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Actu-Environnement

Réseaux de chaleur : le solaire thermique peine à s'implanter

Utilisé pour les besoins en chaleur des installations individuelles, le solaire thermique a des difficultés à intégrer les réseaux de chaleur. Mais la baisse des coûts pourrait changer la donne dans le futur.

Energie  |    |  Clément Cygler Actu-Environnement.com

En France, les projets d'éco-quartiers se multiplient et s'associent parfois à la mise en place de réseaux de chaleur. Ces derniers sont essentiellement alimentés par de la géothermie, de la biomasse et de la chaleur de récupération, mais n'utilisent que trop rarement le solaire thermique. En effet, cette énergie est avant tout déployée pour pourvoir aux besoins en chauffage de maisons et de bâtiments individuels. Pour préciser les gains ainsi que certains obstacles liés à une utilisation centralisée, l'association Amorce a mené une étude intitulée "Solaire thermique & réseaux de chaleur".

En premier lieu, le recours au solaire thermique dans un réseau de chaleur offre la possibilité d'alimenter des bâtiments mal orientés avec de l'énergie solaire. Par rapport à des installations individuelles ou collectives par bâtiment, cette solution permet également d'optimiser l'efficacité de l'équipement et donc d'assurer une meilleure rentabilité économique, critère de plus en plus recherché. Dans ce cas, l'étude souligne aussi le fait que "les coûts d'installation seront nettement plus faibles pour une seule installation centralisée comparé à plusieurs installations". Par ailleurs, le maître d'ouvrage pourra dimensionner le solaire thermique pour palier les pertes liées à la distribution de chaleur.

 
Un premier réseau français alimenté en solaire thermique D'ici l'été 2012, le futur éco-quartier de Vidailhan à Balma (31), dans la banlieue de Toulouse, sera équipé d'un réseau de chaleur alimenté par une centrale de production énergétique combinant des capteurs solaires haute température et de la biomasse. Conçue et exploitée par Cofely, une filiale de GDF Suez, cette installation fournira 80 % des besoins énergétiques des 1.200 logements et évitera l'émission de plus de 1.000 tonnes de CO2 par an. La centrale solaire thermique de Balma comportera 800 m² de capteurs qui fourniront environ 15 % des besoins de chaleur, soit 50 % de l'eau chaude et 5 à 10 % du chauffage. La puissance installée en solaire devrait être de l'ordre de 350 kWc pour une production thermique de 500 à 600 MWh par an. Ce projet est estimé à 3,7 millions d'euros, en partie subventionnée par l'Ademe.
 
Une possibilité de stocker l'énergie solaire produite en été

Des systèmes de stockage moyen et long terme existent également pour éviter le gaspillage de l'énergie produite. "Le stockage inter-saisonnier n'est pas nécessaire pour installer du solaire thermique sur un réseau de chaleur, mais le stockage d'une partie de la chaleur d'été pour l'utiliser lors de la saison de chauffe permet d'augmenter très fortement les taux de couverture possibles des besoins annuels de chaleur par le solaire", précise l'étude de l'association. Ce stockage se fait traditionnellement dans un grand ballon, enterré ou pas, dans des couches aquifères. Afin de limiter les pertes thermiques, il s'effectue dans de grands volumes de l'ordre de plusieurs dizaines de millier de mètres cubes, l'objectif étant de minimiser le rapport entre l'énergie stockée et la surface d'échange. Ainsi, "pour une densité de stockage de 50 kWh/m3, un volume de 60.000 m3 permet de stocker environ 3 GWh, soit les besoins annuels en chaleur d'environ 200 logements moyens ou près de 1.000 logements basse consommation." En Europe, quelques sites ont été équipés de ce type de stockage ce qui a permis de "confirmer la faisabilité et la pertinence technique" de cette solution. D'autres systèmes qui présenteraient des densités énergétiques de stockage supérieures sont également étudiés comme les matériaux à changement de phase ou par des techniques de réaction chimique endothermique et exothermique.

Comme pour la biomasse ou la géothermie, les utilisateurs pourront bénéficier d'une TVA réduite à 5,5 % et les maîtres d'ouvrage d'aides du Fonds chaleur lorsque le réseau intègre plus de 50 % d'EnR. Par ailleurs, le fait de choisir un système solaire thermique diminue "une éventuelle pression locale sur les approvisionnements en bois énergie.

