Etude de préfaisabilité de mise en place d un réseau de chaleur à chaufferie bois. Commune de Heugas. Juillet SIVU des Chênaies de l Adour

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1 Etude de préfaisabilité de mise en place d un réseau de chaleur à chaufferie bois Commune de Heugas Juillet

2 Table des matières Introduction Analyse de la demande énergétique Audit énergétique des bâtiments à chauffer Analyse des besoins thermiques et des dépenses de chauffage Etude énergétique Etude énergétique des bâtiments Puissance à installer Analyse des performances des installations Etude du réseau de chaleur à mettre en place Longueur du réseau de chaleur Emplacement optimal Etude du générateur de chaleur Puissance Consommation Etude du silo de stockage suivant l adéquation production/consommation et de son emplacement Analyse économique et financière Détail des investissements Coût d exploitation et retour sur investissement Synthèse note d opportunité Réseau de chaleur au bois

3 Introduction La convention Agriculture-Environnement Volet énergie (signée entre le Conseil Général des Landes, la Chambre d Agriculture et la Fédération des Cuma des Landes), intègre pour la Fédération des Cuma la pris en charge d une dizaine de jour de travail par an sur la vulgarisation du bois énergie. La Fédération des Cuma est intervenue dans ce cadre, à l Assemblée Générale du (10 juillet 2012), pour proposer la réalisation de pré-études. Cette Assemblée Générale fut suivie d une enquête pour identifier les communes intéressées par ce travail. Celle-ci a permis de remonter 10 réponses positives : Laurède, Poyanne, Heugas, Pomarez, Castelnau Chalosse, Dax, Saugnac et Cambran, Préchacq les Bains, Pontonx sur l Adour, Narosse, Saint Aubin. L étude de préfaisabilité réalisée constitue un outil d aide à la décision

4 Déroulement: La Fédération des Cuma des Landes a été chargée de se rendre sur le site concerné afin d'y rencontrer le porteur de projet, lui présenter les enjeux d'un projet Bois Energie, situer celui-ci ci dans son cadre territorial, collecter les données nécessaires à son analyse et éventuellement le clarifier, voire l'élargir ou le réorienter. Remarques importantes : Toutes les notions de productions et de consommations contenues dans ce document ne sont que des estimations. Elles proviennent de ratios et de données fournies par les établissements enquêtés et sont destinées à fournir des éléments de choix. Les coûts annoncés dans ce document n ont pas valeur de devis et devront être confirmés par un professionnel. Enfin les taux d aides annoncés correspondent à la politique actuelle menée dans le cadre du Plan Climat Régional Aquitain. Ces subventions sont à prendre en compte sous réserve d acceptation par les services instructeurs concernés. L objectif de cette pré-étude est de comparer la faisabilité économique de la mise en place d une chaufferie automatisée au bois déchiqueté pour alimenter, par un réseau de chaleur, plusieurs bâtiments communaux. Cette solution sera comparée aux consommations cumulées de ces bâtiments, alimentés au gaz, à l électricité et au fioul jusque-là. La comparaison économique est basée sur le coût global (somme des coûts de fonctionnement, entretien/maintenance, gros entretien et annuités d'emprunt) de chaque solution. 1- Analyse de la demande énergétique 1.1 Audit énergétique des bâtiments à chauffer Suite à notre rendez-vous sur place, il nous a été permis d émettre des hypothèses concernant l utilisation des bâtiments : la fréquentation, le coefficient d isolation, les besoins en eau chaude sanitaire, les températures de consignes, les besoins en restauration, sanitaires, Nous nous sommes également appuyés sur le Bilan énergétique de la commune réalisé par le Sydec. Les bâtiments publics sont situés dans la figure ci-dessous. Trois sources d énergie sont présentes : le fioul, l électricité et le gaz

5 Cabinet du kinésithérapeute Ecole «des garçons» Ecole «des filles» Foyer rural Prolongement Mairie Mairie Salle de sport Les sites soumis à étude sont les suivants : Bâtiments Salle de sports Mairie Bloc "école des garçons" Foyer rural Bloc "école des filles" Cabinet kinésithérapie Logement locatif Prolongement mairie TOTAL Figure n 1 : Disposition des Bâtiments au sein de la commune. P installée Surface estimée Volume chauffée Combustible employé 126 kw?? Electricité 36 kw 299 m² 897 m 3 Electricité 85 kw 839 m² m 3? 300 m² m kw 130 m² 455 m 3 14 kw 100 m² 300 m 3 Electricité et gaz (piscine) 17 kw? 347 m 3 14 kw 105 m² 261 m m² m 3 Fioul Fioul Electricité Gaz Electricité Les bâtiments en grisés ont été écartés de l étude. Le bloc «école des filles» vient juste d être rénovée avec un système de chauffage électrique et n a donc pas été intégrée dans l étude. La Salle de sport et le foyer rural ont une fréquentation trop faible au vue des investissements à réaliser et des puissances demandés (surdimensionnement de la chaufferie qui ne tournerait alors pas à plein régime). Ils ont donc été exclus de l étude. Le cabinet est un trop petit consommateur pour envisager de l intégrer dans une boucle

