Projet de domaine Center Parcs Le Rousset / Saône-et-Loire. Etude d opportunité pour l approvisionnement énergétique

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1 Prjet de dmaine Center Parcs Le Russet / Saône-et-Lire Etude d pprtunité pur l apprvisinnement énergétique Réf Date Auteur V1 27/05/2015 ELAN V2 03/06/2015 ELAN V3 05/06/2015 ELAN V4 11/06/2015 ELAN V5 17/06/2015 ELAN ELAN 1, avenue Eugène Freyssinet SAINT-QUENTIN-EN-YVELINES cedex Tél +33(0) / Fax +33(0)

2 Smmaire 1. Intrductin Cntexte réglementaire Estimatin des cnsmmatins énergétiques... 6 A/ Estimatin pur les Cttages... 6 B/ Estimatin pur les Equipements Synthèse des hypthèses retenues... 7 A/ Récapitulatif des cnsmmatins estimées... 7 B/ Définitin des systèmes pressentis Analyse des différentes ressurces renuvelables... 8 A/ Energie slaire thermique... 8 a) Etude...8 b) Tableau récapitulatif...9 B/ Energie slaire phtvltaïque... 9 a) Etude b) Tableau récapitulatif C/ Energie élienne a) Etude b) Cnclusin énergie élienne D/ Récupératin de chaleur des eaux usées a) Etude b) Tableau récapitulatif E/ Chauffe-eau thermdynamique F/ Opprtunité de mise en place d un réseau de chaleur a) Etude b) Cnclusin réseau de chaleur G/ Apprvisinnement en chaleur du cœur de village a) Bimasse b) Géthermie c) La cgénératin (prductin cmbinée de chaleur et d électricité) d) Usine d Incinératin d Ordures Ménagères (UIOM) e) Méthaniseur Sélectin des variantes A/ Synthèse B/ Variantes retenues Résultats de l étude A/ Tableau de synthèse des résultats B/ Analyse en cût glbal Cnclusin

3 1. Intrductin Le grupe Pierre&Vacances Center Parcs suhaite implanter un Center Parcs de nuvelle génératin, c est-àdire de taille myenne, dans la cmmune du Russet en Saône-et-Lire. Ce Center Parcs de taille réduite prévit la réalisatin d envirn 400 cttages de 40 à 98m² habitables et un cœur de village d envirn m², cmprenant services et équipements de lisirs variés. Le prjet visera la certificatin HQE@ et présentera dnc un bjectif énergétique RT %. Une démarche de cncertatin des différentes parties intéressées a été initiée pur cette pératin, dnnant lieu à la tenue de débats publics. Dans ce cntexte et afin d alimenter les débats à venir, Pierre&Vacances Center Parcs a suhaité réaliser une pré-étude de faisabilité permettant d évaluer les pprtunités en énergie renuvelable du site. Ainsi, ce rapprt présente une étude d pprtunité en énergie renuvelable, établie seln la méthde définie par l arrêté du 18 décembre 2007 relatif aux études de faisabilité des apprvisinnements en énergie pur les pératins de cnstructin de bâtiments dnt la surface est supérieure à 1000 m² en France métrplitaine. Le cntexte réglementaire précis est présenté dans le paragraphe suivant. Le plan d aménagement de référence, pris en cmpte est présenté ci-dessus, crrespnd aux premières intentins définies pur le site. Ce plan sera amené à évluer suivant les pprtunités identifiées et les échanges tenus, mais apprte dans un premier temps une base de travail pur la présente étude. 3

4 Premières intentins d aménagement prises cmme référence pur la présente étude 4

5 2. Cntexte réglementaire Etude de faisabilité technique et écnmique d apprvisinnement en énergie Depuis le 1er janvier 2008, le Maître d Ouvrage d une pératin de cnstructin de surface de plancher supérieure à 1000 m² dit réaliser, avant le dépôt du permis de cnstruire, une étude de faisabilité technique et écnmique des diverses slutins d apprvisinnement en énergie de la cnstructin (art L du cde de la cnstructin et de l habitatin intrduit par la li du 13 juillet 2005). Le maître d'uvrage dit dans ce cadre : chisir un système parmi ceux définis ci-après u un autre système d'apprvisinnement en énergie. Le prjet de bâtiment équipé du système chisi est appelé système pressenti au sens du présent arrêté. Les prjets de bâtiments équipés des autres systèmes définis ci-après snt alrs appelés variantes ; réaliser une étude de faisabilité technique et écnmique cmparant le système pressenti aux variantes suivantes, éventuellement cmbinées : les systèmes slaires thermiques ; les systèmes slaires phtvltaïques ; les systèmes de chauffage au bis u à bimasse ; les systèmes éliens ; le raccrdement à un réseau de chauffage cllectif à plusieurs bâtiments u urbain ; les pmpes à chaleur géthermiques ; les autres types de pmpes à chaleur ; les systèmes de prductin cmbinée de chaleur et d'électricité. Si une variante n'est pas envisageable, du fait ntamment de l'indispnibilité de la ressurce à prximité, l'étude le justifiera. Rappel cncernant la RT 2012 : La RT 2012 est applicable à tutes les cnstructins neuves depuis le 01 janvier 2013 La RT2012 fixe des exigences en termes de besins et de cnsmmatins Exemple d'exigence RT2012 pur un cttage myen de 70 m² (6 persnne) sur le site du Russet : Bbi max = 85 kwh/m².an Cep max = 70 kwhep/m².an La RT2012 fixe des exigences en termes de myens Obligatin de recurs à une énergie renuvelable pur les lgements individuels, au chix : Slaire thermique pur l Eau Chaude Sanitaire (nté ECS pur la suite du dcument) Réseau de chaleur alimenté avec plus de 50% d Energies Renuvelables (nté ENR pur la suite du dcument) ECS prduite par un système thermdynamique perfrmant 5 kwhhep/m².an d ENR à minimum Traitement des pnts thermiques (rupteur pur les nez de dalle u ITE) Accès à l éclairage naturel (1/6 de la SHAB du lgement) Traitement de l étanchéité à l air (Q4 Pa-surf <= 1 m3/h/m²). 5