Un coût important et le manque de place comme principaux freins

Malgré ces différents avantages, le développement du solaire thermique pour alimenter les réseaux de chaleur se heurte encore à des obstacles, notamment d'ordre économique. Même s'il a fortement baissé depuis quelques années, le coût d'investissement encore onéreux entraîne des coûts de production au kWh plus élevés que les autres EnR. "Même si la pertinence économique par rapport aux énergies fossiles ou au bois n'est pas encore avérée, cette filière reste un atout pour l'atteinte des objectifs nationaux et permet de plus d'améliorer l'image des réseaux de chaleur", analyse l'étude.

Le manque de place peut également être un handicap, l'implantation de centrales solaires thermiques et de systèmes de stockage nécessitant des espaces importants. De plus, aucun texte dans les documents d'urbanisme ne précise pour l'instant les zones utilisables à cet effet. Enfin, "l'installation de solaire thermique raccordée directement au réseau de chaleur nécessite un réseau basse température, ce qui limite son développement sur les réseaux existants en France, généralement conçus pour fonctionner à température élevée", note l'association Amorce. Des nouveaux capteurs solaires (plans haute température, à tubes sous vide et à concentration) fournissant des niveaux de température plus élevés ont été développés, mais ils restent nettement plus chers à l'achat.

Réactions12 réactions à cet article

 

Excellent !
Mais je trouve très optimiste d'écrire: "cette énergie est avant tout déployée pour pourvoir aux besoins en chauffage de maisons et de bâtiments individuels. " Je constate au contraire que le solaire thermique "peine à s'implanter", comme le dit le titre, y compris comme mode de chauffage des maisons individuelles.
Or, mon expérience personnelle me permet de dire que c'est pourtant une technique parfaitement au point et très efficace, techniquement et économiquement.
J'utilise le solaire thermique comme moyen de chauffage principal de ma maison de 110 m2 depuis 30 ans et en association avec une pompe à chaleur (géothermie) depuis 7 ans. Je réalise aussi un stockage inter-saisonnier dont j'ai pu mesurer les effets, très appréciables.
La consommation électrique de la pompe à chaleur étant assurée, sur l'ensemble de l'année, par la production d'électricité de mes capteurs photovoltaïques, je peux affirmer que mon consommation de chauffage est très exactement de zéro € par an. Et il me reste encore 80% de ma production photovoltaïque pour la vendre sur le réseau.
Petit détail: cette maison se situe à Caen, en Basse-Normandie, une région peu réputée pour son ensoleillement.
Je dispose d'un dossier complet, technique et économique, sur cette réalisation.
Pour ceux qui seraient intéressés, je le tiens à disposition de tous et je rappelle mon adresse mail:
michel.langris@cegetel.net

mikel14 | 22 novembre 2011 à 12h34
 
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Le solaire thermique a un inconvénient majeur. il ferait de l'ombre au solaire photovoltaïque ce qui va à l'encontre de la position des Verts qui veulent à tout prix produire de l'électricité non nucléaire...

André | 22 novembre 2011 à 19h25
 
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L'accusation portée par André contre "les Verts", je suppose qu'il s'agit dEurope-Ecologie-Les Verts, est absolument sans fondement.
Elle est même en contradiction évidente avec leur volonté régulièrement affichée de diversifier toutes les énergies renouvelables.
Son argument à propos du nucléaire est démenti par le fait qu'EELV a toujours dénoncé comme une aberration l'utilisation de l'énergie électrique (à 75% d'origine nucléaire en France) pour le chauffage. Il est de notoriété publique que le chauffage électrique en France a été promu par le lobby nucléaire. Développer le solaire thermique pour réduire voire supprimer le chauffage électrique est donc bien une façon de lutter contre le nucléaire.

mikel14 | 23 novembre 2011 à 10h28
 
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Michel est d'avant-garde, car c'est la complémentarité dans l'utilisation
des ENR , qui permettra ,dans 10ans de diminuer le Nucléaire qui, comme
le fossile ,n'est pas encore sur la pente descendante ,d'une façon certaine?
Vouloir aller toujours trop vite , sans peser les pour et contre, n'est pas
réaliste et freine le progrès.

arthur | 23 novembre 2011 à 11h46
 
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Bonjour,

je trouve cela dommage de voir un pseudo débat politique, nous parlons d'une solution intéressante et non de qui dit quoi en politique.

Nico | 24 novembre 2011 à 07h44
 
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Bravo à Mikel pour sa réalisation, mais il n'est pas nécessaire d'en rajouter, au risque de décrédibiliser l'ensemble.

