ALE 26

Gratuit

DU CÔTÉ DE L’ALE >> La formation des compagnons du chantier Lyon Confluence L'appropriation, par les acteurs de la construction, des principes et des technologies du Développement Durable, contribue à assurer la pérennité de la démarche. Dans le cadre du programme européen CONCERTO RENAISSANCE, l’ALE mène depuis début juin 2009 sur le nouveau quartier de la Confluence, des sessions de formations en direction des entreprises du chantier, dont l’objectif est de connaître et de maîtriser les gestes et les règles de l'art indispensables pour satisfaire les exigences de performance énergétique d’un bâtiment HQE®. Créées sur mesures par l’ALE en lien avec des formateurs “experts”, elles s’adressent aussi bien aux maçons qu’aux façadiers, menuisiers, électriciens, plombiers... et sont dispensées par groupes de 10 à 12 personnes maximum, sur le chantier même de Lyon Confluence dans une salle dédiée. Le premier cycle de formation a abordé le thème de “l’étanchéité à l’air”, traitant des techniques de pose des éléments constructifs (menuiserie, isolation) ou de création de réseaux (fluides, ventilation, électricité …) et des interactions entre les différents corps de métier. La théorie ne faisant pas tout, les campagnons participent également pendant leur formation à des exercices pratiques comme des tests d’étanchéité à l’air, etc... >> renseignements et inscriptions : ALE - Samir BOUKHALFA : 04 37 48 22 42 / samir.boukhalfa@ale-lyon.org

>> Prochaine visite de site • Visite d'une maison réhabilitée au niveau basse énergie à Sainte-Foy-lès-Lyon (69) >> le 26 septembre inscriptions :ww.infoenergie69.org

>> A noter dans vos agenda • visite de la chaufferie municipale au bois de Poleymieux-au-Mont d’Or • atelier technique sur le thème “montage juridique et énergies renouvelables” >> date et inscriptions : www.ale-lyon.org

>> A lire>> Parmi les derniers ouvrages que nous avons acquis pour notre Centre de Ressources et de Documentation, nous vous conseillons comme lecture de l’été : • “L’énergie du soleil - construire aujourd’hui l’environnement de demain” par Maylis Gaillard © “le cherche midi”, 2008. • “Eco-conception des bâtiments dt des quartiers” - par Bruno Peuportier - © “Mines ParisTech”, 2008

>> Nouvelles têtes... Samir BOUKHALFA Nouveau directeur de l’ALE, il a pris ses fonctions en mai 2009, après 2 années passées à l’ALE en tant que responsable du “pôle Energies Renouvelables”. François THEBAULT Chargé de missions “Bâtiments Durables” il a intégré le “pôle Bâtiments Durables et Energies Renouvelables“ de l’ALE en début d’année 2009, après 2 années passées à l’ADIL de Picardie. Yvan BIDALOT Chargé de Missions “Animation” et conseiller en énergie. Il a intégré le “Pôle Sensibilisation, Climat, Energie, Territoire” en avril 2009 après 4 années passés dans le domaine de l’éducation à l’environnement pour des collectivités et des organismes sociaux.

>> Petits consommateurs

deviendront grands ecocitoyens

Avec déjà 1000 enfants et jeunes sensibilisés en 2008, l'ALE a repris sa mission éducative auprès des jeunes publics, avec l'arrivée au sein de son équipe d'un nouveau chargé de missions spécialisé dans l'éducation à l'environnement (voir “nouvelles têtes”). 30 classes devraient bénéficier de ses interventions en 2009, durant lesquelles seront abordées, en collaboration avec les enseignants, les thèmes de la maîtrise de l'énergie, du Développement Durable, et de la qualité Environnementale des bâtiments...

2 ÈME TRIMESTRE 2009

La lettre d’informations de l’Agence Locale de l’Energie

N°26

ALE - Infos le concentré d’énergies de l’agglomération lyonnaise

Les pompes à chaleur dans les bâtiments collectifs et tertiaires

>> Les visiteurs Toujours très appréciées, les visites de site organisées par l’ALE ne cessent d’enregistrer un nombre croissant d’inscriptions, comme on a pu le constater le 11 juin dernier à Saint-Priest, lors de la visite de la Cité de l’Environnement, premier bâtiment de bureaux à énergie positive. Cette visite a accueilli près de 150 personnes. Ce succès conforte l’ALE dans son rôle d’information et de sensibilisation sur le territoire de l’aggloméération lyonnaise. Pour celles et ceux qui ne recevraient pas les invitations aux évènements organisés par l’ALE, vous pouvez vous y inscrire en envoyant un email à visite@alelyon.org. Vous trouverez également sur notre site Internet www.alelyon.org (rubrique “zone de téléchargement”) tous les rapports, compte-rendus et autres supports d’interventions diffusés lors des visites de sites et ateliers organisés par l’ALE.

avec le soutien de :

Dans ce numéro >> du côté de l’ALE...