6 3. Estimatin des cnsmmatins énergétiques Afin d évaluer la pertinence de recurs aux différentes énergies renuvelables existantes, il est nécessaire dans un premier temps d évaluer les besins énergétiques engendrés par le prjet. Les cnsmmatins prises en référence dans l étude snt des estimatins des cnsmmatins (incluant tus les pstes de cnsmmatin). Les dnnées snt issues du DMO du Russet et de différentes estimatins faites par Pierre&Vacances Center Parcs ; ELAN ne peut garantir l exactitude de ces hypthèses, et elles ne divent pas être cnsidérées cmme une prévisin des futures cnsmmatins réelles du cncept de Center Parcs Nuvelle Génératin. Les cnsmmatins d énergie annncées pur les besins de chaleur (gaz et bimasse) snt dnnées en kwh PCI (Puvir Calrifique Inférieur). A/ Estimatin pur les Cttages Pur les besins de l étude, ELAN a réalisé une estimatin des cnsmmatins d ECS en s appuyant sur les résultats du calcul RT 2012 des cttages du Center Parcs de la Vienne. Ce pste de cnsmmatin faisant partie des cnsmmatins électriques des cttages, en raisn de l hypthèse de la prductin par balln thermdynamique sur l air extrait VMC. kwh/an Energie finale envirn 400 cttages Chauffage (kwh PCI) ECS PAC VMC Autres cnsmmatins électriques TOTAL Cnsmmatin retenue pur l'étude des "Mid Size" Répartitin en % 63% 6% 31% 100% Type d'énergie Gaz Electricite Electricite Cnsmmatins des cttages retenues cmme hypthèses pur l étude B/ Estimatin pur les Equipements Cncernant le cœur de village (partie Equipements), le prjet est encre peu précis à ce sujet, mais les hypthèses retenues snt les suivantes : kwh/an Energie finale Equipements de m² Electricité Gaz (kwh PCI) Bis (kwh PCI) TOTAL Cnsmmatin retenue pur l'étude des "Mid Size" Répartitin en % 22% 12% 66% 100% Cnsmmatins du cœur de village retenues cmme hypthèses pur l étude 6

7 4. Synthèse des hypthèses retenues A/ Récapitulatif des cnsmmatins estimées Ntamment en vue de l étude d pprtunité de mise en œuvre d un réseau de chaleur, le tableau ci-dessus présente les besins et puissances estimés pur chacun des sus-ensembles du Center Parcs (versin prvisire pris pur base dans la présente étude) : Zne CENTRE Hameau A Hameau B Hameau C Hameau D Hameau E Hameau F Ttal Nb Cttage Cnsmmatin ELEC (kwhef/an) Cnsmmatins Chaleur (kwhef/an) Puissance Chaud nécessaire (kw) Estimatin des cnsmmatins et puissance de chaud par sus-ensemble du parc Estimée Besins et puissances par sus-ensemble, retenus cmme hypthèses pur l étude De même que les estimatins de cnsmmatins, les puissances de chauffage annncées dans le tableau ci-dessus ne snt pas à cnsidérer cmme définitives. Celles-ci snt issues de rati cmmunément admis pur les maisns individuelles en RT 2012 ; les puissances devrnt être déterminées précisément lrs des phases ultérieures de cnceptin du prjet. B/ Définitin des systèmes pressentis Les systèmes pressentis par le maître d uvrage et pris pur référence dans l étude snt les suivants : COTTAGES : Chaudière gaz individuelle à cndensatin pur le chauffage, Chauffe-eau thermdynamique sur l air extrait de la VMC pur la prductin d ECS, Raccrdement au réseau ERdF pur les cnsmmatins d électricité : tus pstes cnfndus. EQUIPEMENTS : Chaufferie cmmune pur la prductin de chaleur (chauffage, ECS et équipements nautiques) équipée : Chaudière(s) bis en base, Appint et securs par chaudières gaz, Raccrdement au réseau ERdF pur les cnsmmatins d électricité : tus pstes cnfndus 7

