ETUDE SUR LES CONSOMMATIONS ENERGETIQUES ET LE POTENTIEL DE PRODUCTION D ENERGIE RENOUVELABLE POUR LE DEPARTEMENT DE LA DORDOGNE

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1 ETUDE SUR LES CONSOMMATIONS ENERGETIQUES ET LE POTENTIEL DE PRODUCTION D ENERGIE RENOUVELABLE POUR LE DEPARTEMENT DE LA DORDOGNE PHASE 2 Evaluation des potentialités du territoire 2013

2 MAITRE D OUVRAGE CONSEIL GENERAL DE LA DORDOGNE 2 rue Paul-Louis Courier BP PERIGUEUX Cedex PRESTATAIRE AXENNE 73, cours Albert Thomas LYON Cedex 03 Tél. : AXENNE 2013 P.2

3 SOMMAIRE SOMMAIRE 3 EVALUATION DES POTENTIALITES DU TERRITOIRE 5 1. METHODOLOGIE POTENTIEL THEORIQUE : LES GISEMENTS BRUTS POTENTIEL TECHNIQUE : LES GISEMENTS NETS POTENTIEL MOBILISABLE : LES GISEMENTS PLAUSIBLES 6 2. FILIERE HYDROELECTRICITE LES GISEMENTS BRUTS 8 LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERES SOLAIRES LES GISEMENTS BRUTS 13 LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERE BOIS ENERGIE LES GISEMENTS BRUTS 47 LES GISEMENTS NETS 59 LES GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERE GEOTHERMIE LES GISEMENTS BRUTS 68 LES GISEMENTS NETS 74 LES GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERE AEROTHERMIE LES GISEMENTS BRUTS 86 LES GISEMENTS NETS 86 LES GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERE METHANISATION LES GISEMENTS BRUTS 88 LES GISEMENTS NETS 101 LES GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERE EOLIEN LES GISEMENTS BRUTS 103 LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES FILIERES DE RECUPERATION DE CHALEUR 112 AXENNE 2013 P.3

4 LES GISEMENTS BRUTS 112 LES GISEMENTS NETS 117 LES GISEMENTS PLAUSIBLES SYNTHESE DES GISEMENTS GISEMENTS BRUTS GISEMENTS NETS GISEMENTS PLAUSIBLES 126 BILAN 129 ANNEXES 131 AXENNE 2013 P.4

5 EVALUATION DES POTENTIALITES DU TERRITOIRE 1. METHODOLOGIE 1.1. POTENTIEL THEORIQUE : LES GISEMENTS BRUTS Les gisements bruts représentent les ressources primaires d énergies renouvelables du territoire. Ces ressources varient selon le type d énergie : ensoleillement pour le solaire, ressource bois pour le bois énergie, biomasse méthanisable pour le biogaz... Ce gisement est indépendant de toutes contraintes techniques ou économiques POTENTIEL TECHNIQUE : LES GISEMENTS NETS Les gisements nets représentent toutes les installations qu il serait possible de réaliser sur les bâtiments existants et toutes les installations que l on pourrait réaliser chaque année sur les constructions neuves, en ayant exclu toutes celles qui ne peuvent l être, compte tenu des contraintes réglementaires, techniques et patrimoniales. Pour chaque typologie d installation, on tient compte : des contraintes liées au patrimoine culturel (sites classés, sites inscrits, secteur sauvegardé, monuments historiques, etc.), des enjeux sur les risques naturels (mouvement de terrain, zone d aléa d inondation, etc.) pour les filières géothermie, les grandes centrales (photovoltaïque au sol et éolien), de la typologie des bâtiments (bâtiment industriel ou collectif ou maison d'habitation, type de toiture), du positionnement des bâtiments (orientation, ombre portée d'un bâtiment sur l'autre, etc.), de la dynamique de construction pour les nouveaux projets, etc. Les données utilisées pour atteindre le gisement net de chaque filière sont les suivantes : des données sur les productions attendues des filières énergies renouvelables suivant les ressources du territoire, des données socio-économiques (typologie de chauffage et d eau chaude sanitaire des logements), l'ensemble des contraintes environnementales, patrimoniales, urbanistiques et les risques naturels, etc. Les chiffres présentent donc le potentiel maximal et ne tiennent pas compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages, du nombre d artisans en mesure de réaliser les travaux, des réglementations thermiques actuelles et futures, etc. Par exemple, pour les installations solaires thermiques de chauffage de l eau chaude sanitaire dans les logements collectifs, cela revient à équiper tous les bâtiments ayant actuellement un chauffage collectif de l eau chaude, dont les AXENNE 2013 P.5

6 toitures sont bien orientées et non masquées et qui ne sont pas dans un périmètre protégé au titre du patrimoine culturel (monument historique, site classé, etc.). Ces chiffres sont donc par nature très importants et représentent le nombre purement théorique d installations potentielles sur l ensemble du territoire en ne tenant compte que de la faisabilité technique et des autres contraintes. Ils sont toutefois intéressants puisqu ils permettent d identifier quelle part chaque filière est en mesure d atteindre dans le cadre des engagements du Grenelle de l'environnement en se plaçant dans une position extrêmement favorable POTENTIEL MOBILISABLE : LES GISEMENTS PLAUSIBLES Il s agit maintenant de passer d un potentiel technique à un potentiel plausible pour toutes les installations d énergies renouvelables que ce soit sur les bâtiments ou pour des installations décentralisées. L exercice consiste à se fixer des objectifs pour chaque filière qui tiennent compte des dynamiques déjà engagées, des réglementations thermiques actuelles et futures, du nombre d entreprises et d artisans en mesure de réaliser les travaux, de l attractivité des installations auprès des maîtres d ouvrage et des propriétaires, etc. Les chiffres présentés reflètent un scénario qui se veut tendanciel, c'est-à-dire qu ils tiennent compte des postulats suivants : le potentiel technique identifié précédemment, la dynamique du nombre d installations suit la tendance établie et tient compte des réglementations, des aides et de l attractivité connues à ce jour, la concurrence des autres énergies (le gaz, l électricité) est prise en compte suivant les typologies d installation, les ruptures technologiques hypothétiques ne sont pas prises en compte. L exercice consiste à se fixer des objectifs, pour chaque filière, qui tiennent compte des dynamiques déjà engagées, des réglementations thermiques actuelles et futures, du nombre d entreprises et d artisans en mesure de réaliser les travaux, de l attractivité des installations auprès des maîtres d ouvrage et des propriétaires, etc. Pour chaque filière, des objectifs ont été proposés en fonction principalement : pour les projets sur des bâtiments neufs et existants : des objectifs fixés par la loi n du 3 août 2009 portant engagement national pour l environnement (Grenelle I) ainsi que la dynamique actuelle de la filière et de sa capacité à être démultipliée, pour les installations décentralisées : d une prise en compte des projets importants qui verront le jour grâce aux investissements des développeurs (méthaniseurs, parcs éoliens, etc.), pour l ensemble des projets : de l attractivité des solutions énergies renouvelables et de la motivation des maîtres d ouvrages SUR LES BATIMENTS NEUFS L article 4 de la loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l environnement est rédigé ainsi : «L État se fixe comme objectifs que : a) Toutes les constructions neuves faisant l objet d une demande de permis de construire déposée à compter de la fin 2012 et, par anticipation à compter de fin 2010, s il s agit de bâtiments publics et de AXENNE 2013 P.6

7 bâtiments affectés au secteur tertiaire, présentent une consommation d énergie primaire inférieure à un seuil de 50 kilowattheures par mètre carré et par an en moyenne, ce seuil étant modulé en fonction de la localisation, des caractéristiques, de l usage et des émissions de gaz à effet de serre des bâtiments ; b) Toutes les constructions neuves faisant l objet d une demande de permis de construire déposée à compter de la fin 2020 présentent, sauf exception, une consommation d énergie primaire inférieure à la quantité d énergie qu ils produiront à partir de sources renouvelables ; [ ].» Dès lors, on peut considérer que les bâtiments qui rentrent dans le champ d application du paragraphe a) ne nécessiteront que de faibles besoins de chauffage et ceux rentrant dans le cadre du paragraphe b) auront des besoins de chauffage très faibles et possèderont des installations fonctionnant aux énergies renouvelables obligatoirement (sauf exception). C est selon ces considérations qu ont été choisis les objectifs appliqués aux bâtiments neufs. La mise en œuvre de bâtiments conformes à la RT 2012 sera favorable au développement progressif des équipements EnR. Puis dans un second temps, l anticipation des futures réglementations poussera certains maîtres d ouvrages vers des équipements encore plus performants afin d atteindre le niveau «énergie positive» en SUR LES BATIMENTS EXISTANTS L article 5 de la loi de programme relatif à la mise en œuvre du Grenelle de l environnement est rédigé ainsi : «L État se fixe comme objectif de réduire les consommations d énergie du parc des bâtiments existants d au moins 38 % d ici à À cette fin, l État se fixe comme objectif la rénovation complète de logements chaque année à compter de II. L État se fixe comme objectif la rénovation de l ensemble du parc de logements sociaux. Pour commencer, dès avant 2020, les travaux sur les logements sociaux dont la consommation annuelle d énergie est supérieure à 230 kilowattheures d énergie primaire par mètre carré ramèneront leur consommation annuelle d énergie à des valeurs inférieures à 150 kilowattheures d énergie primaire par mètre carré.» Les objectifs d installations d énergies renouvelables sur le parc existant sont déterminés en fonction : de l énergie actuelle pour le chauffage et l eau chaude sanitaire (les logements ou maisons qui utilisent le fuel et le propane sont des cibles privilégiées), du nombre d installations réalisées en 2012 sur le parc existant (état actuel de la filière), du statut du maître d ouvrage (ex : les offices publics de HLM sont généralement plus motivés que le secteur privé). AXENNE 2013 P.7