>> Info Energie... - 1000 chaufferies bois pour le milieu rural - La qualité urbaine et environnementale pour les lotissements - Le Grand Lyon vers la sobriété carbone page 2

et des autres membres de l’ALE : ABC HLM, Fédération des entreprises du BTP du Rhône, CAUE 69, Conseil Général du Rhône, DALKIA, EDF, GDF Suez, HESPUL, INSA, PACT du Rhône, Rhônalpénergie-Environnement, SIGERLy, SYDER, SYTRAL, UDAF du Rhône, UNPI, Ville et Aménagement Durable, Ville de Lyon

- Mobiliser les acteurs de terrain par la formation - Petits consommateurs deviendront grands éco-citoyens - Les visiteurs - Nouvelles têtes page 8

>> Points clés pour intégrer

>> Le montage d’une opération de PAC sur nappe

pour le milieu rural

Piloté au niveau national par la Fédération nationale des communes forestières, en partenariat avec l’ADEME et le ministère de l’Agriculture et de la Pêche, le programme “1000 chaufferies bois pour le milieu rural” trouve sa déclinaison opérationnelle à l’échelle régionale voire départementale avec le soutien des collectivités territoriales.

photo ALE

Se chauffer au bois c’est favoriser une gestion forestière durable, économiser, développer l’activité économique locale et lutter contre le réchauffement climatique. L’union faisant la force, et afin de mutualiser les moyens et d’optimiser les résultats, le programme prévoit un ensemble d’installations développées «par grappe» sur le territoire. Il propose pour cela une assistance tout au long du montage des projets, un mode de gestion adapté aux objectifs ciblés, des solutions de financement sur mesure et la garantie d’un approvisionnement sûr et adéquat.

livraison de plaquette forestière à la chaufferie bois de Fontaines-Saint-Martin (69)

Objectifs poursuivis : • 3 chaufferies minimum pour une “grappe” d’opérations • puissance cumulée du groupement > à 1 MW • puissance bois > à 150 kW par installation • proportion de plaquettes forestières > 70 % à l’échelle de la “grappe” de projets. • 3 millions de tonnes de CO2 économisés • Emission de poussières < 150 mg/m3

ALE - Infos 26 / page

2

Pour tout renseignement, adressezvous au correspondant “1000 chaufferies bois” de votre Région. Pour toutes les communes forestières de RhôneAlpes, il s’agit de Jean-François VEILLE (04 79 60 49 08 - jf.veille@cofor.eu)

>> 12 acteurs de l’aménagement du territoire du Rhône

s’engagent pour la qualité urbaine et environnementale pour les lotissements dans le département Les lotissements participent pleinement au développement urbain et à la recherche actuelle de qualité de vie dans l’habitat où se conjuguent nature, espaces collectifs et intimité. Cependant, de nombreux efforts restent à entreprendre pour améliorer la qualité urbaine, paysagère et environnementale de cette forme d’habitat. C’est pourquoi, dans le département du Rhône, les acteurs de l’aménagement ont décidé de se concerter autour de la question de la qualité des lotissements. Au fil de leurs échanges et débats, ils sont parvenus à une vision commune d’objectifs à atteindre. Le 15 juin 2009, ils ont signé la charte « Engagement pour la qualité urbaine et environnementale des lotissements dans le département du Rhône ». Cette charte prévoit la poursuite de la commission qualité des lotissements qui, depuis 2003, préalablement au dépôt du permis d’aménager, offre aux élus et aux aménageurs la possiblité de dialoguer avec les conseillers du CAUE, du SDAP, de la DDE du Rhône ... Elle engage les aménageurs publics et privés, dès l’amont du projet, à faire appel aux professionnels de l’aménagement et à associer systématiquement les élus. Cette charte est une première étape pour engager la production des lotissements dans le développement durable. C’est grâce à un dialogue toujours plus encouragé et soutenu entre l’ensemble des acteurs que des lotissements exemplaires pourront être produits dans le département du Rhône. >> Les signataires : • Les associations d’élus : - Association des Maires du Rhône (AMR) - Association des Maires Ruraux du Rhône (AMRR) • Les organisations professionnelles : - Chambre Départementale du Rhône des Géomètres-Experts (CDRGE), - Conseil Régional de l’Ordre des Architectes Rhône-Alpes (CROARA), - Fédération Française du Paysage de Rhône-Alpes (FFP), - Syndicat National des Aménageurs Lotisseurs Rhône-Alpes (SNAL), - Union des Maisons Françaises du Rhône (UMF), • Les institutions et les associations à mission de service public - Agence Locale de l’Energie de l’agglomération lyonnaise (ALE), - Conseil d’Architecture, d’Urbanisme et de l’Environnement du Rhône (CAUE), - Direction Départementale de l’Equipement du Rhône (DDE), - Hespul, Espace Info Energie du Rhône hors agglomération lyonnaise - Service Départemental de l’Architecture et du Patrimoine du Rhône (SDAP),

