». « La collectivité propriétaire des terrains peut imposer certains choix par la maitrise du foncier. C'est une question de volonté politique. Il est cependant difficile d'imposer des conditions d'énergies renouvelables à la vente, là où il est possible de le faire via le réseau de chaleur, dans le neuf ou l'existant. La maitrise du foncier est un élément de maitrise du développement durable » reconnaît-elle. In fine, le but recherché par la députée maire n'est autre qu'une facture énergétique mesurée et surtout stable dans le temps pour ses concitoyens. L'énergie solaire gratuite, non soumise aux fluctuations de marché, permet de lutter contre la précarité énergétique sur un territoire qui compte 50% de logement sociaux. « A Montmélian, nous avons la volonté de démontrer par l'expérience qu'un réseau de chaleur fonctionne et dans un deuxième temps de donner envie aux autres d'en faire de même » poursuit-elle. Une sorte de prosélytisme proactif des réseaux chaleur solaire !

Le réseau de chaleur, un levier pour le solaire thermique en France

Nicolas Garnier, de l'association AMORCE, l'un des organisateurs de la conférence est également un prosélyte de la cause : « Les réseaux de chaleur sont aujourd'hui une nécessité pour parvenir aux objectifs de développement d'une grande quantité d'énergies renouvelables, et dans le même temps, initier un vrai reflux des énergies fossiles. Ils peuvent se combiner avec du solaire thermique et du bois par exemple » confie-t-il. Le réseau de chaleur représente donc un levier essentiel pour le solaire thermique qui a encore du mal à s'imposer dans l'Hexagone. Il est aussi un véritable outil économique et social. « De par sa relation avec l'usager, le réseau de chaleur est profondément citoyen, durable et créateur d'emplois. C'est la collectivité qui permet cette appropriation par le citoyen et l'adaptation à la situation locale. Pour les développer, il serait utile de systématiser l'empreinte énergétique dans le PLU » ajoute Nicolas Garnier. Présidente de la Commission « Environnement, Développement Durable et Energies » de la Communauté Urbaine de Toulouse Métropole mais également adjointe à la mairie, Elisabeth Toutut-Picard a accueilli les conférenciers au sein de l'Hôtel de Ville de la cité des violettes. Elle a exprimé sa volonté d'étendre le réseau de chaleur à 50 kilomètres au-delà de part et d'autre de la Garonne. « Pour l'heure, le réseau de chaleur s'étend sur 20 kilomètres alimenté par l'usine d'incinération des ordures ménagères. C'est un truisme, le solaire doit faire partie de l'extension et sa part doit être augmentée. Pour le modèle, nous réfutons tout positionnement idéologique. L'important est la création d'emplois locaux et l'amélioration de l'efficacité énergétique. Il est urgent de dépasser les positions public/privé pour atteindre des objectifs des 3x20 » assure Elisabeth Toutut-Picard.

Hébergée par Toulouse Métropole, la Conférence SDH a réaffirmé ses volontés de poursuivre l'intégration des énergies renouvelables dans ses réseaux de chaleur afin de stabiliser les prix de l'énergie et de lutter contre la précarité énergétique. Il est à noter, que sur le plan des territoires, le réseau de chaleur solaire représente un véritable outil de gouvernance pour la politique énergétique des collectivités. La prochaine Conférence SDH se déroulera dans dix-huit mois, à l'automne 2016 au Danemark.
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Juvignac, projet pilote de réseau de chaleur solaire dans l'Hérault

Le réseau de chaleur de Juvignac dans l'Hérault d'une longueur de 1,6 kilomètres fournit l'énergie à 1300 logements basse consommation. La demande du réseau de chaleur en 2014 a été estimée à environ 3,5 GWh/an. La production de chaleur est assurée par une chaudière bois de 1250 kW couplée à 24 m³ de stockage et d'une chaudière gaz d'appoint de 2000 kW. Le taux de couverture ENR est de 80%.. La demande actuelle du réseau de chaleur est estimée à environ 6,85 GWh/an. La biomasse assure seule 72% de la fourniture de chaleur, le complément étant fourni par une chaudière gaz. Le régime de température du réseau de chaleur est de 75°C/65°C toute l'année. Sur ce réseau, l'installation solaire est une centrale d'une surface de 300 m² de capteurs de type centralisée raccordée en parallèle sur le retour principal du réseau de chaleur, en chaufferie. Ce raccordement dit en « retour/retour» assure un préchauffage des retours du réseau.

Des capteurs innovants signés Clipsol

L'installation est composée de 26 capteurs SOLGRID de marque CLIPSOL, installés en toiture terrasse de la chaufferie, répartis en 6 batteries raccordées en série/parallèle. Chaque capteur a une surface d'entrée de 11.35m² soit une surface nette totale de 295.1m². Clipsol a mobilisé toute son ingénierie pour la création de ce capteur innovant ultra performant. Tous les facteurs de déperdition thermique ont été traqués par le service R&D pour atteindre les performances du cahier des charges de ce nouveau produit destiné à satisfaire les objectifs ambitieux d'économies d'énergie à l'échelle des territoires : nouvel absorbeur tout aluminium spécifique, double vitrage trempé avec traitement antireflets sur ses 4 faces, grande dimension (12m²) pour limitation des pertes d'effets de bords, etc. La grande dimension de ce capteur permet de réduire sensiblement les frais de structure de pose sur châssis, qui ne nécessite qu'une fixation tous les 5,50m. De plus, tout a été conçu pour une installation facile et rapide tant au niveau du déchargement de ces imposants capteurs (grâce à ingénieux dispositif de colisage dans le camion), que de leur pose par grutage permettant d'installer jusqu'à 400m²/jour à 4 personnes.

A Juvignac, le taux de couverture solaire attendu de l'installation est d'environ 3,35% à terme pour une productivité solaire annuelle de 720 kWh/m²/an. Cette productivité ne prend pas est calculée un plan incliné à 30° et orienté à 30° Sud sur la base d'un ensoleillement Sud-ouest de 1765 kWh/m², il s'agit d'une valeur moyenne sur les 10 dernières années de relevé et l'on peut observer une variation de cette ensoleillement de +/- 20% suivant les années. L'étude de cas a été réalisée par le CEA INES avec le support des partenaires du projet SmartGrid Solaire Thermique (TECSOL , INDDIGO, CLIPSOL et COFELY/CYLERGIE). Les études permettant la réalisation de ce démonstrateur ont bénéficié d'un soutien de l'ADEME dans le cadre de la réalisation d'un démonstrateur du projet SmartGrid Solaire Thermique.

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Caractéristiques techniques de l'installation

Surface de capteurs : 36 capteurs, surface d'entrée : 295m², surface hors tout 322m²
Type de capteurs SOLGRID CLIPSOL, Capteurs plan 12m² double vitrage avec absorbeur MPE aluminium
Type de raccordement réseau Retours/retours ou retours/stockage
Volume de stockage reseau 2 x 10m³, mutualisation solaire + bois
Date de mise en service 01/05/2015
Ensoleillement annuel moyen sur le plan de capteur 1765 kWh/m².an
Production solaire utile annuelle prévisionnel : 225 MWh/an (hors encrassement, vieillissement, arrêt pour maintenance)
Productivité prévisionnelle 760 kWh/m².an