8 5. Analyse des différentes ressurces renuvelables A/ Energie slaire thermique Un chauffe-eau slaire fnctinne grâce à l'énergie récupérée par les panneaux slaires. L'énergie captée est absrbée par un fluide calprteur qui restitue la chaleur dans un balln d'eau chaude. Le balln stcke l'eau chaude pur la restituer en fnctin de l'utilisatin. Le chauffe-eau slaire permet ainsi de cuvrir un purcentage nn négligeable des besins en eau chaude sanitaire d un lgement et de réaliser des écnmies sur l énergie nécessaire à ce pste. Exemple de panneaux slaires thermiques en titure terrasse tubes sus vide. Des panneaux slaires thermiques permettraient de furnir une partie de l eau chaude sanitaire (ECS) et ainsi engendrer des écnmies sur l énergie nécessaire à ce pste. Etant dnnée la surface dispnible en titure, une étude de cette variante semble pertinente pur les cttages. Cncernant les équipements, les besins en ECS y snt trp imprtants et représenteraient une cntrainte rédhibitire : cette variante n a pas été étudiée pur alimenter le cœur de village. a) Etude Cmme indiqué ci-dessus, l étude a été menée à l échelle des cttages et nn pur le cœur de village. L élignement des cttages par rapprt aux arbres (frêt) laisse espérer un impact minime sur l ensleillement des titures. Les dnnées métérlgiques utilisées pur l étude snt celles de la ville de Chaln-sur-Saône du fait de sa prximité à la ville du Russet. L ensemble des calculs sernt basés sur une ccupatin annuelle myenne de 4,375 habitants par cttage, définie dans le dcument de présentatin du prjet (DMO du Russet). Sur la base des premières intentins d aménagement, il a été défini que 48% des cttages snt rientés Nrd/sud, 52 % Est/Ouest. Dans le cas d une rientatin Nrd du pan de tit, il sera pssible de psitinner les panneaux en surtiture à l aide d une structure cmplémentaire. Les hypthèses retenues en termes de cnsmmatins d eau crrespndent à une cnsmmatin jurnalière de 120 litres d eau mitigée par persnne et par jur, sit l équivalent de 50 litres d eau à 60 C qui sernt stckés dans un balln bi-énergie de 300 litres. 8

9 Les calculs d apprts slaires nt été envisagés sur la base de deux surfaces nminales de panneaux slaires dans le but de déterminer un ptimum de surface à installer. La synthèse des calculs effectués est présentée dans le tableau ci-après. b) Tableau récapitulatif Besin ECS jurnalier [l/j] Inclinaisn titure [ ] Surface de panneau [m²] Orientatin Besin annuel [kwh/an] Apprt slaire annuel [kwh/an] Prductivité annuelle [kwh/m².an] Taux de cuverture [%] Taux de cuverture pndéré [%] ,78 4,52 Nrd/Sud ,2 Est/Ouest , Nrd/Sud ,5 Est/Ouest ,4 62,6 50,9 Synthèse des calculs réalisés avec l util TECSOL La surface de 4,5 m² a été retenue pur l installatin, assurant un taux de cuverture de 51 % des besins d ECS annuels, et est présentée cmme variante au système pressenti. Le cût de cette installatin, à raisn de 388 /m² de panneaux slaire et de 900 de balln d ECS bi-énergie (prix HT pse cmprise), serait de l rdre de HT par cttage (cmparativement au balln intégrant une PAC sur air extrait, chiffré à HT par unité). Un surcût de 300 HT a également été cnsidéré pur les structures en surtiture (rientatin Nrd). B/ Energie slaire phtvltaïque Les mdules phtvltaïques transfrment le raynnement slaire en électricité. Ils cuvrent une surface variable dnt dépend la puissance installée maximale. Un nduleur transfrme le curant prduit par les mdules en curant alternatif 230 vlts cmpatibles pur de l autcnsmmatin et/u avec le réseau de distributin d électricité. Ainsi, l électricité prduite est sit cnsmmée immédiatement, sit vendue au distributeur lcal. Exemple de titure phtvltaïque site industriel Du fait de l étalement des cttages sur le site, il semble peu pertinent de les équiper individuellement en panneaux phtvltaïques car les cûts de raccrdement seraient alrs multipliés. 9

10 L étude prte ici sur les surfaces de parkings qui, si elles étaient entièrement cuvertes, représenteraient une surface cnséquente et une inclinaisn prpice à l installatin de panneaux phtvltaïques : 15 par rapprt à l hrizntal dans le but de capter au mieux le raynnement slaire en hiver. a) Etude Les dnnées métérlgiques utilisées pur l étude snt celle de la ville de Chaln-sur-Saône du fait de sa prximité avec Le Russet. Cncernant le calcul de la surface de titure de parkings dispnible, le rati 1,3 places par cttage, utilisé pur l étude du Center Parcs de Vienne, a été repris, asscié à une dimensin de place de parking standard s élevant à 12,5 m², n btient alrs une surface de m² de titure explitable. b) Tableau récapitulatif Synthèse des calculs de prductin d énergie slaire réalisés avec l util TECSOL Au vu de la prductin mensuelle d électricité par le système phtvltaïque, et du prfil type des cnsmmatins bservées sur le site des Tris Frets, la demande en électricité du cœur de village seul serait en tut temps supérieure à la prductin. De ce fait le raccrdement au réseau u l utilisatin de batteries de stckage n est pas nécessaire : il semble dnc pertinent d étudier une aut cnsmmatin sur le cœur de village, et ainsi réduire à la fis le cût de l installatin phtvltaïque et les cûts d explitatin annuels. Cette slutin est prpsée en variante du système pressenti. 10

11 C/ Energie élienne Avec une puissance mndiale installée de 370 GW en 2014, l'énergie élienne est devenue une prductin majeure d'énergie renuvelable électrique. L'énergie élienne est prduite par des aérgénérateurs qui captent à travers leurs pales l énergie cinétique du vent et entraînent un générateur qui prduit de l'électricité d'rigine renuvelable. Une slutin d élien «diffus», avec des petits aérgénérateurs à axe vertical implantés sur les cttages, a été étudiée pur le site du Center Parcs de la Vienne (cf. Etude d apprvisinnement énergétique du Center Parcs Grand Ouest, en date du 05/12/2011). Cette dernière n a pas été retenue en raisn du cncept d implantatin en frêt, qui limite frtement la ressurce en vent à faible hauteur, et est dnc écartée de la présente étude. La slutin envisagée ici crrespnd à l installatin d une, (u plusieurs) élienne(s) de grande puissance, de l rdre de 1 MW envirn. Éliennes en frêt de Haluze Basse Nrmandie a) Etude Pur cmmencer à prduire de l'énergie, une élienne exige une vitesse de vent minimale, dite vitesse de démarrage. Pur la plupart des éliennes mdernes, cette vitesse de vent est de 4 m/s (14,4 km/h). Quand le vent augmente, la prductin augmente au cube de la vitesse du vent. La vitesse de vent nminale est d envirn 12 m/s (43km/h) pur les éliennes mdernes. Au vu de la vitesse myenne du vent présentée ci-cntre, et de l implantatin en zne frestière du prjet, la prductin d énergie élienne ne sera que très peu efficiente. Gisement élien à prximité du site 11