>> Le Grand Lyon vers la sobriété carbone Pour lutter et s’engager contre le réchauffement du climat, le Grand Lyon s’est engagé en 2007 dans un Plan Climat Territorial dont l’objectif est d’atteindre le “3x20” en 2020 (réduction de 20% les émissions de gaz carbonique, 20% d’énergies renouvelables, 20% d’efficacité énergétique de plus qu’en 1990) et le “facteur 4” d’ici 2050 (division par 4 des émissions de GES) Le Grand Lyon vient de publier une synthèse des études menées dans ce cadre (inventaire de ses consommations d’énergie et de ses émissions de CO2 réalisé en 2006, étude sur le Potentiel des Energie Renouvelables dans le Grand Lyon réalisée courant 2007...). L'ouvrage, intitulé "première étape vers une agglomération sobre en carbone", pose les enjeux pour permettre la construction d'un plan d'actions renforcé d'ici 2010. Il a été diffusé pour avis à l'ensemble des communes de l'agglomération.

Le volet thermique C’est au maître d’œuvre surface, qu’il revient d’assurer la partie thermique dans le but de dimensionner l’installation : calcul de la puissance énergétique du bâtiment (chaud et/ou froid), distribution, émetteurs de chaleur. En concertation étroite avec l’architecte, il a pour mission d’estimer de façon précise les besoins du bâtiment en calories et en frigories par le biais notamment de simulations dynamiques qui consistent à prendre en compte la variation temporelle de différents paramètres, tels que les conditions météorologiques, les températures d’ambiance, les scénarii d’occupation, les charges internes , etc. Une modélisation évalue, heure par heure, les besoins énergétiques de chacune des zones du bâtiment, en fonction des conditions extérieures (température, humidité, flux solaire), de sa géométrie, de ses orientations, des caractéristiques des parois et des vitrages utilisés, du mode de fonctionnement (horaires d’occupation, températures de consigne), et permet ainsi de définir les installations de chauffage en fonction des besoins réels. Elle permet également de calculer les quantités d'eau à prélever dans la nappe.

Le volet hydrogéologique L’étude hydrogéologique préalable consiste à identifier le potentiel des ressources en soussol et d’estimer la possibilité de recourir à une nappe aquifère pour les usages concernés. A ce stade, il est possible de consulter les spécialistes du sous-sol de la région : les services géologiques régionaux du BRGM, les bureaux d’études spécialisés, les hydrogéologues indépendants locaux. Le BRGM fournit des informations locales relevant du service public sur le site : infoterre.brgm.fr

La principale contrainte est la possibilité de réaliser des ouvrages souterrains permettant de prélever l’énergie géothermale. Cependant certains travaux favoriseront le fonctionnement d’un chauffage par géothermie :

La première phase comprend : - le choix argumenté de l’aquifère retenu ; - la détermination du nombre de forages à réaliser, leur positionnement respectif (sens d’écoulement de la nappe) et leurs profondeurs ; - les possibilités de réinjection de l’eau et dans quelles conditions ; - la caractérisation de la productivité énergétique de l’aquifère en termes de débits instantanés maximum pour un rabattement donné, de débit moyen continu et de température de l’eau (cette étape pourra déboucher sur une option de forage d’essai) ; - les précisions sur la pérennité de la ressource et la qualité hydrochimique de l’eau.

>> renforcer l’isolation : on peut diminuer la puissance thermique nécessaire et donc le dimensionnement de l’installation à réaliser grâce à une bonne isolation des parois, combles, fenètres. L’isolation permet bien souvent de conserver les émetteurs existants, en diminuant leur température de fonctionnement.

