Dans les réseaux classiques, la production est centralisée : 80% des réseaux ont une seule chaufferie et seuls 5% en ont quatre ou plus. Ce schéma est adapté à des énergies permettant de produire de la chaleur à haute température dans un environnement très contrôlé et de façon continue.
Les différentes sources de chaleur disponibles sur un territoire ne permettent pas d’atteindre les mêmes régimes de température. Les combustibles, renouvelables comme le bois permettent d’atteindre plusieurs centaines de degrés alors que des sources comme la géothermie superficielle ou la récupération sur eaux usées atteignent plus difficilement de telles températures.
Les pompes à chaleur (PAC) permettent d’élever la température à partir d’une source donnée, mais leur efficacité énergétique diminue lorsque l’écart de température à combler augmente. Ainsi, plus la température du réseau est basse, plus celui-ci a accès à une variété importante de sources de chaleur exploitables dans des conditions optimales.
Le fonctionnement à très basse température permet de faciliter le stockage de chaleur, en particulier dans le sous-sol. Plus l’écart de température entre le stockage et son environnement est réduit, plus les pertes sont faibles.
Le réseau ne repose ici plus sur un schéma classique « point-multipoints » à sens unique, mais sur un fonctionnement de production décentralisée « multipoints-multipoints » multipliant le nombre de points de collecte de la chaleur et dans lequel le sens des échanges de chaleur peut varier sur une journée et sur l’année.
La gestion de ces nombreuses sources du réseau nécessite l’introduction d’équipements intelligents qui permettront au réseau multi-sources de fonctionner de façon optimale, grâce à :
- des smart grids thermiques,
- des capteurs communicants,
- des capacités de calcul et d’interfaces de pilotage des différents éléments.
Un des atouts des réseaux de chaleur réside dans la capacité à faire évoluer les sources de chaleur et de froid et les lieux de stockage de l’énergie thermique et dans la démultiplication avec un réseau spécifiquement organisé pour fonctionner avec un nombre important et une large variété de sources.
Une source initialement dimensionnée pour un unique bâtiment (exemples : petite installation de géothermie superficielle pour un immeuble tertiaire) peut être raccordée au réseau. Ceci facilite en outre le déploiement progressif du réseau : si, sur un aménagement neuf, on sait qu’une part significative des bâtiments ne sera pas construite avant plusieurs années, les premiers bâtiments peuvent être équipés de systèmes individuels qui pourront ensuite être reliés au réseau qui desservira l’ensemble du quartier.
En revanche, on relève quelques limites au système :
- Ce dispositif n’est adapté qu’aux bâtiments dont les besoins en chauffage sont faibles (niveaux BBC, RT 2012 et au delà). Il doivent être équipés d’émetteurs à basse température (planchers chauffants/rafraîchissants, radiateurs à basse température...). En outre, ce dispositif n’est pas le plus adapté à la fourniture d’eau chaude sanitaire, qui nécessite un élèvement de température jusqu’à 40°C dans le neuf et encore davantage dans l’ancien.
- L’ingénierie et l’architecture d’un tel réseau sont très spécifiques. La mise en œuvre ne peut se faire que sur un réseau neuf, avec une conception globale adaptée, depuis la mise en place des points de production ou de récupération de chaleur, jusqu’aux points de livraison dans les bâtiments.
- Encore plus qu’avec un réseau classique, une telle réalisation nécessite un portage local très fort, parfaitement intégré dans le projet urbain, afin que toutes les sources de chaleur puissent être mobilisées et que tous les bâtiments neufs situés dans le périmètre du réseau soient raccordés.
- Enfin, ce concept de réseau très basse température et à sources multiples étant très novateur, les premières réalisations auront nécessairement un caractère expérimental. Elles devront intégrer des inconnues, notamment le niveau de performance pouvant être atteint par le système. Les questions de modalité d’achat de l’énergie auprès des sources devront aussi être traitées.