8 2. FILIERE HYDROELECTRICITE 2.1. LES GISEMENTS BRUTS Les Agences de l Eau ont lancé une étude d évaluation du potentiel hydroélectrique de leur bassin respectif, suite à une décision du Ministère chargé de l Industrie et du Ministère de l Écologie et du Développement Durable. Très complètes, ces études évaluent les potentiels supplémentaires sur les ouvrages existants et à la création de nouvelles installations. Sur ces deux types de potentiels, une puissance et un productible associé sont calculés. Ces études ont été réalisées via un logiciel de cartographie ; les résultats sont donc détaillés par zone hydrographique. Figure 1 : Secteurs hydrographiques du territoire et potentiel théorique hydroélectrique au fil de l'eau) 6 secteurs hydrographiques principaux sont présents en Dordogne. Ils présentent tous un gisement brut important. Ce potentiel brut correspond au productible maximum qu il serait possible de produire en utilisant la totalité des débits des cours d eau identifiés. Pour l ensemble de ces secteurs (non limités au département), le potentiel théorique maximal représente 2795 GWh/an. Le gisement maximal techniquement mobilisable par des centrales au fil de l eau correspond à 48 % du gisement total, il représente 1340 GWh/an sur les principaux secteurs du département. AXENNE 2013 P.8

9 Remarque : ce potentiel correspond au potentiel identifié sur les secteurs hydrographiques du département qui s étendent au-delà des frontières du département (en particulier pour P2 et R1). De même certains secteurs dont une faible surface est présente sur le département n ont pas été pris en compte. Figure 2 : Potentiel hydroélectrique théorique sur les principaux secteurs hydrographiques du département (Etude d'évaluation du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne, Eaucéa) A l échelle du bassin hydrographique de la Dordogne (délimité en rouge sur la Figure 1) le potentiel brut s élève à GWh/an (hors installations existantes). Attention! Ce gisement constitue un gisement brut, indépendant de la faisabilité des projets et des contraintes environnementales à respecter sur les cours d eau. Le gisement net, tenant compte de ces contraintes est détaillé au chapitre 5. Remarque : ce potentiel brut correspond au potentiel de l ensemble du bassin de la Dordogne qui s étend bien au-delà des limites administratives du département. De plus, une partie importante du potentiel se situe là où le relief est important c est-à-dire sur le département de la Corrèze et du cantal (voir Figure 7). Figure 3 : Potentiel hydroélectrique maximal sur les cours d eau du bassin de la Dordogne (Etude d'évaluation du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne, Eaucéa) AXENNE 2013 P.9

10 2.2. LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES Contraintes limitatives Les contraintes sur l utilisation de la ressource hydraulique sont liées à la protection des milieux naturels. L analyse de ces enjeux de protection a été réalisée dans le cadre de l étude du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne en Le tableau ci-dessous résume les principaux enjeux pris en compte et leur impact sur l utilisation du gisement hydroélectrique. Figure 4 : Enjeux de préservation du patrimoine naturel limitant le recours à l'hydroélectricité (Etude d'évaluation du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne, Eaucéa) Projets neufs et suréquipement Le croisement cartographique de ces contraintes avec les potentiels bruts identifiés précédemment permet de définir le potentiel net théorique restant, mobilisable au maximum sur les cours d eau du bassin. A l échelle du bassin de la Dordogne les résultats obtenus sont les suivants : AXENNE 2013 P.10

11 Figure 5 : Gisement hydroélectrique sur le bassin de la Dordogne et contraintes environnementales (Etude d'évaluation du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne, Eaucéa) A l échelle du bassin de la Dordogne, sur les 2708 GWh/an de potentiel brut identifié précédemment, 177 GWh/an sont mobilisables sans contraintes environnementales, soit environ 55 MW qui pourraient au maximum être créés sur le bassin Potentiel d amélioration du productible Il est difficile hors étude, au cas par cas, d'identifier les gisements et les modes d'optimisation qui peuvent être multiples : défaut de conception hydraulique, sous-équipement, ancienneté des ouvrages, mauvaise gestion, etc 1. Dans son étude de 2007, l agence de l eau Adour Garonne a évalué le potentiel d amélioration des installations existantes. Ce potentiel a été estimé sur la base des productibles calculés ci-dessus et de la production enregistrée des installations existantes. Pour le bassin hydrographique de la Dordogne, ce potentiel s élève à 172 GWh/an. Ce potentiel représente l ensemble du bassin de la Dordogne qui s étend au-delà des frontières administratives du département. A cette échelle, la production hydroélectrique s élève à GWh/an dont 186 GWh/an seulement sont produits sur le département de la Dordogne. Toutefois, une part importante du potentiel d amélioration identifié (voir Figure 6) sur le bassin (en rouge) coïncide avec les limites du département (en orange). En particulier, les installations sur la Dordogne et l Isle. A l échelle du département, le potentiel d amélioration de la production est estimé à 99,4 GWh. 1 Source : EPIDOR, Étude du schéma de cohérence entre la production d hydroélectricité et le bon état des milieux aquatiques sur le bassin de la Dordogne, janvier 2012 AXENNE 2013 P.11

12 Bassin de la Dordogne Département Figure 6 : Potentiel d'amélioration du productible hydroélectrique par sous-secteur hydrographique (Etude d'évaluation du potentiel hydroélectrique du bassin Adour-Garonne, Eaucéa) AXENNE 2013 P.12

13 3. FILIERES SOLAIRES 3.1. LES GISEMENTS BRUTS L ensoleillement du territoire et les données météorologiques constituent le gisement de la filière solaire. Ces données servent de base au calcul du productible des installations solaires thermiques et photovoltaïques Données météorologiques Les données météorologiques (températures extérieures, rayonnement, vitesse de vent) sont issues du logiciel Météonorm V7. Figure 7 : Données mensuelles d ensoleillement et de température à Périgueux Figure 8 : Courbes mensuelles de températures et ensoleillement à Périgueux AXENNE 2013 P.13

14 Cartographie de l ensoleillement Les valeurs d ensoleillement sont issues de la base de données HelioClim-1, calculées à partir des images du satellite Meteosat, de 1985 à La grille a une résolution de 20 km. Ces données ont permis à AXENNE de dresser la cartographie du gisement solaire sur l'ensemble du territoire. La carte suivante met en évidence l ensoleillement moyen annuel reçu sur un plan horizontal. Il se situe entre kwh/m².an et kwh/m².an. Figure 9 : Ensoleillement annuel reçu à l'horizontale exprimé en kwh/m².an La plage de valeurs indiquée dans la légende comprend toutes les valeurs de l ensoleillement en France pour la période donnée. Cette information permet de situer le territoire par rapport à la France en ce qui concerne l ensoleillement. L ensoleillement du département de la Dordogne est dans la moyenne, et permet d'entrevoir une production solaire intéressante Productible SOLAIRE THERMIQUE Le productible d une installation solaire thermique est illustré par les deux exemples suivants : Chauffe-eau solaire individuel Caractéristiques de l installation : - 4,5 m² de capteurs, - orientation sud et inclinaison à 25, - ballon de stockage de 200 litres, - consommation de 180 L/j, - température de consigne : 50 C. Ces besoins correspondent à ceux d une famille de quatre personnes. AXENNE 2013 P.14