Le derrick de forage du site de Soultz - sous - Forêts. Bas Rhin. Région Alsace, permet l'exécution d'un forage de 5000 mètres de profondeur pour atteindre l'eau d'une température de 200°C

Dans une seconde phase, sont déterminés : - les paramètres hydrogéologiques résultant notamment de l’interprétation de l’essai de pompage du forage d’essai ; - les analyses physico-chimiques de l’eau ; - les conditions spécifiques de pompage et de rejet du point de vue notamment du descriptif des équipements (groupes de pompage, têtes de puits, dispositif de filtration, etc.) ; - les caractéristiques dimensionnelles des ouvrages ; - la synthèse des contraintes réglementaires auxquelles les ouvrages sont soumis ; - l’estimation détaillée des coûts des ouvrages projetés : forages, équipements, maintenance.

>> augmenter la surface des émetteurs : lorsque cela est possible, il est souhaitable d’installer des émetteurs de chaleur avec une large surface de diffusion comme des planchers ou plafonds chauffants, des radiateurs basse température ou des gaines d’air par exemple. En effet, à température ambiante équivalente, plus la surface d’émission de chaleur sera importante plus la température du fluide de circulation dans les émetteurs pourra être basse. >> faire évoluer le chauffage pré-existant, celui-ci peut être conservé comme chauffage d’appoint mais, suivant le type de chauffage, les travaux seront plus ou moins importants : - en cas de chauffage central pré-existant il est important de choisir la pompe à chaleur (haute ou basse température) en fonction de la surface d’émission des radiateurs et autres émetteurs de chaleur. - en cas de chauffage électrique préexistant la géothermie est possible à condition de réaliser une rénovation lourde incluant le remplacement des émetteurs de chaleur et la création d’un circuit de chauffage central. >> en savoir plus • www.geothermie-perspectives.fr • www.ademe.fr/emr (rub. “Géothermie”) • Pompe à chaleur géothermique sur aquifère - Conception et mise en œuvre manuel co-édité par l’ADEME, l’ARENE et le BRGM - éditions BRGM (03/ 2008) • La géothermie - Quelles technologies pour quels usages - manuel co-édité par l’ADEME, et le BRGM / éditions BRGM (11/ 2008) >> consultables dans le centre de ressouces de l’ALE

La géothermie s’adapte au contexte urbain : exemple de la CAF à Lyon Depuis 14 ans, la CAF de Lyon, bâtiment de 16 633 m² à proximité du quartier de la Part-Dieu, est équipée d’une installation de PAC sur nappe phréatique. L’installation comporte deux pompes à chaleur eau/eau (600 kW chaud, 600 kW froid), qui alimentent un réseau de ventilo-convecteurs. Le coefficient de performance annuel moyen de l’installation est de 3,8. Les coûts d’investissements étaient en 1995 de 170 € HT/m², pour le chauffage, la climatisation, la ventilation et la GTB (Gestion Technique du Bâtiment). Par rapport à une solution traditionnelle (chaufferie gaz et groupe froid), cette solution permet une économie annuelle de 0,94 € HT/m², soit une diminution de 37% du coût énergétique de la production de chaud et froid. Elle entraîne aussi une diminution des rejets de CO2 de 14,8 kg/m², soit une baisse de 70 %.

7 ALE - Infos 26 / page

>> 1000 chaufferies bois

une PAC dans l’existant

L’étude de faisabilité permet ensuite d’affiner la démarche d’identification de l’aquifère.

Photo G.E.I.E./2001

Info Energie

Le montage d’une opération de PAC sur nappe comporte des phases d’étude (étude hydrogéologique, étude des besoins thermiques, analyse de l’adéquation besoins-ressource, analyse économique, montage administratif et financier) et de réalisation (installation sous-sol, installation de surface, installation de chauffage, raccordement et maintenance), qui s’inscrivent souvent dans une démarche d’économie d’énergie et de qualité environnementale.

ALE - Infos

Dossier

2 È TRIMESTRE 2009

>> Innovation et performance : les pompes à chaleur gaz naturel

électriques.

>> Avis d’expert David LE NOC Ingénieur d'Affaires GrDF Rhône-Alpes Bourgogne Dans la mouvance actuelle du Grenelle de l'environnement, les énergéticiens, les fabricants et l'ensemble de la filière du génie climatique sont à la recherche de technologies toujours plus performantes qui permettront de se conformer aux futures normes de performance énergétique.