12 Pur plus de précisins, la curbe ci-dessus présente la crrélatin entre la vitesse de vent et la puissance furnie par l élienne. Puissance d une élienne en fnctin de la vitesse de vent b) Cnclusin énergie élienne Le site du Russet n est pas prpice à l explitatin de la ressurce élienne, et ceci en raisn du faible ptentiel en vent de la régin. Cette slutin n est pas retenue. 12

13 D/ Récupératin de chaleur des eaux usées Les eaux usées, véhiculées par les canalisatins d assainissement, présentent une température se situant entre 13 et 20 C. Elles ffrent dnc un réel ptentiel calrifique pur le chauffage (u inversement le rafraîchissement) de bâtiments via le recurs à des échangeurs, placés dans les canalisatins des eaux usées, et des pmpes à chaleur. A l échelle du parc : La récupératin de chaleur purrait se faire par le biais d un système permettant de récupérer les calries dans les canalisatins et de les transférer aux bâtiments via une pmpe à chaleur. Le système est réversible, il permet de rafraichir les bâtiments en été lrsque la température des eaux usées est inférieure à la température intérieure des bâtiments. Du fait de la créatin d une STEP et du réseau d assainissement pur le traitement des effluents du Parc (envirn éq. habitants), l étude de ce système parait intéressante. Pur avir recurs à ce prcédé, plusieurs critères divent être respectés : Canalisatins eaux usées avec échangeur thermique intégré Le débit minimal permanent des eaux usées dit être supérieur à 15 l/s, La température des eaux usées dit être supérieure à 10 C (vérifié la plupart du temps), Les cllecteurs du réseau d assainissement divent avir un diamètre supérieur à 80 cm, Les trnçns divent être rectilignes sur 100 m envirn pur les grandes installatins. En première apprche, et après échange avec le grupe SUEZ (Lynnaise des eaux), il semblerait que le seuil de rentabilité de ce système se situe aux envirns de ép. Habitants. La slutin n a dnc pas été étudiée plus en avant à l échelle du parc, mais purra tut de même être ré-envisagée lrs des études prjet cncernant les réseaux d assainissement. A l échelle du centre aquatique : La slutin Degrés Bleus Eau Chaude, présentée dans les paragraphes suivants, semble parfaitement adaptée au centre aquatique du cncept Center Parcs. Présentatin de la slutin Degrés Bleus Eau Chaude : «La slutin Degrés Bleus Eau Chaude extrait qutidiennement du circuit de filtratin un vlume d eau à renuveler directement lié à la fréquentatin réelle de l établissement (en plus des pssibles vlumes rejetés par les pédiluves et les analyseurs d eau). L ensemble de ces rejets transfèrent leurs calries à l eau fride du réseau urbain venant en remplacement 13

14 des eaux évacuées à travers la slutin Degrés Bleus Eau Chaude. Les eaux de rejets refridies snt alrs stckées et sernt réutilisées pur le lavage des filtres. La slutin Degrés Bleus Eau Chaude permet de réduire la cnsmmatin énergétique de chauffage des apprts d eaux neuves des bassins. Il est également pssible de cllecter dans la slutin Degrés Bleus Eau Chaude les eaux de rejets des duches.» Schéma de principe du système DBEC a) Etude Au vu de la fréquentatin prévisinnelle du centre aquatique, estimée à persnnes jur sur 365 jurs, la slutin Degrés Bleus Eau Chaude (DBEC) semble pertinente et a été pré-étudiée pur la récupératin de chaleur des bassins, des duches et des pédiluves. Les tableaux suivant présentent la pré-étude réalisée : Hypthèses prises en cmpte dans l étude 14

15 Pré-calculs de gains avec le système DBEC b) Tableau récapitulatif Cumuls des gains générés avec l utilisatin du système DBEC Cmpte tenu des ptentielles écnmies d eau et d énergie réalisables, l empli du système DBEC à l échelle du centre aquatique présente un réel avantage d un pint de vue écnmique et envirnnemental et cnstitue une variante au système pressenti dans la présente étude. En effet une écnmie de l rdre de 1 GWh est envisageable avec l utilisatin de ce système innvant. 15

16 E/ Chauffe-eau thermdynamique Le chauffe-eau thermdynamique utilise la chaleur cntenue dans l air pur chauffer l eau sanitaire. Sn principe est de récupérer les calries présentes naturellement dans l air pur transmettre la chaleur à l eau du balln via un cycle thermdynamique. L air utilisé par le chauffe-eau thermdynamique peut prvenir de différentes surces : l air ambiant nn chauffé, l air extérieur u l air extrait d une VMC. Dans le cas présent, il parait intéressant d utiliser ce système pur récupérer les calries cntenues dans l air extrait de la VMC. Ce système fait partie de la slutin pressentie pur la prductin d ECS des cttages. Principe du chauffe-eau thermdynamique 16