15 Avec les hypothèses mentionnées ci-dessus, l installation produira 1500 kwh/an soit 50 % des besoins en eau chaude sanitaire de la famille considérée. La productivité des capteurs est de 340 kwh/m² (simulation SOLO 2000). Chauffe-eau solaire collectif Caractéristiques de l installation : - 45 m² de capteurs, - orientation sud et inclinaison à 45, - ballon de stockage de litres, - consommation de L/j, - température de consigne : 50 C. Ces besoins correspondent à ceux d un immeuble de 20 logements, soit 45 personnes environ. Avec les hypothèses mentionnées ci-dessus, l installation produira kwh/an, soit 50 % des besoins en eau chaude sanitaire considérés. La productivité des capteurs est de 370 kwh/m² (simulation SOLO 2000). SOLAIRE PHOTOVOLTAÏQUE Le productible d une installation solaire photovoltaïque est illustré par les deux exemples suivants : Photovoltaïque dans l habitat individuel Caractéristiques de l installation : - 25 m² de modules photovoltaïques, - 3 kwc en monocristallin, - orientation sud et inclinaison à 25, sur une toiture inclinée. Avec ces hypothèses, l installation produit 3600 kwh/an et fonctionne 1200 heures à puissance nominale (simulation PVSYST). Photovoltaïque dans le collectif Caractéristiques de l installation :, m² de modules photovoltaïques - 9 kwc en technologie amorphe, - orientation sud et inclinaison à 25, sur une toiture inclinée. Avec ces hypothèses, l installation produit kwh/an et fonctionne 1200 heures à puissance nominale (simulation PVSYST). AXENNE 2013 P.15

16 Remarque : Les inclinaisons des capteurs solaires thermiques et photovoltaïques ont été choisies par rapport à l'architecture périgourdine. L'inclinaison n'est pas forcément optimale, mais on va privilégier une intégration architecturale réussie à une production légèrement supérieure. En théorie, il faudrait que les capteurs thermiques ou les modules photovoltaïques soient orientés plein sud avec une inclinaison optimum : - production d ECS (thermique) : pour éviter les surchauffes en été et favoriser la production en misaison, les capteurs sont inclinés à 45 (valeur proche de la latitude du lieu) ; - production d ECS et chauffage (thermique) : les besoins sont les plus importants en hiver, mais le soleil le moins productif. On favorise donc la mi-saison, les capteurs sont inclinés à 60 (valeur qui permet d'obtenir le maximum de production en hiver, puisque le soleil est très bas dans le ciel, les rayons arrivent avec une incidence optimum à 90 sur le plan du capteur) ; - production d électricité (photovoltaïque (poly)cristallin) : un angle de permet de capter au maximum le rayonnement tout au long de l'année ; - production d électricité (photovoltaïque amorphe) : les membranes amorphes récupèrent également le rayonnement diffus, c est-à-dire le rayonnement qui n est pas perpendiculaire à leur plan. Un angle très faible permet ainsi de maximiser la production estivale tout en récupérant également la production hivernale. La différence principale entre les deux technologies est que dans le cas du photovoltaïque on cherche à maximiser la production totale sur toute l année, alors que dans le cas du solaire thermique on cherche à produire au maximum en hiver sachant qu'en été le soleil est suffisamment important (en nombre d'heure d'ensoleillement ainsi qu'en puissance). AXENNE 2013 P.16

17 3.2. LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES La typologie des bâtiments Nous avons établi une typologie des bâtiments à partir des catégories proposées par le thème bâtiment de la base de données de l IGN. Nous présentons ci-dessous ce que regroupent les termes employés dans la catégorie des bâtiments. La catégorie des maisons regroupe les baraquements, bungalow, cabane, chalet, grange, garage individuel, construction diverse et bien sûr les maisons. La surface totale des toits totalise m². Les immeubles quant à eux regroupent, outre les immeubles d habitation, les immeubles de bureaux, les établissements hospitaliers, les établissements scolaires, les musées, les prisons et les villages de vacances. La surface totale des toits totalise m². Les bâtiments industriels regroupent les abattoirs, ateliers (> 50 m²), bâtiments industriels (> 20 m²), centrales électriques (bâtiments), constructions techniques, entrepôts, hangars industriels (> 20 m²), scieries et usines. La surface totale des toits totalise m². Les bâtiments commerciaux sont des bâtiments de grande surface réservés à des activités commerciales : centres commerciaux, hypermarchés, magasins (grands, isolés), parcs des expositions (bâtiments). La surface totale des toits totalise m². Les serres sont des abris clos à parois translucides destinés à protéger les végétaux du froid : serres, jardinerie. Elles totalisent m² de toitures. Les bâtiments sportifs sont réservés à la pratique sportive. Ils comprennent les gymnases, piscines couvertes, salles de sport, tennis couverts ainsi que les tribunes des stades. La surface totale des toits totalise m². Les bâtiments agricoles regroupent les bâtiments d élevage industriel, hangars agricoles de grande taille, minoteries, etc. Leurs toitures représentent m² Contraintes limitatives Dans l objectif de protéger et conserver le patrimoine bâti présentant une importance particulière, différents types de protection existent en France : secteur sauvegardé, site classé, ZPPAUP, monument historique et site inscrit. Ces protections n ont pas les mêmes implications, notamment en ce qui concerne la possibilité d implanter une installation solaire thermique ou photovoltaïque à proximité. Le tableau suivant résume ces enjeux et leur niveau de contrainte. AXENNE 2013 P.17

18 Type de protection Définition Objectifs Procédures Principes à respecter pour l implantation de capteurs PROTECTION + Secteur sauvegardé Loi du 4 août 1962 ENJEU RÉDHIBITOIRE Site Classé Articles L341-1 à L du code de l environnement ENJEU MAJEUR ZPPAUP Loi du 7 janvier 1983 ENJEU MAJEUR «secteur présentant un caractère historique, esthétique ou de nature à justifier la conservation, la restauration et la mise en valeur de tout ou partie d'un ensemble d'immeubles» Un site classé est un site à caractère artistique, historique, scientifique légendaire ou pittoresque, dont la préservation ou la conservation présentent un intérêt général. Les Zones de Protection du Patrimoine Architectural, Urbain et Paysager sont instituées autour des monuments historiques et dans les quartiers et sites à protéger ou à mettre en valeur pour des motifs d'ordre esthétique, historique ou culturel. Elles sont mises en place à l'initiative et après accord des communes. Il s'agit, à l'aide de règles et prescriptions spéciales, d'inscrire tout acte de transformation ou de construction dans le respect de l'existant, ce qui signifie de tenir compte du patrimoine ancien sans porter atteinte à ses qualités historiques, morphologiques, architecturales. Cette procédure est utilisée en particulier en vue de la protection d'un paysage remarquable, naturel ou bâti. L'objectif de la protection est le maintien des lieux dans les caractéristiques paysagères ou patrimoniales qui ont motivé le classement. La ZPPAUP comporte un zonage et un règlement qui énonce des règles de protection générales ou particulières en matière d'architecture, de paysage et d'urbanisme : édifices ou petit patrimoine rural à conserver, modalités de restauration, localisation, implantation, aspect et gabarit des constructions neuves, préservation des perspectives et des structures paysagères, terrasses, etc. Les prescriptions d une ZPPAUP peuvent comporter des obligations, notamment en termes de matériaux, et des interdictions de modifier l aspect de certains éléments bâtis, notamment par des constructions nouvelles. L'architecte des bâtiments de France est obligatoirement consulté par l'autorité compétente pour délivrer l'autorisation (en général le maire). Il émet un avis conforme (c'est-à-dire auquel ladite autorité doit se conformer) quelle que soit l autorisation (DTEPC ou PC). Toute modification de l'état des lieux est soumise à autorisation spéciale, soit du ministre chargé de l environnement après avis de la commission départementale de la nature des sites et des paysages (CDNPS) et, si le ministre le juge utile, de la commission supérieure des sites ; soit du préfet pour les travaux de moindre importance. L avis conforme de l architecte des bâtiments de France est requis dans ce dernier cas. L Architecte des Bâtiments de France vérifie la conformité de chaque projet avec les dispositions de la ZPPAUP. Toute modification d aspect doit recevoir son accord. Les capteurs solaires vont très difficilement s insérer dans un secteur sauvegardé. Il n est pas envisageable d installer des capteurs solaires dans un secteur sauvegardé, à moins qu ils ne soient pas visibles depuis l espace public. Il faut absolument éviter les pièces rapportées et les perceptions visuelles qui entreraient en concurrence avec le site classé. Il paraît très difficile d implanter des capteurs solaires sur un bâtiment situé dans un site classé, sauf si ces derniers sont parfaitement intégrés sur la toiture du bâti existant (couleur, disposition ). L implantation de capteurs solaires à l intérieur d une ZPPAUP est très difficile puisque les capteurs ne devront pas être visibles du domaine public. Au cas où cela s avérerait impossible, les capteurs devront offrir une discrétion maximale en recherchant une teinte assurant un fondu avec le matériau dominant de couverture. Dans tous les cas, un positionnement en façade principale est strictement interdit. AXENNE 2013 P.18