GrDF (Gaz réseau Distribution France), distributeur de gaz naturel, conseille et accompagne les maîtres d'ouvrage en amont des projets énergétiques pour étudier avec eux la solution gaz naturel la plus

Source : ROBUR

Avec un rendement de 170 %, contre 110% pour une chaudière à condensation, la PAC à absorption est souvent qualifiée de "super chaudière". Le rendement des PAC à moteur gaz est légèrement plus faible (150 %) mais reste très supérieur à celui des meilleures chaudières du marché. Dans la plupart des cas, ces performances sont également supérieures à celles des PAC électriques. En énergie primaire, les pompes à chaleur à absorption et à moteur gaz affichent ainsi respectivement des coefficients de performance (COP) de 1,7 et 1,5, contre 1,2 en moyenne pour les PAC

adaptée. Les pompes à chaleur (PAC) gaz, dont les performances sont déjà reconnues au niveau européen, présentent l'intérêt de combiner les avantages intrinsèques du gaz naturel et la valorisation d'énergie "gratuite" provenant de l'air ou du sol (par sondes ou sur nappe phréatique). Avec des puissances unitaires de 40 kW chaud (et 17 kW froid) existant en version air/eau et eau/eau, la PAC absorption gaz utilise le même cycle thermodynamique qu'une PAC traditionnelle, mais avec une compression thermo-chimique et non plus mécanique. >> des gains pour l'utilisateur : • une économie en énergie primaire jusqu'à 40% par rapport aux meilleurs chaudières

gaz entraînant des gains d'exploitation très importants pour l'utilisateur ; • un fluide frigorigène neutre vis à vis de l'effet de serre ; • des avantages liés à la récupération de chaleur provenant de la réaction d'absorption : - pour la version air/eau : une moindre sensibilité aux variations de température extérieure jusqu'à -20°C. - pour la version eau/eau : un dimensionnement des sondes géothermiques réduit de 70% par rapport aux produits électriques de même puissance. L'offre actuelle est principalement destinée au secteur tertiaire de petite et moyenne taille et au logement collectif.

L’énergie au quotidien

N° 26 L’ALE EN BREF L'Agence Locale de l'Energie a été

>> créée à l’initiative du Grand Lyon afin d'offrir aux acteurs de l'agglomération un outil technique sur les thèmes de l'énergie et de l'environnement. Elle aide les collectivités, les promoteurs, les bailleurs, les entreprises, les copropriétés, les professionnels du bâtiment et les particuliers à mieux intégrer la problématique environnementale dans la réalisation de leurs projets et de leurs missions.

Un autre type de PAC fonctionnant au Gaz Naturel est également disponible. Il s'agit de la PAC moteur Gaz. Très similaires aux PAC électriques à compression, les compresseurs sont ici entraînés par un moteur à combustion interne fonctionnant au gaz naturel. Les produits disponibles en France couvrent une gamme allant de 25 kW chaud à 100 kW chaud (23 à 90 kW froid) en puissance unitaire. Ils sont destinés principalement au secteur du tertiaire chauffé-climatisé de taille moyenne (hôtels, résidences personnes âgées, centres sportifs et piscines, hôpitaux…).

L'ALE se tient au plus près des porteurs de projets en assurant une assistance technique et une veille technologique et réglementaire afin de les aider à concrétiser leurs idées et orientations initiales.

>> contact : 04 72 34 92 32 / david.le-noc@grdf.fr

ESPACE INFO ENERGIE de l’agglomération, l’ALE conseille objectivement et gratuitement les habitants du Grand Lyon sur les questions liées à la maîtrise de l’énergie dans leur quotidien.

>> Etat des lieux et perspectives sur l’agglomération lyonnaise

Les PAC puisent dans la nappe fluviatile du Rhône, l'eau potable provenant de la nappe de la Molasse, plus profonde. D'après les études d'Horizon Centre Est pour la police de l'eau (2000) et de Burgéap pour la Ville de Lyon (2006), près de la moitié des prélèvements (en 2004) concernait les usages de climatisation et PAC, le reste se partageant entre industrie, drainage (parkings souterrains), et alimentation des piscines, et enfin marginalement en irrigation et nettoyage.

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Parmi les quelques 140 installations de pompes à chaleur déclarées en 2000, une moitié fonctionnerait en usage climatisation seule et l'autre moitié en mode chaud et froid. Elles se répartissent essentiellement sur quatre arrondissements de Lyon : les 2è (nord de la presqu'ile), 3è (entre Rhône et Part-Dieu)

6è (Cité internationale, Tonkin), 7è (Gerland) et sur Villeurbanne (Doua). La mise à jour de l'étude en 2006 a permis d'identifier 58 installations supplémentaires, ce qui témoigne d'une croissance forte du secteur. Sur une trentaine de PAC en mode climatisation, l'étude estime que la température de rejet tourne en moyenne autour de 25°C, pour une température de prélèvement de 15°C. A partir de ces données partielles, l'ALE a réalisé une estimation de la production d'énergie et de la puissance de ces PAC qui aboutit à une production d'énergie (chaud et froid) de 300 GWh/an, pour une puissance totale de 60 MW soit une puissance moyenne par PAC de 300 kW. Cela correspond à environ 25 000 équivalents logements ; les PAC sur nappe apportent également une forte contribution au plan climat du Grand Lyon, puisqu'elles permettent d'éviter 33 000 tCO2/an par rapport à des chaudières gaz à haut rendement pour le chauffage et des PAC sur air pour la climatisation.

