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Comment ça fonctionne ?

Qu’est-ce qu’un réseau de chaleur ?

Véritable chauffage centrale à l’échelle d’une ville ou d’un quartier, les réseaux de chaleur alimentent les bâtiments sous forme d’eau chaude ou de vapeur grâce à des canalisations souterraines interconnectées.

Par sa taille et sa capacité à utiliser un bouquet énergétique varié, le réseau de chaleur représente aujourd’hui un vecteur de développement des énergies renouvelables et répond aux défis de mutation énergétique des villes d’aujourd’hui : confort et sécurité des usagers, respect de l’environnement, tarifs compétitifs, lutte contre la précarité énergétique et respect de l’environnement.

 

La production

Les centrales de production (ou chaufferies) permettent de produire la chaleur nécessaire à l’alimentation des bâtiments raccordés. Cette chaleur peut être générée à partir d’une ou plusieurs sources d’énergie :

  • Les énergies fossiles : fioul, gaz, charbon ;
  • Les énergies renouvelables et de récupération : géothermie, biomasse, valorisation énergétique des déchets, etc.

L’exploitation de ces différentes ressources peut se faire via des chaudières classiques à brûleurs ou via des moteurs ou turbines à gaz.

  • La chaleur ainsi produite peut être véhiculée dans le réseau sous trois formes :
  • L’eau chaude dont la température est limitée à 110°C.
  • L’eau surchauffée qui est de l’eau chaude maintenue liquide à une température élevée, généralement autour de 180°C, par un maintien fort en pression.

  • La vapeur : les réseaux les plus anciens ont été conçus à partir de techniques de production maritimes et fonctionnent ainsi à la vapeur. Ce choix ne nécessite pas l’usage de pompes pour la circulation du fluide dans le réseau contrairement aux réseaux à eau.

La centrale de Reims a aujourd’hui une puissance installée de 155 MW thermique et assure une production annuelle d’environ 170 000 MWh. L’eau surchauffée circulant dans le réseau de Reims est générée par cinq sources d’énergie : le Gaz, le charbon et le fioul pour les énergies fossiles, et le bois et la valorisation des déchets ménagers pour les énergies renouvelables.

La distribution

C’est la partie enterrée du chauffage urbain : un réseau souterrain de canalisations transporte l’eau chaude de la centrale vers les sous-stations. En retour l’eau refroidie, une fois la chaleur délivrée, est réacheminée vers la chaufferie où elle sera de nouveau réchauffée.

Le réseau de chaleur fonctionne donc en circuit fermé et la circulation de l’eau est assurée par des pompes. La température de l’eau s’élève entre 70°C et 180°C, et pour limiter au maximum les déperditions de chaleur, les tubes sont fortement isolés avec de la laine de roche de forte épaisseur et revêtus d’une enveloppe protectrice.

Pour éviter tout risque de corrosion, l’eau du réseau est traitée de manière à enlever tout élément agressif comme le calcaire. Elle est analysée tous les jours par un technicien, et, une fois par an, un contrôle officiel est réalisé.

On distingue deux types de réseaux :

  • le réseau primaire : c’est la partie du réseau qui transporte la chaleur de la chaufferie jusqu’aux points de livraison des bâtiments (sous-stations) ;
  • le réseau secondaire : c’est la partie du réseau de chaleur qui est interne aux bâtiments et qui permet de desservir la chaleur des points de livraisons des bâtiments jusqu’aux logements.

La livraison

La chaleur est livrée aux abonnés en différents points de livraison (appelés également sous-stations) tout au long du réseau.

Le point de livraison a pour rôle :

  • de transférer la chaleur du réseau primaire (réseau allant de la production de chaleur aux points de livraison) au réseau secondaire (réseau interne de l’immeuble),
  • d’adapter le débit et la température aux besoins des utilisateurs,
  • de compter la chaleur consommée.

Le transfert de chaleur entre les réseaux primaire et secondaire s’effectue par le biais d’une bouteille de mélange ou grâce à un échangeur :

  • Avec bouteille de mélange : La même eau circule sur le réseau primaire et le réseau secondaire interne au bâtiment. Il n’y a pas de séparation.
  • Avec échangeur : Les réseaux primaire et secondaire sont deux boucles différentes, sans mélange des deux fluides. L’échange de chaleur entre les deux boucles se fait dans l’échangeur par proximité des 2 flux qui circulent. Il s’agit d’un échangeur primaire.
  • Un échangeur secondaire entre le fluide secondaire et l’eau de ville (3ème boucle) permet de chauffer l’eau chaude sanitaire.

Les énergies

La chaleur peut être produite à partir de plusieurs sources d’énergies :

  • Les énergies fossiles :
  • les fiouls, les gaz, le charbon, les cogénérations permettant de produire à la fois de la chaleur et de l’électricité, et les tri générations (électricité, chaleur et froid combinés).
  • Les énergies renouvelables et de récupération :
  • La géothermie, la biomasse, la valorisation énergétique des déchets, la récupération de la chaleur des eaux usées, etc. 

Le réseau de chauffage urbain de Reims est alimenté par une centrale de production qui utilise 5 sources d’énergies différentes : le gaz, le charbon et le fioul pour les énergies fossiles, la biomasse et la valorisation des déchets pour les énergies vertes.