19 PROTECTION + Type de protection Aire de Mise en Valeur et de Protection du Patrimoine Loi n ENJEU MAJEUR Monument historique Loi du 31 décembre 1913 ENJEU FORT Site inscrit Articles L341-1 à L du code de l environnement Sur les bâtiments ENJEU FORT Définition Objectifs Procédures Une aire de mise en valeur de l'architecture et du patrimoine peut être créée à l'initiative des communes ou établissements publics de coopération intercommunale, sur un ou des territoires présentant un intérêt culturel, architectural, urbain, paysager, historique ou archéologique. Elle a pour objet de promouvoir la mise en valeur du patrimoine bâti et des espaces dans le respect du développement durable. Au sens de la loi du 31 décembre 1913, un monument historique peut-être «toute œuvre d'art d'un intérêt historique, quelles qu'en soient les dimensions, qu'il s'agisse d'un immeuble ou d'un objet mobilier» Il faut d ailleurs distinguer cinq catégories d'objets (immeubles, abords des édifices, objets mobiliers et immeubles «par destination», grottes ornées, orgues historiques) et trois types de mesures : l'instance de classement (procédure d'urgence, limitée dans le temps) ; l'inscription à l'inventaire (qui intervient avant le classement du site) ; et, enfin, le classement proprement dit. Il s'agit de sites inscrits à l'inventaire des sites présentant un intérêt général du point de vue artistique, historique, scientifique, légendaire ou pittoresque. Un site inscrit peut être naturel ou bâti. Il est susceptible d'être transformé à terme en site classé (notamment les sites naturels) ou en ZPPAUP (principalement les sites bâtis). L'AVAP remplace la ZPPAUP ; elle est élaborée selon les mêmes principes. À l'initiative de la commune, fondée sur un diagnostic partagé, elle fait l'objet de trois documents : un rapport de présentation, un règlement et un document graphique. Un diagnostic architectural, patrimonial et environnemental doit également être réalisé. La thématique «environnement et développement durable» via notamment l'intégration des systèmes énergétiques est renforcée. La protection d un monument historique intervient aussi bien sur le monument que sur ses abords. Il s agit de contrôler les aménagements susceptibles d intervenir autour du site de manière à conserver son authenticité et sa valeur patrimoniale. Pour cela, les travaux autorisés sont effectués sous surveillance de l'administration des affaires culturelles. La protection des monuments historiques intervient dans un périmètre de 500 m aux abords des sites. La loi SRU devrait modifier le principe du périmètre de protection en instaurant au cas par cas un périmètre suivant le contexte et le type de monument historique. L'inscription a pour objectif de permettre à l'état d'être informé des projets concernant le site, et d'intervenir de façon préventive, soit en vue de l'amélioration de ces projets, soit si nécessaire en procédant au classement du site. L AVAP fonctionne globalement de la même façon que la ZPPAUP. L AVAP aura cependant un règlement plus précis que la ZPPAUP, notamment sur les critères d intégration des mesures environnementales (EnR, isolation, etc.). L avis de l architecte des bâtiments de France est requis ; il s agit d un avis conforme dans le cas d une covisibilité entre l installation et le monument historique ou d un avis simple s il n y a pas de covisibilité. L'Architecte des Bâtiments de France émet sur le projet un avis simple. Si l'intérêt du site est menacé, l ABF peut suggérer au ministre de recourir à des mesures d urgence ou de lancer des procédures de classement s il estime qu une intervention menace la cohérence du site. Principes à respecter pour l implantation de capteurs Un décret publié au JO du 21 décembre 2011 «définit le contenu et la procédure d'établissement d'une aire de mise en valeur de l'architecture et du patrimoine et précise les modalités de délivrance d'une autorisation de travaux dans cette aire». Une différence avec la ZPPAUP : le périmètre d un monument historique situé à l intérieur d une AVAP doit toujours être pris en compte même s il dépasse le périmètre de l AVAP. L implantation de panneaux solaires en toiture est possible dans le périmètre de 500 m de rayon autour d un édifice protégé, sous réserve d étudier précisément les perceptions de l installation depuis les édifices et d effectuer un examen des covisibilités de l édifice et de l installation depuis différents points de vue remarquables. L implantation de panneaux solaires peut être possible dans un site inscrit, sous réserve d étudier leur intégration en toiture (couleur, disposition, etc.). AXENNE 2013 P.19

20 La carte ci-dessous présente les enjeux patrimoniaux existants sur le territoire. Figure 10 : les enjeux du patrimoine bâti pour les installations solaires (thermiques et photovoltaïques) Figure 11 : Répartition des surfaces de toiture suivant les enjeux du patrimoine bâti Contraintes d exposition et d orientation L'orientation des bâtiments est également un paramètre dont il faut tenir compte dans le cas de l'implantation d'un générateur photovoltaïque ou de capteurs solaires thermiques. Cette orientation doit être idéalement au sud. Les bâtiments qui ont une toiture orientée en deçà du sud-est et au-delà du sud-ouest sont considérés comme n'étant pas favorables à l'implantation de capteurs solaires. Ainsi sur la figure ci-dessous, le bâtiment A est bien orienté, le bâtiment B se trouve en limite acceptable et le bâtiment C est identifié comme étant mal orienté. AXENNE 2013 P.20

21 Y4 Y4 Y2 Y2 X1 X3 X1 X3 Bâtiment A Bâtiment B Bâtiment C Axenne a réalisé une analyse cartographique sur l orientation des bâtiments rectangulaire du département, pour ne conserver que les toitures correctement orientées Synthèse des contraintes patrimoniales et d ensoleillement Nous présentons ici les surfaces qui n'ont aucune contrainte, patrimoniale ou technique, et qui sont donc susceptibles d'accueillir des panneaux solaires. Figure 12 : Surface de toiture sans contraintes par typologie Cette analyse cartographique du potentiel solaire montre que la majorité des bâtiments du territoire ne subit ni contrainte réglementaire ni contrainte technique (masque ou mauvaise orientation). Les immeubles présentent le plus de contraintes liées aux enjeux patrimoniaux car ils sont situés en centre-ville où l'on retrouve la plupart de ces enjeux. Ces surfaces d immeubles, de maisons et de bâtiments industriels, etc. sans contraintes totalisent plus de 43 millions de mètres carrés. AXENNE 2013 P.21

22 Gisements nets pour les installations solaires thermiques Note méthodologique Nous avons accès à deux types de données que l on peut difficilement recouper en raison de leur nature : des données socio-économiques (les logements de l INSEE, les statistiques de la construction du fichier SITADEL, etc.) et les données cartographiques du bâti de l IGN (BDTopo) : les données de l Insee sur le parc du logement quantifient par exemple précisément le nombre de maisons existantes par commune, les données cartographiques de l IGN (BDTopo ), identifient sur le territoire les surfaces bâties des «maisons», mais ce terme maison englobe aussi les garages situés à côté des maisons, les bungalows, les granges, les cabanes et autres baraquements Aussi, dans les calculs des gisements nets et plausibles, nous serons amenés à utiliser l une ou l autre de ces données, mais il sera toujours possible d utiliser les ratios de surfaces sans contraintes déterminées par l analyse cartographique pour les appliquer aux données socioéconomiques Les chauffe-eau solaires individuels (CESI) Les cibles indiquées dans le tableau Nombre total de maisons (cible totale) - sont pondérées par les coefficients issus de l analyse sur le patrimoine bâti et des hypothèses sur les toitures masquées ou mal orientées. Pour les maisons, 51 % sont «éligibles» pour l'installation de capteurs solaires (voir Figure 12). Gisement net des chauffe-eau solaires individuels dans les maisons existantes (recensement Insee) : x 51 % Tableau 1 : Gisement net pour les chauffe-eau solaires individuels sur le parc des maisons existantes Le gisement net annuel tient compte du renouvellement des équipements (tous les 20 ans pour une chaudière fioul ou gaz et tous les 15 ans pour un cumulus électrique). Il est en effet plus facile de proposer un CESI lors du changement des actuels systèmes de chauffage de l'eau chaude sanitaire. AXENNE 2013 P.22

23 Gisement net des chauffe-eau solaires individuels dans les maisons neuves (statistique de la construction) : x 51 % Tableau 2 : Gisement net annuel pour les chauffe-eau solaires individuels sur le parc des maisons neuves L hypothèse sur les modes de chauffage de l eau chaude sanitaire est déduite du mode de chauffage constaté après l année Les systèmes solaires combinés (SSC) Pour les maisons existantes, les maisons chauffées au gaz naturel, de même que les quelques maisons chauffées à l'électricité, ne sont pas prises en compte. Seules les maisons équipées d'un système de chauffage au gaz propane ou au fioul seront prises en compte. Pour une habitation chauffée à l'électricité la mise en œuvre d'un chauffage solaire demanderait un investissement trop important, et pour les habitations chauffées au gaz naturel ou via le chauffage urbain, le temps de retour sur investissement est trop important. L'idéal pour l'installation d'un système solaire combiné est de se trouver en présence d'un plancher chauffant existant à basse température qui peut être alimenté par une pompe à chaleur air-eau par exemple ou une chaudière fioul ou gaz propane. Pour les maisons neuves, toutes les énergies sont prises en compte ; en effet, les coûts sont nettement réduits lorsque l installation est prévue dès la conception de la maison, ce qui la rend plus attractive même si l énergie principale de chauffage de la maison est «peu chère». La mise en place d'un système solaire combiné impose de trouver un espace dégagé orienté au sud et incliné à plus de 60, cela signifie qu'il ne sera pas possible d'implanter ces systèmes sur toutes les habitations ciblées. Voilà pourquoi nous avons volontairement pris un coefficient de 50 % qui sera appliqué en plus pour les maisons existantes. AXENNE 2013 P.23