6 1.2 Analyse des besoins thermiques et des dépenses de chauffage Pour évaluer les dépenses de chauffage, nous nous sommes basés sur le Bilan énergétique réalisé par le Sydec. Type de combustible Fioul Electricité Gaz TOTAL Consommation annuel (en kwh) Coût Le budget chauffage de la commune pour ces bâtiments revient à TTC/an pour une consommation d énergie e thermique estimée à 148 MWh/an. La chaudière au niveau de l école «des garçons» commence à être âgée. Le chauffage de la Mairie est à revoir en tenant compte de travaux à venir pour limiter les ponts thermiques. Nous avons retenu le budget de TTC/an pour le scénario de référence. 2- Etude énergétique 2.1 Etude énergétique des bâtiments Puissance à installer A partir des données climatiques suivantes, nous avons pu réaliser une estimation de la part utile de la chaleur consommée par ces bâtiments. Données climatiques du site : - Altitude : 49 m - Saison de chauffe : octobre-avril - Température extérieure de base : -5,00 C Les informations relevées (factures, volumes, coefficient d isolation, fréquentation, ) nous ont permis de dresser les estimations suivantes. Besoins Besoins Puissance utiles énergie nécessaire chauffage primaire Ecole "des garçons" kwh kwh 60 kw Mairie kwh kwh 16 kw Logement locatif Annexe mairie TOTAL 8883 kwh kwh 9 kw 7391 kwh 9661 kwh 7 kw kwh kwh 92 kw - 6 -

7 Comme le montre le tableau ci-dessus, les besoins en puissance «utile» (à l entrée du bâtiment) doivent être de l ordre de 92 kw Analyse des performances des installations La visite des sites n a pas mis en évidence de problèmes majeurs. La Mairie et l annexe de la Mairie devront subir des travaux pour mettre en place des réseaux hydrauliques de chauffage. 2.2 Etude du réseau de chaleur à mettre en place Longueur du réseau de chaleur Cet élément est prépondérant pour la faisabilité du projet et conditionne l emplacement de la chaufferie. En effet, le transport de chaleur est très coûteux, de ce fait la densité du réseau doit être supérieure ou égale à 1.5 MWh «entrée e échangeur» /m linéaire de réseau. Dans le cas de cette pré-étude, la longueur du réseau de chaleur ne doit pas dépasser 120 m Emplacement optimal Suite à la réunion de restitution réalisée en présence des élus, le circuit du réseau et l emplacement de la chaufferie ont été validée comme suit : Ecole «des garçons» Prolongement Mairie Mairie Emplacement de la chaufferie Réseau hydraulique - 7 -

8 La chaufferie serait positionnée dans le garage du presbytère et le silo d alimentation sur le côté. La chaufferie alimenterait directement l annexe de la Mairie. Deux sous stations (échangeur à plaques) seraient mises en place : l une au niveau de l école et l autre au niveau de la Mairie. Dans cette configuration, la longueur du réseau est de 76 m. L accès pour l approvisionnement en bois se ferait par l arrière de l annexe de la mairie sur la partie non bitumée (4 livraisons/an). 2.3 Etude du générateur de chaleur Puissance La chaudière est dimensionnée par rapport aux besoins de chauffage. Le dimensionnement tient compte des pertes liées au rendement de la chaudière, des pertes liées aux éventuels arrêts de la chaufferie, aux pertes de réseau/distribution, aux pertes "radiateurs", Les rendements d une chaufferie bois sont légèrement inférieurs aux systèmes fioul ou gaz (par exemple), puisqu il faut considérer les pertes liées à la combustion (manque de combustible, de comburant,, utilisation en sous régime, ), on retiendra dans notre cas un rendement de 85 %. Il faut également intégrer les pertes de charges hydrauliques observées dans le réseau de chaleur liées aux frottements du liquide caloporteur dans les conduites, ainsi que les pertes liées à la distribution de chaleur (pertes au niveau des échangeurs par exemple) ; on retiendra un rendement de 90 %. Nous intègrerons aussi pour la chaudière de substitution/appoint un rendement de l ordre de 90 %. Ainsi, on pourra intégrer une perte d énergie globale de l entrée chaudière (énergie primaire) aux entrées des bâtiments de l ordre de 76 %(énergie finale). Une chaudière de cette puissance au gaz sera aussi intégrée pour les éventuels dysfonctionnements ou appoints à assurer. Ainsi, après examen des besoins et des consommations, il semble que la puissance de la chaudière bois à mettre en place atteindrait 76 kw