Certains acteurs se sont néanmoins inquiétés de ce développement des PAC, dont l'usage en climatisation entraîne un réchauffement de la nappe en été. Cela peut entraîner un développement de bactéries, et le risque serait surtout que des transferts de bactéries contaminent la nappe molassique, source d'eau potable. Par ailleurs, dans les secteurs comme la Part Dieu ou les PAC sont nombreuses, le panache de température d'une PAC peut diminuer le rendement de celles an aval. Même si certains piézomètres sont équipés de thermomètres, l'ALE n'a pas identifié d'étude cartographiant la température de la nappe. Le Grand Lyon a fait réaliser un modèle hydrogéologique de la nappe, qui pourrait servir de base à un modèle thermique moyennant une étude complémentaire. Parmi les autres potentiels à étudier figurent les possibilités de PAC sur eaux usées, dans les collecteurs du réseau d'assainissement du Grand Lyon, ainsi que sur les drains de la CNR en amont du barrage de Pierre Bénite. >> contact ALE : Sylvain GODINOT - 04 37 48 22 42 sylvain.godinot@ale-lyon.org

Centre de Ressources et de Documentation spécialisé sur l’Energie et la Qualité Environnementale des Bâtiments, l’ALE met à disposition de tous les publics une documentation diverse et variée autour des thèmes de l’Energie.

ALE - Infos ALE - Infos, la lettre d’information de l’ALE “ALE infos” est consultable sur le site internet : www.ale-lyon.org

Le Grand Lyon bénéficie de plusieurs nappes phréatiques : les aquifères de la Saône et du Rhône, la nappe de l'Est lyonnais et la nappe de la Molasse. L'Ouest lyonnais, massif granitique, en est dépourvu à l'exception de la petite nappe du Garon autour de Givors.

le concentré d’énergies de l’agglomération lyonnaise

Directeur de la publication : Samir Boukhalfa Rédacteur : Stéphane Rouvier Rédacteur technique : Sylvain Godinot Secrétaire de rédaction : Véronique Besnard Conception / mise en page : Stéphane Rouvier Impression : Imprimerie IMAV Label “Imprim’Vert” (papier 100% recyclé - encres végétales - recyclage des déchets - sans métaux lourds) ISSN : 1773-0339 Crédits photos : ALE Pour nous contacter : ALE - 8, rue Béranger - 69006 Lyon Tel : 04 37 48 22 42 - Fax : 04 37 48 04 57 mail : info@ale-lyon.org Site internet : www.ale-lyon.org Photo couverture : Exploitation d'un gisement géothermique du bassin Parisien. Forage en cours pour atteindre la ressource, face à des immeubles d'habitation collective en centre ville de L'Haÿ - les - Roses. Val de Marne (source : ADEME)

Reproduction autorisée avec mention de la source

EDITORIAL Béatrice VESSILLER Présidente de l’ALE

Les pompes à chaleur sont des installations thermiques qui permettent de récupérer, en hiver la chaleur, et en été, la fraîcheur, du sol ou d'une nappe d'eau pour chauffer ou climatiser un bâtiment. Si le pompage nécessite de recourir à une énergie complémentaire, souvent l'électricité, le bilan énergétique global est positif, car la pompe à chaleur fournit 2,5 à 5 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme pour fonctionner. Concernant le bilan environnemental, on considère que l'ensemble des installations en France contribue à réduire les CO 2 dans l'atmosphère. Dans l'agglomération lyonnaise, on dénombrait en 2006 environ 200 installations de pompes à chaleur géothermiques, puisant la chaleur dans les nappes phréatiques, essentiellement dans celle du Rhône à partir de bâtiments sur Lyon et Villeurbanne. La croissance récente de ce secteur est forte ; le potentiel énergétique et les gains en matière d'émissions de CO 2 sont intéressants. Néanmoins, dans une perspective de développement du secteur, plusieurs questions restent à étudier, notamment les effets des rejets de chaleur et le risque de réchauffement de la nappe, ainsi que les transferts des bactéries dans la nappe plus profonde, source d'eau potable. L'ALE a donc choisi de traiter cette thématique, afin de faire le point et de partager les connaissances disponibles sur le sujet et de pointer les questions à approfondir. Ainsi, l'ALE souhaite contribuer à expliquer le fonctionnement technique de ces installations, le montage des opérations, le potentiel et les enjeux de développement ainsi que les points de vigilance auxquels nous devons collectivement veiller, pour s'inscrire les objectifs du plan Climat de réduction des consommations d'énergie et de préservation des ressources.