24 Gisement net des systèmes solaires combinés dans les maisons existantes (recensement Insee) : x 51 % x 50 % Tableau 3 : Gisement net pour les systèmes solaires combinés dans les maisons existantes Le gisement net annuel tient compte du renouvellement des équipements (tous les 20 ans pour une chaudière fioul ou gaz). Il faudra en effet proposer un système solaire combiné lors du changement des actuels systèmes de chauffage de l'habitation et de l'eau chaude sanitaire. Gisement net des systèmes solaires combinés dans les maisons neuves (statistique de la construction) : Sur les maisons neuves nous n appliquons pas de coefficient lié à la complexité d installer les capteurs à 60 puisqu il est possible de le prévoir lors de la conception des plans de la maison. x 51 % Tableau 4 : Gisement net annuel pour les systèmes solaires combinés sur des maisons neuves L hypothèse sur les modes de chauffage des maisons neuves est déduite du mode de chauffage constaté après l année Les chauffe-eau solaires collectifs (CESC) SUR LES BATIMENTS D HABITATION Les immeubles collectifs existants équipés d'un chauffage de l'eau chaude sanitaire individuel (type chaudière gaz ou cumulus électriques) ne sont pas pris en compte. En effet, il faut dans les deux cas tirer le circuit hydraulique (une boucle d'eau chaude préchauffée par l'installation solaire thermique) dans tous les appartements à l'endroit même où se trouve le AXENNE 2013 P.24

25 cumulus électrique existant ou la chaudière gaz individuelle. Cela suppose de percer les dalles de chaque étage puisqu'il n'y a pas de gaine technique et de trouver un emplacement qui n'a pas été prévu pour le ballon solaire collectif (2000 litres pour 18 logements) ainsi que tous les équipements annexes (régulation, vase d'expansion, etc.). Si on opte pour un ballon solaire dans chaque appartement, là se pose le problème de son emplacement (impossible dans les logements chauffés individuellement au gaz) et très difficile en remplacement d un cumulus électrique. Les difficultés techniques sont trop importantes pour que l'on puisse considérer ces logements. Seuls les bâtiments existants équipés d'eau chaude solaire collective au fioul ou au propane sont comptabilisés pour l'analyse du gisement net. Les bâtiments existants raccordés au réseau de chaleur et au gaz naturel sont moins disposés à basculer sur l'énergie solaire (temps de retour sur investissement plus important). Pour les immeubles collectifs neufs, les chauffages au gaz naturel et électricité sont pris en compte ; en effet, les coûts sont nettement réduits lorsque l installation est prévue dès la conception de l immeuble, ce qui la rend plus attractive même si l énergie principale de chauffage est «peu chère». Les autres énergies n ont pas été prises en compte en raison essentiellement du faible nombre d immeubles y recourant. La cible indiquée dans le tableau est pondérée avec le coefficient issu de l'approche cartographique sur les contraintes d'implantation des panneaux solaires afin de déterminer le gisement atteignable techniquement et légalement (gisement net). Pour les immeubles 47 % sont «éligibles» pour l'installation de capteurs solaires. Nous avons retenu un ratio de 1,5 m² de capteur solaire installé par logement et pour estimer le nombre d'installations, nous avons pris le chiffre de 13,5 m² par installation (9 logements par bâtiment d habitat collectif en moyenne sur le département). Gisement net des chauffe-eau solaires collectifs dans l habitat collectif privé existant (recensement Insee) : x 1,5 m²/logement x 47 % Tableau 5 : Gisement net pour les chauffe-eau solaires collectifs sur le parc de logements collectifs privés existants AXENNE 2013 P.25

26 Gisement net des chauffe-eau solaires collectifs dans les logements collectifs publics existants (recensement Insee) : x 1,5 m²/logement x 47 % Tableau 6 : Gisement net pour les chauffe-eau solaires collectifs sur le parc de logements collectifs publics existants Un système solaire pour l'eau chaude sanitaire sur un immeuble dont le chauffage de l eau chaude est déjà collectif peut-être mis en œuvre facilement (contrairement au mode de chauffage individuel) dans la mesure où il s'agit de préchauffer l'eau sanitaire et donc d'installer un ballon solaire en amont du préparateur d'eau chaude existant. Gisement net des chauffe-eau solaires collectifs dans l habitat collectif neuf (statistique de la construction) : Nous avons pris la même pondération pour calculer le gisement net annuel dans les immeubles neufs en prenant en compte les immeubles susceptibles d'être chauffés au gaz naturel (collectif ou individuel), au fioul, par un réseau de chaleur ou à l'électricité. Dans le cas d'un immeuble neuf, les possibilités offertes pour intégrer une installation solaire thermique sont plus importantes que dans le cas d'un immeuble existant. La préparation d eau chaude solaire peut être individuelle à chaque logement. Une installation comme celle décrite dans le schéma ci-contre permet une gestion individuelle de l énergie : le syndic de l immeuble n a pas à gérer la facturation d une énergie centrale. Circuit primaire Fluide caloporteur Circulateur Retour eau froide Départ Eau chaude sanitaire Ballon d'appoint (gaz, fioul ou électrique). Arrivée Eau froide AXENNE 2013 P.26

27 x 1,5 m²/logement x 47 % Tableau 7 : Gisement net annuel pour les chauffe-eau solaires collectifs sur des immeubles de logements neufs SUR LES BATIMENTS PUBLICS EXISTANTS Certains bâtiments publics sont tout à fait adaptés à l installation de capteurs solaires thermiques pour la production d eau chaude sanitaire : c est le cas par exemple d établissements de santé ou d action sociale, d hébergement, des bâtiments accueillant des activités culturelles et de loisirs, etc. A l inverse, certains bâtiments qui ferment leur porte en été (école, gymnase, etc.), ne sont pas adaptés à une installation solaire. En effet, au moment où l installation produit le plus d eau chaude il n y a personne pour la consommer. Cela, engendre des problèmes techniques (surchauffe à gérer) et la rentabilité économique diminue fortement. Les données concernant la construction de ce type de bâtiments sont disponibles par l intermédiaire du fichier des ASSEDIC. Le nombre d établissements est détaillé à la NAF 732 pour l année Nous avons regroupé ensemble : les établissements de santé et d action sociale : hôpitaux, cliniques, tous les foyers : personnes âgées, handicapées, jeunes travailleurs, etc. les établissements d hébergement : hôtels, camping, autre hébergement, les bâtiments sportifs : salle de sport, centre de culture physique, Pour ces trois catégories, nous avons défini une surface moyenne de capteurs solaires thermiques. AXENNE 2013 P.27

28 Gisement net des chauffe-eau solaires collectifs dans les bâtiments publics existants (données socio-économiques) : x 47 % (santé, hébergement) x 94 % (bâtiment culture et loisir) Tableau 8 : Gisement net pour les chauffe-eau solaires sur des bâtiments publics existants SUR LES BATIMENTS PUBLICS NEUFS Le fichier Sitadel sur les statistiques de la construction nous indique le nombre de bâtiments construits annuellement. Ils sont regroupés par type de bâtiment dans 14 catégories (Enseignement, santé, hébergement), aussi nous retenons qu une partie de ces bâtiments suivant leur usage et taux d occupation. Pour le reste la méthode est la même que celle pour les bâtiments publics existants. Gisement net des chauffe-eau solaires collectifs dans les bâtiments publics neufs (statistiques de la construction) : Tableau 9 : Gisement net annuel pour les chauffe-eau solaires sur des bâtiments publics neufs AXENNE 2013 P.28