9 2.3.2 Consommation La consommation nécessaire au fonctionnement de la chaufferie se décomposerait comme suit : Consommation utile des bâtiments (en kwh) Consommation brute de la chaufferie (en kwh) taux de couverture du bois en kwh % Consommation brute de bois en tonnes 49 en m Consommation de gaz (5%) en kwh 8565 La consommation annuelle de bois déchiqueté s élèverait donc à 49 t de bois par an. Les volumes sont calculés pour des bois feuillus de 390 kg/m 3. Ce calcul est basé sur un Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) de 3500 kwh/t avec une humidité comprise entre 25 et 30 % Etude du silo de stockage suivant l adéquation production/consommation et de son emplacement Les dimensions du silo doivent tenir compte du ou des moyens de livraison, de l autonomie recherchée, de la densité de l essence fournie, ainsi que des obligations techniques de désilage. Etant donné les volumes annuels à consommer, un silo à désileur rotatif semble bien indiqué. Pour une construction en dur, l emprise au sol du silo devrait être de l ordre de 16 m² pour une capacité de 30 m 3. Celui-ci serait si possible réalisé hors sol avec une trémie de réception à vis pour éparpiller la plaquette. Une surface de 20 m² est envisagée pour la réalisation de la chaufferie (local existant). 3 Analyse économique et financière. 3.1 Détail des investissements Les travaux d équipement de réseaux hydrauliques ont été estimés grâce à des ratios fournis par la FD CUMA 24. Nous insistons néanmoins sur le caractère «informatif» de ce chiffrage approximatif, qui demande à être affiné pour confirmer les montants d investissements

10 Détails des investissements Détail investissements Génie civil Installation chantier Chaufferie - base 20 m Silo - base 30 m VRD Equipements chaufferie Chaudière bois Chaudière appoint-sureté Hydraulique et électricité chaufferie Réseau de chaleur Installations intérieures Hydraulique réseau secondaire Equipements de production ECS - Sous stations SOUS TOTAL Divers Frais d'études TOTAL Coût d exploitation et retour sur investissement Pour réaliser ces calculs, nous sommes partis sur une fourniture de plaquettes correspondantes au cahier des charges suivant : Nature : Plaquettes forestière de bois Granulométrie : 25 x 20 x 5 mm Humidité sur brut : 25 % maximum PCI : kwh/tonne L énergie conventionnelle/d appoint (gaz) a été retenue à un tarif / kwh de 0.06 TTC. Le présent tableau est calculé pour un approvisionnement de bois à 70 /t et comparé à un coût de l énergie constant. Il est important de retenir ce dernier élément qui peut laisser penser que ce projet est un investissement pertinent dans le temps

11 DESIGNATION S OLUTION DE REFERENCE S OLUTION DE S UB S TITUTION TION ENERGIE P CHAUDIERES ( kw) Devises INVESTISSEMENT Production Réseau de chaleur Sous-stations Installations intérieures divers Maîtrise d'œuvre SPS + Contrôle technique TOTAL INVESTISSEMENT SURCOUT INVESTISSEMENT DE PRODUCTION FONCTIONNEMENT en quantités combustible élec + gaz -> GAZ Bois + gaz Euro HT Euro HT Installations intérieures TOTAL INVESTISSEMENT coût du combustible BOIS FUEL ELEC GAZ coût électricité moteurs SOUS-TOTAL ENTRETIEN/MAINTENANCE provisions pour réparations entretien TOTAL FONCTIONNEMENT ANNUITES D'EMPRUNT montant de l'emprunt durée taux % % annuité d'emprunt Coût fonctionnement annuel Différence annuelle CALCUL SUBVENTION Temps de retour max Montant subvention taux de subvention 52% Le taux d aide mentionné dans ce budget reste à valider par les services administratifs du Conseil Régional. Celui-ci correspond à une différence de 5 % par rapport au coût de fonctionnement annuel de la solution de référence

12 Synthèse note d opportunité Réseau de chaleur au bois Localisation Commune de Heugas Bâtiments concernés Mairie, «école des garçons», logement locatif, Annexe Mairie Energie de chauffage actuelle Electricité pour la Mairie et son annexe, fioul pour «l école des garçons» et gaz pour le logement locatif Etat du parc de chaudière Le système de chauffage de la Mairie est à revoir ainsi que la chaufferie de l école, des investissements auront donc lieu. Solution étudiée Chaufferie collective fonctionnant à la plaquette forestière avec réseau de chaleur desservant chaque bâtiment. Coût annuel d'énergie Pour du bois à 70 /t Investissement Temps de retour sur investissement Solution actuelle (avec renouvellement d'une chaudière) Solution réseau de chaleur (environ subventions déduites) années Economie annuelle 6826 Surcoût solution réseau bois

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