17 F/ Opprtunité de mise en place d un réseau de chaleur La pertinence d un réseau de chaleur à l échelle du site est évaluée sur la base de la densité thermique du prjet, crrespndant au rapprt entre l énergie distribuée (en MWh) et la lngueur du réseau (en mètre linéaire, ml). A titre d exemple, l ADEME recmmande de ne pas descendre en dessus de 3 MWh/ml pur un réseau alimenté par une chaufferie bis (Surce : Le Bis Energie pur les Cllectivités Territriales). Néanmins, l ADEME apprte un sutien dans le cadre de réseaux de chaleur d rigine renuvelable de densité thermique supérieure u égale à 1,5 MWh/ml 1, mégawatt livrés en sus-statin. Dans ce cntexte, le critère retenu dans la présente étude pur évaluer la pertinence de mise en œuvre d un réseau de chaleur est fixé à 1,5MWh de densité thermique jusqu aux sus-statins. a) Etude Au regard des intentins d aménagement actuelles et en cnsidérant une prductin centralisée à prximité du cœur de village qui cncentre la majrité des besins de chaleur, le plan masse ci-dessus présente les densités thermiques btenues pur l alimentatin des différents hameaux (BC,ef= Besins de chaud en énergie finale, Dth= Densité thermique). Hameau A BC,ef = 437 MWh Dth = 0,79 MWh/ml Hameau B BC,ef = 138 MWh Dth = 0,28 MWh/ml Hameau F BC,ef = MWh Dth = 3,09 MWh/ml Hameau D BC,ef = 240 MWh Dth = 0,60 MWh/ml Hameau C BC,ef = 415 MWh Dth = 0,95 MWh/ml Hameau E BC,ef = 641 MWh Dth = 1,98 MWh/ml Besins de chaud et densité thermique par hameau Seuls les hameaux E et F présente une densité thermique supérieure à 1,5 MWh/ml. Cncernant les hameaux A à D, les densités btenues varient de 0,28 à 0,95 MWh/ml et snt trp faibles pur envisager la mise en place d un réseau alimentant ces hameaux. 1 Exceptin pur certains prjets dnt la densité thermique du réseau est cmprise entre 1 et 1,5 MWh/ml.an et qui peuvent bénéficier du sutien de l ADEME. 17

18 Une estimatin de la distance maximale à garantir pur atteindre une densité thermique de 1,5 MWh/ml depuis la prductin centrale jusqu à la sus-statin a été réalisée pur différents hameaux type et est présentée dans le tableau ci-dessus. Hameau 50 cttages Hameau 75 cttages Hameau 100 cttages Hameau 150 cttages Besins de chaud (MWh) Distance maximale jusqu à sus-statin pur densité de 1,5Mwh/ml (m) Distances maximales à respecter pur atteindre la densité critique de 1,5Mwh/ml, par hameau type Les distances maximales justifiant l étude apprfndie d un réseau de chaleur semblent difficiles à respecter dans le cadre d un Center Parcs, elles peuvent néanmins être atteintes pur un, vire plusieurs hameaux. Dans l hypthèse ù le cncept du dmaine Center Parcs parvenait à garantir ces distances, une densificatin des cttages au sein des hameaux serait nécessaire pur rentabiliser les cûts assciés aux raccrdements des cttages à la sus-statin la plus prche : une étude cmplémentaire devra être menée le cas échéant. b) Cnclusin sur le réseau de chaleur Au vu de ces éléments, la mise en place d un réseau de chaleur alimentant les différents hameaux ne semble aujurd hui pas pertinente et nécessiterait une densificatin des hameaux par rapprt au cœur de village d une part, et des cttages au sein des hameaux d autre part. Néanmins, un raccrdement d un u plusieurs hameaux à un réseau alimentant le cœur de village purrait être étudié avec plus de précisins si les hameaux cncernés respectent les distances maximales présentées dans le tableau ci-dessus. Dans ce cntexte et dans le cadre de la présente étude, les différentes ressurces susceptibles d alimenter un éventuel réseau de chaleur nt pur l heure été apprfndies pur répndre aux besins du cœur de village uniquement. Elles snt présentées dans les paragraphes suivants. 18

19 G/ Apprvisinnement en chaleur du cœur de village a) Bimasse Le chauffage au bis u à bimasse permet de réduire les émissins de gaz à effet de serre et de s assurer un prix de l énergie stable au fil des années. De plus la slutin bis énergie/bimasse est particulièrement pertinente dans la régin du prjet (Burggne) pur des raisns d accès aux ressurces. L extrait ci-dessus illustre la dispnibilité de la ressurce à prximité du site et mntre la présence d un hangar de plus de 5000 MAP (Mètre cube Apparent) à envirn 50 km du site. Ressurces de bis énergie à prximité du prjet Surce : Apprvalbis-Plaquette Bis Energie Ces éléments justifient la prise en cmpte d une chaufferie bis cmme système pressenti pur alimenter le cœur de village. Néanmins, au regard des intentins d aménagement actuelles, des difficultés lgistiques purrnt apparaitre et devrnt être apprfndies si ce système est retenu : Dispnibilité d'une surface de terrain suffisante à prximité du cœur de village pur installer la chaufferie, sans nuire aux visiteurs ; Accès rutier aisé pur la livraisn de cmbustible. 19