29 Le chauffage des piscines Parmi les 78 bassins existants sur le territoire, seules les piscines ayant une surface supérieure à 200 m² ont été retenues : ce sont celles qui ont a priori une utilisation continue. La surface de ces 28 piscines de plus de 200 m² s'élève à m². La principale contrainte pour la solarisation d une piscine est de disposer d une surface disponible suffisante, au sol ou en toiture, pour y implanter les capteurs, car la surface de capteurs nécessaire est égale, en première approximation, à la moitié de la surface du bassin à chauffer. On considère un rythme d une piscine équipée par an. Gisement net des installations solaires pour les piscines existantes : Tableau 10 : Gisement net pour les installations solaires sur les piscines existantes Le solaire dans l industrie Les activités qui se prêtent le mieux à l'installation d'un chauffe-eau solaire sont les activités annuelles pour lesquelles la consommation d'eau chaude est importante (industrie agroalimentaire, papeterie, etc.). Gisement net du solaire thermique sur les industries existantes : Les données concernant le recensement de ces activités sont disponibles par l intermédiaire de la base «Connaissance locale de l appareil productif» de l INSEE. Le nombre d établissements est détaillé à la NAF A88 pour l année Les bâtiments ont été pondérés par les pourcentages obtenus pour les bâtiments industriels (zones d activité) à partir de l analyse cartographique (96 %). Nous avons retenu uniquement les industries étant susceptibles d'installer des capteurs solaires thermiques et nous en avons retenu 10 % pour refléter la difficulté d'installer une installation et les équipements (ballon, vase d'expansion, régulation, etc.) sur un bâtiment existant. AXENNE 2013 P.29

30 x 96 % x 10 % Tableau 11 : Gisement net pour le solaire thermique sur les industries existantes Gisement net du solaire thermique dans l industrie : Sur la base des données de construction SITADEL sur les bâtiments industriels hors stockage, il est possible d estimer un gisement net : il est plus facile de concevoir une installation de ce type dès la conception d un bâtiment. Dès lors, on ne prendra pas de coefficient lié à la difficulté d'implanter les équipements solaires mais un pourcentage de sites industriels aptes à accueillir ce type d'installation. Les bâtiments ont été pondérés par les pourcentages obtenus pour les bâtiments industriels (zones d activité) à partir de l analyse cartographique (96 %). Le résultat a encore été multiplié par 33 % 2, car l étude au cas par cas de ces industries risque d en faire émerger un grand nombre pour lequel une installation de chauffage solaire de l eau n est pas adaptée. X 96 % x 33 % Tableau 12 : Gisement net annuel pour le solaire thermique sur les bâtiments industriels neufs Le solaire dans les exploitations agricoles Les exploitations qui se prêtent le mieux à l'installation d'un chauffe-eau solaire sont les exploitations laitières et fromagères. Gisement net du solaire thermique sur les industries existantes : Les données concernant les exploitations agricoles sont issues du recensement agricole Agreste de 2010, qui fournit le nombre d exploitations par orientation technicoéconomiques. 2 Ratio des industries concernées par une installation solaire sur l'ensemble des industries (nomenclature SITADEL) AXENNE 2013 P.30

31 Les bâtiments ont été pondérés par les pourcentages obtenus pour les bâtiments industriels (bâtiments agricoles) à partir de l analyse cartographique (100 %). Tableau 13 : Gisement net annuel pour le solaire thermique sur les bâtiments agricoles Synthèse des gisements nets des filières solaires thermiques Le premier tableau à la page suivante présente la synthèse des gisements nets présentés précédemment. Le second tableau présente les mêmes synthèses en tenant compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de l'occupation du logement (propriétaire ou locataire). Nous rappelons que la capacité financière des ménages a été estimée pour deux catégories de projets : les petites installations (chauffe-eau solaire individuel, etc.), dont le montant n excède pas euros, les grandes installations (système solaire combiné). Nous n en avons pas tenu compte dans les immeubles neufs, puisqu ici, c est le promoteur qui décide et non le propriétaire du logement. Sur les immeubles existants, rapportés aux logements, les montants mis en jeu sont moins importants et il s agit d une décision collective prise en assemblée générale des copropriétaires, plus qu une démarche individuelle. Cette variable ne touche donc que les maisons. Ainsi, pour un investissement dans une petite installation (chauffe-eau solaire individuel) près de 57 % des propriétaires sont en mesure d investir dans un équipement. Pour une installation plus conséquente (système solaire combiné) 43 % des propriétaires sont en mesure d investir dans un équipement. AXENNE 2013 P.31

32 Le même tableau en tenant compte de l'occupation des logements et de la capacité financière des maîtres d ouvrages : AXENNE 2013 P.32

33 Gisements plausibles pour les installations solaires thermiques Pour l évaluation des gisements plausibles nous repartons du gisement net qui tient compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation. Nous déterminons un pourcentage plausible de ce gisement net qui est expliqué dans les pages suivantes. La filière solaire thermique devrait se développer fortement à l avenir sur les bâtiments neufs. En effet, la réglementation thermique 2012 impose des valeurs de consommation au m² (chauffage, ventilation, éclairage et eau chaude sanitaire) contraignantes 3, le recours au solaire thermique permet un gain important sur le bilan global et sera même obligatoire si l on souhaite atteindre la valeur inférieure à 50 kwhep/m².an (en moyenne pour les maisons en Dordogne). Les installations de type système solaire combiné 4, avec une surface très importante de l ordre de 20 m² pour une maison, ne devraient plus voir le jour sur les maisons neuves puisque celles-ci n auront plus vraiment besoin de chauffage (la surface devra en tout cas fortement baisser pour arriver à couvrir des besoins de chaleur plus faibles). Dans l existant, il faut profiter de la rénovation des systèmes de chauffage (changement d une chaudière ou d un cumulus électrique) qui interviennent systématiquement au bout d une quinzaine ou d'une vingtaine d années pour installer des capteurs solaires thermiques pour la production d eau chaude sanitaire. Représente le nombre d installations à réaliser chaque année jusqu en 2020 Représente le pourcentage d équipement sur le parc existant à fin Représente le pourcentage global du gisement équipé fin 2020 sur le parc neuf. Le gisement étant les cibles que l on peut équiper (après application des contraintes) et non pas le total de ce qui se construit chaque année. Les chauffe-eaux solaires individuels : Représente le nombre d installations total réalisé sur le neuf à fin kWhep/m².an pour le label BBC dans les Ardennes 4 Les systèmes solaires combinés sont installés sur les maisons pour la production du chauffage et de l eau chaude sanitaire AXENNE 2013 P.33

34 Sur le parc existant : pendant l'année 2011, 40 installations ont été réalisées ; on poursuit sur cette tendance jusqu'en 2020, soit 400 installations entre 2011 et Cela porterait le total à 814 installations en Cette progression modeste du solaire thermique dans l'habitat intervient dans un contexte désormais très concurrentiel. Les pompes à chaleur géothermiques, les chauffe-eau thermodynamiques, les chaudières gaz à condensation sont autant de solutions disponibles en rénovation et parfois moins cher qu'une installation solaire thermique. Les maisons actuellement chauffées au gaz naturel et au gaz propane sont des cibles privilégiées pour les installations solaires thermiques. Le nombre d'installations solaires thermiques a chuté depuis ces trois années. Si le chiffre plausible de 360 installations nouvelles sur le parc existant à l'horizon 2020 parait modeste, se fixer un objectif plus ambitieux signifierait de mettre en place des mesures et un plan d'action précis pour soutenir ce type d'installation qui est aujourd'hui moins rentable que d'autres solutions parfois aussi performantes sur le plan énergétique. Sur le parc neuf : 17 installations ont été réalisées dans l'année 2011 (soit une part de marché de 0,6 %). Compte tenu de la réglementation thermique, mais en tenant compte de la concurrence avec les autres énergies, installations seront réalisées d'ici 2020 sur les maisons neuves (soit 288 par an). Cela représente une part de marché globale de 22 % entre 2011 et 2020 sur le total des maisons neuves construites chaque année (cette part de marché atteint 30 % en 2020). La réglementation thermique 2012 est obligatoire pour les maisons depuis Cela dit un promoteur peut encore construire une maison avec la réglementation thermique de 2005 s'il a déposé son permis de construire en décembre C'est la raison pour laquelle on entrevoit une augmentation du nombre d'installations à partir de Les systèmes solaires combinés : Sur le parc existant : le parc des systèmes solaires combinés atteint 27 installations à fin Pendant l'année 2011, 3 installations ont été réalisées ; on poursuit sur cette tendance avec 27 installations réalisées entre 2011 et Cela revient à conserver la dynamique récente sur ce type d'installation qui est de moins en moins plébiscité par les propriétaires. Les maisons chauffées au fuel (98 715) et au gaz propane (10 794) devront en priorité trouver des solutions de substitution à l horizon Les systèmes solaires combinés sont une des solutions pour le chauffage des maisons, nous avons considéré ici que cela serait un choix de 0,6 % des propriétaires (les autres s orienteront sur la géothermie, le bois énergie ou encore les pompes à chaleur). Sur le parc neuf : compte tenu des faibles besoins de chauffage des habitations, le nombre d'installations reste stable jusqu'en 2013 puis plus aucune installation de ce type à partir de 2014 dans le neuf. Les chauffe-eaux solaires collectifs sur les immeubles existants : AXENNE 2013 P.34