En effet, quand Mikel dit (honnêtement) que l'alimentation électrique de sa PAC est "assurée, sur l'ensemble de l'année" par la production de ses PV il élude le fait que quand sa PAC tourne l'hiver pendant les pointes de consommation c'est de "l'électricité charbon" qui l'alimente. Son Kwh thermique pèse alors environ 330 g de CO2, on trouve plus vert ...!
A moins qu'elle ne fonctionne qu'aux heures dites creuses, et là, elle est nucléaire, on trouve plus vert aussi ...!

Son équation économique est exacte, mais il sait lui même qu'elle est une aubaine résultant de l'ignorance des politiques qui l'ont décidée et qui n'a rien de durable ....

Macriaz | 24 novembre 2011 à 08h15
 
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On remarquera que la majorité des commentaires ci-dessous tournent autour de l'utilisation individuelle du solaire thermique, alors que l'objet de l'article est l'utilisation collective, via un réseau de chaleur, de cette source d'énergie.
Les questions économiques et techniques ne sont pas les mêmes.

Stéfan | 24 novembre 2011 à 09h53
 
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Merci Michel pour votre témoignage.
Mon compagnon a réalisé quelque chose de semblable en 85, mais en semi altitude en Suisse (chauffage au sol, basse température), mais sans stockage ni revente au réseau. Au plus dur de l'hiver (-12/-20°), il complète par un fourneau avec récup. de la chaleur des gaz : bilan annuel 2 stères de bois maxi.

Chris | 24 novembre 2011 à 13h28
 
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A Stéfan: entièrement d'accord, la rentabilité économique que j'ai démontrée au niveau individuel ne peut être que renforcée au niveau collectif (économies d'échelle). C'est particulièrement vrai pour le stockage inter-saisonnier.
A Macriaz: Je m'étais en effet aperçu que ma pompe à chaleur fonctionnait la nuit (en Normandie, il y a rarement du soleil à ce moment là) et je n'ignore pas que des "politiques", en dehors de tout débat démocratique, ont fait que l'origine de l'électricité est à 75% nucléaire en France, avec des appoints au charbon pendant les heures de pointe,en effet. Mais:
1 - je rappelle que ma démonstration de la rentabilité de mes investissements solaires est ici strictement économique, dans le monde réel.
2 - Sur le plan technique, je précise qu'une partie au moins (environ 20%) de la consommation de ma pompe à chaleur est assurée directement par du photovoltaïque, en auto-consommation (1 kwc).
3 - Qu'il existe, dès aujourd'hui, des fournisseurs d'électricité qui n'utilisent que des énergies propres et renouvelables. C'est le cas d'Enercoop. C'est mon fournisseur.
J'ai fait le choix de compléter mon chauffage solaire par une PAC parce que j'ai voulu joindre l'utile à l'agréable en puissant les calories dans une piscine - solaire -; mais on peut compléter un chauffage solaire par du bois, par exemple.
Quelque soit l'énergie choisie, le chauffage solaire installé dans une maison bien conçue ne nécessite qu'un faible appoint. CQFD

mikel14 | 26 novembre 2011 à 11h34
 
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Erratum:
Quelle que soit l'énergie choisie, le chauffage solaire dans une maison bien conçue ne nécessite qu'un faible appoint. CQFD.

mikel14 | 26 novembre 2011 à 12h28
 
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mikel14, sans aucun esprit de polémique, incompatible avec le fait que tu as réalisé beaucoup de choses et que globalement tu ne t'es pas intéressé à la rapidité du retour sur investissement, il faut tout de même être conscient que c'est avec des logiques portées par le fait que " la rentabilité des investissements est strictement économique, dans le monde réel" que nous sommes maintenant dans le mur !

Macriaz | 29 novembre 2011 à 09h20
 
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Je me suis intéressé à la rapidité du retour sur mes investissements solaires: pour le thermique, comme pour le PV., il est d'une dizaine d'années.
Ce que j'entends par le fait que ces calculs ont été fait "dans le monde réel" c'est que les chiffres sur lesquels je m'appuie sont les montants réels des factures, les prix du kwh acheté et kwh photovoltaïque vendu au moment où j'ai réalisé ces investissements et signé mes contrats avec EDF. Je ne vois pas en quoi cela nous a mené "dans le mur" ni dans quel mur cela "nous" a mené. J'ai cru plutôt participer (modestement) à la solution.

mikel14 | 29 novembre 2011 à 10h44
 
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