Dossier

>> Chauffer et rafraîchir des bâtiments résidentiels et tertiaires Cette solution de pompe à chaleur sur nappe se différencie à la fois du chauffage de groupes de logements par réseau de chaleur géothermique, et du chauffage de maisons individuelles qui se fait par PAC géothermiques en forage horizontal. Se répartissant à travers tout le territoire quelle que soit la nature géologique, ces systèmes conviennent particulièrement pour les bâtiments d'habitation, hôpitaux, maisons de retraite, bâtiments administratifs, centres commerciaux, hôtels, établissements culturels, salles de spectacle… La nécessité de rafraîchir les locaux en été, comme c'est souvent le cas dans ce type de bâtiment, renforce encore l'intérêt du choix de l'énergie géothermique, puisqu'elle permet une réversibilité du système en produisant du froid à partir de la chaleur.

La géothermie, qui s'est développée en France dans l'urgence du premier choc pétrolier, a fait la preuve de sa pertinence. En quelques années, l'image de la géothermie a énormément évolué et les handicaps dont souffrait cette filière énergétique (corrosion, faible rentabilité…) ont désormais disparu. La nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre a conduit la géothermie à occuper désormais une place plus importante dans l'offre énergétique française. Depuis la fin des années 90, les réseaux de chaleur géothermiques s'étendent de façon significative.

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Aujourd'hui, avec 60 opérations en fonctionnement, la contribution de la géothermie au bilan énergétique national est de l'ordre de 130 000 tep par an, ce qui correspond au chauffage d'environ 150 000 équivalent-logements et à une réduction annuelle des rejets de CO2 dans l'atmosphère de plus de 400 000 tonnes. (chiffres ADEME 2005) La géothermie est principalement développée dans le bassin parisien et aquitain. A grande profondeur, elle permet de puiser une eau assez chaude pour produire de la vapeur et donc de l'électricité, comme en Alsace sur le site de Soultz-sur-Forêts.

Boucle en activité à Soultz-sur-Forez

Un marché porteur Les PAC géothermiques, qui puisent la chaleur dans le sol ou dans une nappe d'eau, bénéficient d'une source de température en moyenne plus élevée que celle de l'air en hiver, donc d'un meilleur rendement annuel que l'aérothermie. La température des terrains superficiels étant voisine de 10 à 15°C en fonction de la situation géographique et de la profondeur, il est en effet nécessaire d'installer un système thermodynamique pour relever le niveau de température : la PAC, qui alimente en calories le réseau de chauffage des bâtiments, est constitué d'émetteurs thermiques à basse température. Le rendement d'une PAC, nommé COP(COefficient de Performance) est d'autant plus performant que l'écart de température entre la source froide (air, sol ou nappe) et la source chaude (distribution de chauffage) est faible, puisqu'il faut "pomper" cette chaleur à l'aide d'une énergie d'appoint, en général l'électricité, ou parfois le gaz (cf article GrDF page 6). L'intérêt de la PAC est de fournir - en fonction de son coefficient de performance (COP) - 2,5 à 5 fois l'énergie consommée pour la faire fonctionner.

Dans le secteur de la maison individuelle, dont les installations de pompes à chaleur ne cessent de croître depuis 2005, ce sont ainsi près de 20 000 PAC géothermiques et plus de 133 000 PAC sur air qui ont été installées en 2008 (source AFPAC). C'est pour les immeubles d'habitation et les bâtiments tertiaires que la technologie des pompes à chaleur sur nappe prend tout son intérêt. Peu utilisée pour les maisons individuelles en raison du coût du forage, elle devient en effet rentable pour les immeubles, le coût du forage étant réparti sur de nombreux copropriétaires. Il existe sur le marché des composants, de grosses pompes à chaleur sur nappe ayant des puissances suffisantes pour assurer le chauffage d'un grand immeuble. De plus, les villes, souvent édifiées près des fleuves et des rivières, ont un sous-sol souvent propice à la fourniture de l'eau indispensable au fonctionnement de ce type de PAC. La chaleur, difficile à transporter peut être prélevée à proximité de l'immeuble, voir même dans son parking souterrain. On sait aussi que le retour sur investissement est plus court pour les immeubles anciens pour la raison qu'ils sont plus difficiles à isoler après coup que les constructions neuves. De plus, ce mode de chauffage évite la livraison des camions de fioul dans les rues bien encombrées de nos villes. Autre point favorable, les radiateurs des immeubles anciens sont la plupart du temps largement dimensionnés, et il est admis qu'ils peuvent souvent être réutilisés en l'état avec la PAC lorsque l'isolation de l'immeuble est préalablement améliorée.

annuelle de 100 à 1 000 MWh. Ainsi, sachant qu'une sonde géothermique de 100 mètres de profondeur fournira 5 kW, il faudra 20 sondes pour fournir 100 kW et un champ de 200 sondes géothermiques

pour fournir 1 000 kW. Sur nappe, on créera un doublet de forages de pompage et de réinjection dont le débit sera fonction de la puissance demandée.