35 Sur le parc privé existant : très peu d'installations ont été réalisées pendant l'année 2011 (une ou deux tout au plus et au total à fin 2011 le nombre d'installations s'élève à 10), on se fixe un objectif d'une vingtaine d'installations réalisées d'ici Cela porterait le total à 30 installations en 2020, soit une progression annuelle de 13 %. Cela peut paraître modeste, toutefois les immeubles de logements du secteur privé sont les plus difficiles à convaincre (une seule date pour entamer les démarches : la réunion des copropriétaires, les syndics de copropriété comme interlocuteur, etc.). La concurrence avec d'autres solutions techniques pour la rénovation des systèmes de chauffage de l'eau chaude sanitaire est aussi importante dans le collectif : on ne compte pas moins de 6 systèmes pour la récupération de la chaleur des eaux usées qui permettent de préchauffer ou chauffer l'eau chaude sanitaire avec une rentabilité parfois plus importante qu'une installation solaire thermique et des contraintes d'installation moindre. Sur le parc de logements sociaux existant : le parc total d'installations sur les logements sociaux atteint 8 installations à fin Le taux de croissance annuel est de 20 % cela porterait le total à 41 installations en Cet objectif ambitieux tient compte du fait que les organismes HLM ont toujours été moteurs sur la filière solaire thermique et d'autre part, ils ont un objectif assigné par le Grenelle de l'environnement qui leur imposera d'effectuer des travaux pour améliorer la performance énergétique des immeubles. Etant habitués à ce type de système, nous supposons qu'ils seront moins enclins à porter leur choix sur d'autres technologies. Les chauffe-eaux solaires collectifs sur les immeubles de logements neufs : Pour l'ensemble du parc (public et privé) : les maîtres d'ouvrages vont être obligés d installer des équipements performants pour le chauffage et la production d eau chaude. Les installations solaires collectives sont une réponse adaptée à la réglementation thermique 2012 et sont actuellement pour les logements collectifs plébiscités par les promoteurs, toutefois elles vont être de plus en plus en concurrence avec d'autres énergies (chauffe-eau thermodynamique, récupération de la chaleur des eaux usées, etc.). Très peu d'installations ont été réalisées dans l'année Compte tenu de la nouvelle réglementation thermique, le marché du chauffe-eau solaire collectif devrait décoller à partir de A fin 2020, 42 installations sont réalisées, pour atteindre environ 1 immeuble sur 5 en Cela représente une part de marché globale de 18 % entre 2011 et 2020 sur le total des immeubles neufs construits chaque année. Les chauffe-eaux solaires collectifs dans le secteur tertiaire : Sur le parc existant : l objectif est de réaliser 30 installations à l horizon 2020 (sur des hôtels, des foyers d accueil, des campings, etc.). Il n y a que 11 installations à fin 2011 et la cible atteignable ne serait que de 752 installations, aussi le chiffre est ambitieux puisqu il s agit d équiper 2 % des bâtiments susceptibles d être équipés d un chauffe-eau solaire. Cela suppose donc de réaliser 2 installations par an jusqu'en Cet objectif tient compte de la croissance actuelle constatée sur ce type d'installation sur ces immeubles tertiaires et de l'obligation réglementaire sur les immeubles existants accueillant du public. AXENNE 2013 P.35

36 Sur le parc neuf : les maîtres d'ouvrages sont obligés d installer des équipements performants pour le chauffage et la production d eau chaude sanitaire. Cette obligation réglementaire est applicable depuis le 28 octobre 2011 pour les bâtiments publics, les bureaux, les bâtiments d'enseignement et les établissements d'accueil de la petite enfance. 1 installation a été réalisée en De manière quasi linéaire, ce chiffre est porté à 10 installations en 2020, ce qui porte le total entre 2011 et 2020 à 54 installations. Cela revient à équiper 5 % du parc total construit entre 2011 et Les installations solaires dans le secteur agricole : Sur le parc existant : on compte à fin 2011, deux installations pour l'eau chaude. En conservant la dynamique actuelle le nombre d'installations atteindrait 10 en Sur le parc neuf : on se fixe un objectif de 15 installations entre 2011 et 2020 sur des bâtiments agricoles neufs ayant des besoins d'eau chaude sanitaire. Les chauffe-eaux solaires collectifs dans l industrie : Sur le parc existant : il y a actuellement une ou deux installations dans le secteur des entreprises et des industries. Si les tendances se confirment, il y aurait au total 4 installations en Sur le parc neuf : on se fixe un objectif de 10 installations entre 2011 et 2020 sur des bâtiments industriels neufs ayant des besoins d'eau chaude sanitaire. Les installations solaires sur les piscines : Sur le parc existant : à fin 2011, il n y a pas d installations solaires sur des piscines. On se fixe un objectif d'en équiper 3 en AXENNE 2013 P.36

37 TABLEAU RECAPITULATIF GENERAL POUR LA FILIERE SOLAIRE THERMIQUE Sur l'existant + 9 années x Sur le neuf + bilan fin 2011 = Production totale en 2020 AXENNE 2013 P.37

38 Gisements nets pour les installations photovoltaïques Le photovoltaïque sur les maisons Toutes les habitations existantes sont susceptibles d'être équipées d'un générateur photovoltaïque, il faut donc simplement tenir compte des contraintes réglementaires et techniques afin de déterminer le gisement net de la filière photovoltaïque. Pour les habitations neuves, nous avons pris comme hypothèse qu une intégration architecturale sur toiture inclinée serait toujours réalisée compte tenu du tarif bien plus avantageux qui permet d'obtenir un temps de retour sur investissement beaucoup plus intéressant. Les cibles indiquées dans le tableau sont pondérées avec l'approche cartographique sur les contraintes d'implantation des modules photovoltaïques afin de déterminer le gisement atteignable techniquement et légalement (gisement net). Pour les maisons 51 % sont situées en zone non contrainte pour l'installation de capteurs solaires photovoltaïques. Le gisement en mètre carré est calculé en prenant une surface de 30 m² pour chaque installation. Gisement net des installations photovoltaïques sur les maisons (recensement Insee pour l existant, statistique de la construction pour le neuf) : X 51 % x 30m² Tableau 14 : Gisement net des installations photovoltaïques sur les maisons Le photovoltaïque sur les immeubles Sur un immeuble collectif neuf, le promoteur est à même d'intégrer un générateur photovoltaïque sur son bâtiment et le remettre en exploitation à la copropriété. Le financement peut alors se faire en côte part des lots vendus et les revenus de la vente de l'électricité venir en déduction des charges des copropriétaires. Cette approche permet également d'engager les promoteurs sur des solutions d'utilisation rationnelle de l'énergie pour les usages des communs (éclairage, VMC, ascenseurs, etc.). Tous les immeubles sont susceptibles d être équipés d un générateur photovoltaïque, il faut donc simplement tenir compte des contraintes réglementaires et techniques (travail réalisé dans AXENNE 2013 P.38

39 l approche cartographique) afin de déterminer le gisement net pour cette catégorie de projets. Il s agit aussi bien des immeubles de logements que des immeubles tertiaires (bureaux, hôpitaux, bâtiments sportifs, etc.). Les cibles sont les surfaces de toitures existantes par catégorie ou construites chaque année. Elles sont pondérées par le coefficient déterminé dans l approche cartographique (47 % pour les immeubles et 94 % pour les bâtiments sportifs). Un autre coefficient leur est appliqué : de 40 % pour les immeubles quel que soit la toiture (terrasse ou inclinée), puisque dans le premier cas il faut tenir compte des lanterneaux, conduits de ventilation et cages d'ascenseur et dans le second cas, seul un pan de la toiture est équipé et il faut tenir compte de la présence d une éventuelle cheminée ou de velux, de 60 % sur les bâtiments sportifs qui sont généralement moins contraints par les lanterneaux, conduits de ventilation et cages d'ascenseur. Gisement net des installations photovoltaïques sur les immeubles existants (cartographie des bâtiments) : Immeuble : x 47 % x 40 % Bât. sportif : x 94 % x 60 % Tableau 15 : Gisement net pour les installations photovoltaïques sur les immeubles existants Gisement net des installations photovoltaïques sur les immeubles neufs (statistique de la construction) : Les données sur la statistique de la construction nous indiquent le nombre de m² construit chaque année par typologie d immeuble. Nous prenons une hypothèse sur le nombre d étages par catégorie d immeuble et ensuite la démarche est ici la même que pour les bâtiments existants. AXENNE 2013 P.39