20 b) Géthermie Dans le cas de la géthermie, la chaleur est puisée dans le sl u l eau d une nappe par l intermédiaire d un réseau de capteurs u de frages. Ces capteurs peuvent être hrizntaux u verticaux. Les figures ci-dessus présentent les 2 slutins pssibles : a) Tranchée b) Puits Les capteurs hrizntaux snt cmpsés de bucles enterrées à envirn 2 mètres sus la surface du sl. La surface ccupée par les capteurs dépend de la nature du sl et peut s'étendre jusqu'à deux fis la surface à chauffer. Ce principe est en règle générale adapté aux petites surfaces (maisns individuelles) Les capteurs verticaux, autrement appelés sndes géthermiques, cmprtent un tuyau frmant une seule bucle verticale. Ils nécessitent un frage en prfndeur (jusqu à 100 m), plus cûteux, mais qui présente l'avantage d'ccuper mins de surface au sl. De plus, n distingue la géthermie basse énergie (30 à 90 C), permettant un usage direct de la chaleur de surces d eau suterraines par simple échange thermique, et la géthermique très basse énergie (température inférieure à 30 C), permettant une utilisatin thermique via l ajut d une pmpe à chaleur (PAC) qui prélève l énergie pur l augmenter à une température suffisante pur le chauffage. D après l ADEME, la Burggne présente un ptentiel faible pur la géthermie basse énergie, le ptentiel en géthermie très basse énergie est cnsidéré également faible en captage hrizntal tandis qu il peut être plus imprtant en captage vertical seln les sls. Cmpte tenu du ptentiel burguignn disparate du pint de vue géthermique, une étude de sl lcale purra être menée pur évaluer le ptentiel précis à l échelle du site. A l heure actuelle et dans l attente d infrmatins cmplémentaires quant au ptentiel du site, cette slutin n est pas étudiée en tant que variante au système pressenti. 20

21 c) La cgénératin (prductin cmbinée de chaleur et d électricité) La cgénératin permet la prductin d énergie électrique en cmplément de la prductin de chaleur et purrait être envisagé à l échelle du cœur de village cmpte tenu de la simultanéité des besins électriques et en eau chaude tut au lng de l année. Tris types de technlgies existent en termes de cgénératin de chaleur et d électricité : le mteur à gaz u diesel, la turbine à gaz u la turbine à vapeur. Présentatin des 3 technlgies de cgénératin Les turbines à vapeur snt généralement utilisées pur de très grsses puissances et ne snt pas adaptées au prjet. Par ailleurs, dans le cas du cœur de village les besins de chaleur cnsistent en des besins en eau chaude et nn en vapeur, le mteur à gaz sera dnc la technlgie la mieux adaptée au prjet Cette dernière est une technlgie rbuste est épruvé, il s agit en fait d un mteur thermique classique asscié à un alternateur (type grupe électrgène) sur lequel n vient récupérer la chaleur habituellement évacuée. Cette slutin est retenue cmme variante au système pressenti, avec appint chaudière gaz. Une étude précise de dimensinnement de l unité de cgénératin sera nécessaire si cette slutin est retenue. A l heure actuelle, une préfaisabilité effectuée a permis de dimensinner les éléments suivant : Puissance thermique de cgénératin d envirn 1500kW, Puissance électrique de cgénératin d envirn 1100kW. d) Usine d Incinératin d Ordures Ménagères (UIOM) Le prjet ne génère pas un vlume suffisant de déchets pur justifier l installatin d une UIOM. e) Méthaniseur La méthanisatin cnsiste à prduire du gaz naturel (méthane) au myen de déchets. Ce prcessus permet ainsi de valriser les déchets urbains, industriels, agricles en une énergie renuvelable. De même que pur l UIOM, le ptentiel de matière putrescible n est pas suffisant pur l installatin d un méthaniseur. Néanmins, et en cas de prjet cmmunautaire, les matières rganiques du parc purraient être cllectées et valrisées. 21

22 6. Sélectin des variantes A/ Synthèse Tris critères snt retenus pur cette étude : Dispnibilité : qualifie la présence de la ressurce dans l'envirnnement du prjet, Adéquatin technique : qualifie la faisabilité de mise en œuvre assciée aux cntraintes d'urbanisme de la zne, Adéquatin écnmique : viabilité de l'investissement du système crrélée avec le mntant glbal du prjet. L'échelle d'évaluatin est la suivante : = Favrable = Pssible = Défavrable 22

23 Dispnibilité de la Ressurce Technique Adéquatin Ecnmique Slutin envisageable Variante retenue Capteurs slaires thermiques OUI Intéressant à l échelle des cttages pur la prductin d ECS Systèmes slaires phtvltaïques Systèmes éliens Récupératin de chaleur sur eaux usées Réseau de chaleur à l échelle du parc Chaufferie Bimasse OUI NON OUI NON OUI Investissement initial imprtant mais ressurce présente et surface dispnible en titure de parking. Le ptentiel élien du site est insuffisant Présente un réel intérêt à l échelle du centre aquatique Densité des hameaux trp faible Système pressenti pur le cœur de village PAC géthermiques Cgénératin au gaz Chaudière d incinératin d rdures ménagères Réseau de méthanisatin NON OUI NON NON NON PAC aérthermiques OUI Chaudières gaz à cndensatin OUI Cntraintes écnmiques et techniques imprtantes, de plus ptentiel géthermique nn avéré Slutin pertinente demandant des études cmplémentaires liées à la prductin d électricité Vlume de déchets insuffisant Nn adapté à l échelle du prjet Technlgie nn adaptée à la prductin de chauffage sur ce site PAC sur air extrait VMC, retenue pur la prductin d ECS des cttages Fait partie du système pressenti pur le chauffage des cttages 23