>> Le cadre réglementaire pour la réalisation de forages d’alimentation de PAC Les travaux de sous-sol sont encadrés par une législation complexe dont le but principal est d'une part de contrôler l'ouvrage pour maîtriser l'utilisation du soussol et d'autre part, de contrôler les prélèvements d'eau et les rejets pour la gestion et la protection des ressources des ressources en eau. La réglementation n'est pas uniforme dans toutes les régions ; il conviendra donc de se rapprocher des organismes compétents (en consultant notamment les services de la DRIRE) préalablement à la réalisation de ces opérations. Le Code minier : >> contrôle de l'ouvrage Il impose une déclaration par le maître d'ouvrage ou l'entreprise de forage auprès de la Préfecture ou de la DRIRE dans le cas d'un forage dont la profondeur dépasse 10 m. Au-delà d'une profondeur de 100 m, il est soumis au régime de l'autorisation. Les informations communiquées sur ces forages sont conservées dans la banque des données du sous-sol, gérée par le BRGM et accessible au public (infoterre.brgm.fr/).

Le Code de l'Environnement : >> loi sur l'eau et installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE) Il vise à assurer la gestion équilibrée des ressources et la protection contre les pollutions des aquifères. Ainsi, il impose une déclaration pour tous les forages, quelles que soient leur profondeur et leur destination pour sa partie relative à la loi sur l'eau. Tout forage pour utilisation domestique de l'eau (arrosage, eau potable lavage etc.) nécessite une déclaration auprès du maire de la commune concernée. Tout forage, pour une utilisation non domestique, est soumis à déclaration ou autorisation de la police de l’eau (DDAF ou service de navigation Rhône-Saône).

et que l'eau est réinjectée dans le même aquifère. Le Code de l'Environnement : >> installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE) Les PAC à fluides toxiques ou inflammables sont soumises à déclaration auprès de la DREAL (ex DRIRE) à partir d'une puissance de 20 kW ; les autres à partir de 50 kW, si leur pression effective dépasse 10E5 Pa. Le seuil de l'autorisation est atteint pour un bâtiment d'une surface d'environ 10 000 m².

L'autorisation est notamment nécessaire pour les gros débits et les prélèvements dans les nappes de fleuves.. Les ouvrages liés à ce type d'opération sont également concernés par des dispositions relatives à la prévention des risques de pollution. Une exception : les forages d'eau ne nécessitent ni déclaration ni demande d'autorisation, lorsqu'ils relèvent de l'exploitation de sites géothermiques (nappe chaude - pas le cas sur le Grand Lyon)

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Raccordement de logements à Villejuif sur la centrale géothermique de L'Haÿ-les-Roses (94)

ALE - Infos 26 / page

Géothermie moyenne et haute température : pas encore sur le Grand Lyon !

Photo : www.soultz.net

Les pompes à chaleur (PAC) dans les bâtiments collectifs ou tertiaires

La puissance nécessaire au chauffage des locaux des secteurs résidentiel et tertiaire doit le plus souvent être comprise entre 100 à 1 000 kW, pour une fourniture énergétique

Schéma de principe d’une pompe à chaleur géothermique

Photo SEMHACH

Centrale géothermique de Chelles (Seine et Marne) - source : Le Moniteur

Maîtriser les consommations énergétiques en améliorant l'isolation est la première étape à privilégier pour diminuer les consommations d’un bâtiment. Mais une fois celles-ci réduites, le recours à la géothermie peut permettre d'aller plus loin en raison de son indépendance aux éléments climatiques extérieurs, et de son respect de l'environnement. La géothermie consiste à prélever l'énergie présente dans les aquifères superficiels ou dans les sols pour produire de la chaleur voire de l'électricité. Sur l'agglomération lyonnaise, la faible température des sols oblige à recourir à des pompes à chaleur, ce qu'on appelle la géothermie très basse température. Elle peut puiser sa source directement dans le sol, ou quand c'est possible comme sur le Grand Lyon, dans une nappe d'eau souterraine.