24 B/ Variantes retenues En tenant cmpte des caractéristiques du prjet et sur la base de l évaluatin réalisée au paragraphe précédent, les variantes retenues par rapprt aux systèmes pressentis pur ce prjet snt les suivantes : Variante 1 : Prductin d ECS slaire thermique Cttages : Chauffage et appint pur la prductin d eau chaude sanitaire via chaudière murale gaz à cndensatin. Equipements : Prductin de chaleur (chauffage, ECS et équipements nautiques) par chaudière bis en base avec un appint et securs par chaudière gaz. Système cmplémentaire : Système slaire thermique pur la prductin d ECS des cttages. Variante 2 : Prductin d ECS par PAC sur air extrait VMC + slaire PV sur les titures parking des ilts Cttages : Prductin d ECS via le chauffe-eau thermdynamique sur l air extrait de la VMC et chauffage par chaudière murale gaz à cndensatin. Equipements : Prductin de chaleur (chauffage, ECS et équipements nautiques) par chaudière bis en base avec un appint et securs par chaudière gaz. Système cmplémentaire : Prductin d électricité pur autcnsmmatin par panneaux phtvltaïques dispsés en titures parkings des ilts (6 500 m² pur 940 kwc). Variante 3 : Récupératin de chaleur sur les eaux usées Cttages : Prductin d ECS via chauffe-eau thermdynamique sur l air extrait de la VMC et chauffage par chaudière murale gaz à cndensatin. Equipements : Prductin de chaleur (chauffage, ECS et équipements nautiques) par chaudière bis en base avec un appint et securs par chaudière gaz. Système cmplémentaire : Mise en place d une technlgie permettant la récupératin de chaleur sur les eaux usées du centre nautique et un cntrôle précis de la cnsmmatin d eau ; système Degrés Bleus Eau chaude. Variante 4 : Prductin de chaleur et d électricité par cgénératin gaz Cttages : Prductin d ECS via chauffe-eau thermdynamique sur l air extrait de la VMC et chauffage par chaudière murale gaz à cndensatin. Equipements : Prductin de chaleur et d électricité (chauffage, ECS et équipements nautiques) par cgénératin gaz avec un appint et securs par chaudière gaz. Système cmplémentaire : Aucun. 24

25 7. Résultats de l étude A/ Tableau de synthèse des résultats ASPECTS TECHNIQUES ASPECTS ENERGETIQUES ASPECTS CLIMAT Emissins de GES COTTAGES EQUIPEMENTS Systèmes pressentis (SP) Chauffage gaz ECS par PAC sur air extrait VMC Chaufferie bis en base avec appint gaz Système cmplémentaire - SS SS - SP (%) V1 V1 - SP (%) V2 V2 - SP (%) V3 V3 - SP (%) V4 V4 - SP (%) Ttal des cnsmmatins énergétiques (MWhef / an) Ttal des émissins de GES (T eq CO2 / an) Chauffage gaz ECS gaz Systèmes standards (SS) Chaudière gaz centrale Chauffage gaz Variante 1 (V1) Variante 2 (V2) Variante 3 (V3) ECS slaire avec appint chaudière gaz Chaufferie bis en base avec appint gaz ECS slaire thermique par cttage Chauffage gaz ECS par PAC sur air extrait VMC Chaufferie bis en base avec appint gaz Slaire PV sur les parkings des ilts Chauffage gaz ECS par PAC sur air extrait VMC Chaufferie bis en base avec appint gaz Système degrés bleus Variante 4 (V4) Chauffage gaz ECS par PAC sur air extrait VMC Cgénératin gaz + appint chaudière gaz % % % % % % % % % % ASPECTS Cût d'investissement estimé k HT % % % % % Cût annuel d'explitatin k HT (hrs abnnements) % % % % % ECONOMIQUES Cût glbal calculé sur 30 ans k HT % % % % % (nn actualisé) Temps de retur brut sur investissement (en année) Investivement mindre 4 < 30 ans 3 Investivement mindre AVANTAGES des variantes / systèmes pressentis Cette slutin est très avantageuse écnmiquement ; le cût d'investissement est nettement mindre Les émissins de GES snt relativement faibles Le cût annuel d'explitatin est réduit, et le temps de retur sur investissement est cnvenable Les perfrmances énergétiques ainsi que les émisins de GES snt amélirées Le retur sur inverstissement est bn Les cnsmmatins d'énergie et le bilan GES snt amélirés Le cût annuel d explitatin est réduit, grâce aux recettes de la prductin électrique qui vient nettement amélirer le bilan énergétique Le cût d'investissement estimé est mindre que celui de la chaufferie bis INCONVENIENTS des variantes / systèmes pressentis Les perfrmances énergétiques snt inférieures Les émissins de GES snt très largement supérieures (de l'rdre du duble) La cnsmmatin estimée en énergies est imprtante. Le cût annuel d'explitatin est le plus élevé. Les perfrmances énergétiques ainsi que les émisins de GES snt dégradées Le surcût d'inverstissement est estimé à 160 k HT Le surcût d'investissement est cnséquent (plus de 50 % par rapprt à la slutin préssentie) Absence de rentabilité sur la durée de vie des équipements Les émissins de GES snt quasiment triplées Des études de faisabilité par rapprt au raccrdement ERdF divent-être menées Remarques : Les cûts d investissement snt dnnés à titre indicatif, et nécessitent des études de faisabilité cmplémentaires pur être affinés ; les mntants snt en eurs Hrs Taxes et n intègrent pas les cûts d études et de maitrise d œuvre. L investissement annncé pur la slutin pressentie crrespnd uniquement au périmètre des équipements envisagés dans l étude de faisabilité, à savir : la prductin de chaleur et d ECS des cttages et la prductin de chaleur pur les équipements du cœur de village. Le cût annuel d explitatin cmprend les frais de maintenance, d entretien renuvellement (sur la base de ratis), ainsi que les charges énergétiques liées aux cnsmmatins, en eurs Hrs Taxes. Les prix de l énergie snt suppsés cnstants dans le temps (nn actualisés), et snt pris à leur valeur de décembre 2014 (Prix des énergies en date du 15/12/2015 ; revue EnergiePlus). La slutin Standard (avec des systèmes standards tut gaz pur la chaleur) est présentée ici pur rappel et afin de valriser les systèmes pressentis. En effet, il faut avir à l esprit que la slutin prise en référence dans cette étude est déjà très vertueuse, puisqu elle crrespnd à la cmbinaisn des meilleurs systèmes déjà installés sur les autres parcs. On peut également relever que le surcût d investissement de la slutin pressentie par rapprt à celle standard est de l rdre de 35% ; l aspect écnmique n est dnc pas prédminant dans les chix. Les variantes étudiées nt dnc cmme ambitin d encre amélirer le cncept de prductin d énergie, même si elles snt cmparées à des systèmes déjà perfrmants. 25

26 17/11/2011 Etude d apprvisinnement énergétique Center Parcs Vienne B/ Analyse en cût glbal Le graphique suivant présente le cût glbal sur 30 ans en fnctin des différentes variantes (Cût d investissement + cût d explitatin + cût des cnsmmatins énergétiques). Cmparatif en cût glbal sur 30 ans (nn actualisé) des différentes variantes (en k ) Le cût d investissement initial est cmparable pur la slutin pressentie et les variantes V1, V3 et V4, autur de k envirn (plus u mins 10 % seln les variantes). Seule la slutin V2 (slaire phtvltaïque) se démarque avec un surinvestissement de plus de 56 %, qui engendre une absence de rentabilité sur la durée de l étude (30 ans). La slutin la plus avantageuse écnmiquement est la V4 (cgénératin gaz), puisqu elle présente à la fis un investissement initial mindre (- 9 %) mais surtut un cût annuel d explitatin réduit de 10 % en raisn de la prductin électrique qui cuvre une part imprtante des besins estimés des équipements. La variante 1 (slaire thermique) présente une bnne rentabilité avec un TRI prche de 4 ans. Malgré un surinvestissement initial, le changement d énergie (gaz au lieu d électricité) permet de une écnmie annuelle de 44 k. La variante 3 (système Degrès Bleus) présente également une très bnne rentabilité avec un TRI de 3 ans. En effet le surinvestissement est relativement faible (200 k ) pur une écnmie annuelle de plus de 70 k. 26

27 8. Cnclusin Le graphique ci-dessus présente une synthèse des résultats en regrupant les 3 indicateurs étudiés pur chacune des slutins : Cnsmmatin énergétique en Energie Finale, Emissins de Gaz à Effet de Serre (GES) en équivalent CO2, Cût glbal sur une péride de 30 ans. Synthèse des résultats pur les différentes variantes La variante 1 permet de réduire légèrement le cût glbal (-2 %) malgré un investissement initial qui présente un faible surcût (+3 %). En raisn du taux de cuverture partiel du slaire, et de l appint par la chaudière gaz, ce système ne permet pas de réduire les cnsmmatins énergétiques qui augmentent même (+1 %) ; de ce fait les émissins de GES se truvent également augmentées (+5 %). La slutin pressentie pur la prductin d ECS des cttages est pertinente, néanmins une variante avec du slaire thermique est envisageable et intéressante financièrement. La variante 2 (slaire phtvltaïque) est plus favrable sur le plan énergétique (-3 %) et des émissins de GES (-4 %). Cependant l investissement initial reste imprtant (estimé à k ) et la dispnibilité de surface en titure dit être vérifiée. Le slaire phtvltaïque est une slutin néreuse, mais elle permet une prductin d électricité 100 % ENR, qui peut être intéressante pur cmpenser des cnsmmatins, ntamment dans le cadre réglementaire (calcul RT2012). La variante 3 (système degrés Bleus) présente une bnne rentabilité (TRI < 3 ans). Un tel système permet de réduire les émissins de GES (-5 %) et ffre un gain direct sur les charges d explitatin (-4 %). Il semble pertinent de généraliser ce système sur l ensemble des parcs aquatiques. La variante 4 (cgénératin gaz) parait écnmiquement très intéressante pur la prductin de chaleur et d électricité au niveau des équipements, la faible densité d habitatin des hameaux ne permettant pas le dévelppement d un réseau de chaleur à l échelle du parc. 27

28 En effet, le cût d investissement initial estimé pur la cgénératin est inférieur à l installatin d une chaufferie bis (slutin pressentie), et la prductin d électricité permet une écnmie sur les cnsmmatins de 12 %. Néanmins, l incnvénient de cette variante se situe au niveau des émissins de GES (+170 %), du fait de l empli exclusif du gaz pur la prductin de chaleur. Il s agit dnc de faire un chix parmi les critères expsés, et déterminer si cette slutin peut être en chérence avec la plitique carbne du grupe Pierre&Vacances Center Parcs. La slutin idéale purrait être de cupler la variante 4 à la slutin pressentie, à savir réaliser de la cgénératin à partir de bimasse bis. Ce type de système existe pur de très grsses puissances, ù le bis sert à prduire de la vapeur ensuite utilisée dans une turbine pur la prductin d électricité. A l échelle des puissances demandées par le prjet du Russet, des slutins innvantes snt en curs de dévelppement, avec ntamment des prttypes fnctinnant sur un principe de gazéificatin du bis. Cette dernière slutin étant encre au stade du dévelppement, elle n a pas été étudiée plus en avant. 28