40 Tableau 16 : Gisement net pour les installations photovoltaïques sur les immeubles neufs Pour les immeubles le nombre de m² de SHON est divisé par le nombre d étages moyen par immeuble constaté sur le territoire (4 en moyenne) puis on applique le coefficient issu de l analyse sur les contraintes (47 %) et enfin, on ne retient que 40 % de cette surface pour tenir compte des équipements en toiture. Pour les bâtiments d enseignement de culture et loisirs, un coefficient supplémentaire tient compte du fait que tous les bâtiments ne sont pas exploités (musée, salle paroissiale, tennis public, vestiaire, etc.) Le photovoltaïque sur les grands bâtiments Pour les grands bâtiments, la cible a été pondérée par le coefficient obtenu pour les immeubles à partir de l analyse cartographique (96 % pour les bâtiments industriels, 99 % pour les bâtiments commerciaux et 100 % pour les bâtiments agricoles). Nous avons également tenu compte d un coefficient d occupation des modules photovoltaïques (40 % sur les toitures industrielles et commerciales pour tenir compte des lanterneaux, conduits de ventilation, etc.) ; sur les bâtiments agricoles toute la surface est utilisée. AXENNE 2013 P.40

41 Gisement net des installations photovoltaïques sur les grands bâtiments existants (cartographie des bâtiments) : Bât. indus. : x 96 % x 40 % Bât. comm. : x 99 % x 40 % Bât. agricoles : x 100 % Tableau 17 : Gisement net pour les installations photovoltaïques sur les grands bâtiments existants Gisement net des installations photovoltaïques sur les grands bâtiments neufs (statistique de la construction) : Sur les grands bâtiments neufs, la démarche est la même que sur les immeubles existants. Nous avons pris un coefficient supplémentaire pour tenir compte du fait que les bâtiments ne seront pas tous exploités. Tableau 18 : Gisement net pour les installations photovoltaïques sur les grands bâtiments neufs AXENNE 2013 P.41

42 Les abris-pluie Une étude sur l occupation du sol sur les zones commerciales en dehors des zones urbaines denses a permis de déterminer la surface des abris-pluie par rapport aux surfaces de toiture des bâtiments 5. Il s agit ici des surfaces d abris pluie directement exploitables pour l installation de modules photovoltaïques et non pas des surfaces totales des parkings de ces zones (on ne prend pas en compte les allées de circulation, mais bien seulement la surface où sont garées les voitures pour les bâtiments commerciaux d'une surface > 1000 m²). Le rapport retenu est de 40 % (pour tenir compte des lanterneaux) : pour mètres carrés de toiture de bâtiments commerciaux il est possible d exploiter m² d abris-pluie. Sur les abrispluie la technologie est généralement en polycristallin et le ratio retenu est de 120Wc/m² (toute la surface peut être exploitée). La production potentielle nette est de MWh/an Les centrales au sol De manière générale, les centrales solaires au sol doivent être en priorité implantées sur de terrains déjà artificialisés (friches industrielles, carrières, sites pollués, ). Ces installations ne doivent pas entrer en concurrence avec d autres usages du sol tels que l agriculture, la sylviculture ou les usages récréatifs. Outre l acceptation des projets par les habitants, de nombreux points doivent être pris en compte lors de la définition de tels projets : protection du patrimoine naturel, prévention des risques naturels, préservation du paysage et du patrimoine culturel Etant donnés ces contraintes, et les objectifs nationaux pour ce type d installation (voir 3.2.8), nous retenons comme gisement plausible le chiffre de m² de modules installés d ici 2020, soit environ 19 MWc. 5 Etude du potentiel de production d électricité d origine solaire en région PACA AXENNE 2009 pour le compte de l ADEME PACA AXENNE 2013 P.42

43 Synthèse des gisements nets des filières photovoltaïques Le même tableau en tenir compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation : AXENNE 2013 P.43

44 Gisements plausibles pour les installations solaires photovoltaïques CONTEXTE NATIONAL POUR LES INSTALLATIONS PHOTOVOLTAÏQUES Le dispositif de soutien pour le photovoltaïque prévoit une cible de nouveaux projets de 1000 MW par an pour les prochaines années. Cette cible a été doublée par rapport à la cible précédente issue du Grenelle de l Environnement (500 MW par an). Le dispositif de soutien au photovoltaïque fait appel à deux mécanismes distincts suivant la puissance de l installation : des appels d offres pour les installations sur bâtiments de plus de 100 kilowatts crêtes (kwc) et les centrales au sol ; des tarifs d achats, ajustés chaque trimestre, pour les installations sur bâtiments de moins de 100 kwc (seuil équivalent à une surface de mètres carrés de panneaux photovoltaïques). Nous nous sommes basés sur la progression annoncée par le gouvernement lors de la parution des nouveaux tarifs d'achat de l'électricité. Le nouveau dispositif de soutien envisage au niveau national une puissance installée par an pour chaque catégorie de projet : Nous avons rapporté ces objectifs à l échelle du département relativement à la population du département par rapport à la population nationale. Ce qui correspond aux objectifs suivants : AXENNE 2013 P.44

45 En ce qui concerne les ombrières de parking, on considère qu environ 10 % des surfaces identifiées pourront être équipées. Cette valeur correspond à 1 MW créé entre 2013 et 2020 en ombrières soit environ 140 kwc par an. Si on considère l objectif de 2,52 MWc/an pour ces deux type d installations, on peut considérer la réalisation de 2,38 MW/an en centrale au sol soit 19 MW d ici 2020, ce qui correspond à m² de modules photovoltaïques et environ 47,5 ha. AXENNE 2013 P.45

46 TABLEAU RECAPITULATIF GENERAL POUR LE PHOTOVOLTAÏQUE Sur l'existant + 8 années sur le neuf + bilan fin 2012 = Production totale en 2020 La puissance atteint 63 MWc en AXENNE 2013 P.46

47 4. FILIERE BOIS ENERGIE 4.1. LES GISEMENTS BRUTS L approvisionnement de la filière bois énergie peut faire appel à des ressources bois de différentes natures. Ces ressources peuvent être déjà captées par d autres filières de valorisation du bois, en tout ou partie. Il est important de veiller à éviter les conflits d usage sur la ressource bois. Les trois principales origines du bois valorisé pour la production d énergie sont les suivantes : le bois issu de la forêt ; les sous-produits des entreprises de transformation du bois (ils représentent environ la moitié d un arbre coupé et restent encore à valoriser pour une partie relativement importante) ; le bois récupéré, provenant des déchèteries ou des entreprises de récupération (élagage, emballage, palette,...) s il n est pas souillé (traitement, peinture,...), C est ainsi que le gisement disponible est constitué de la ressource forestière (hors autres usages), mais également des sous-produits des industries du bois (sciures, copeaux, écorces, dosses, etc.), des bois de rebut non souillés (palettes, cagettes, etc.) et des résidus d élagage. La plupart de ces matériaux doivent être transformés avant d être utilisés en chaudière. METHODOLOGIE La seule évaluation des gisements physiquement présents sur le territoire n est pas suffisante : il est nécessaire de considérer la part de ces gisements qui ne peut pas être prélevée pour des raisons techniques et environnementales, et enfin la part qui est déjà prélevée pour d autres usages. C est pourquoi trois niveaux de gisements sont présentés. La figure suivante présente la définition des différents gisements évalués. GISEMENT BRUT : ressource annuelle produite GISEMENT THEORIQUE : ressource mobilisable en théorie c est-à-dire techniquement et environnementalement exploitable INEXPLOITABLE GISEMENT NET : ressource mobilisable supplémentaire PRELEVEMENTS ACTUELS Figure 13 : Définition des différents gisements AXENNE 2013 P.47

48 La ressource forestière PRESENTATION DE LA FORET La forêt périgourdine couvre près de la moitié de la surface départementale avec ha, soit 43 % (source : Inventaire forestier national ). Figure 14 : Carte de la forêt et des régions forestières sur le territoire LA RÉCOLTE DE BOIS EN DORDOGNE, (Interbois-Perigord) Le département de la Dordogne a toujours connu une importante activité de récolte de bois. Il se situe parmi les premiers départements en France pour le volume de bois mobilisé. Ce volume même s'il est important reste très inférieur à la production brute annuelle de la forêt, c'est-à-dire au volume de bois produit chaque année par l'accroissement des arbres. On constate même un tassement progressif des volumes de bois mobilisés (d'après la statistique agricole), ce qui doit nous inciter collectivement à mobiliser plus et mieux, la récolte de bois étant un acte normal dans le cycle de la forêt. La récolte de bois en Dordogne est source d'activités et d'emplois, on dénombre en effet de nombreuses entreprises d'exploitation forestière et d'entrepreneurs de travaux forestiers (bûcherons et débardeurs) qui constituent les principaux acteurs de la mobilisation. L'activité de ces professionnels a évolué au cours des dernières années avec le développement de la mécanisation forestière. AXENNE 2013 P.48

49 La diversité des peuplements forestiers présents en Dordogne fait que sur un même chantier forestier, on récolte souvent différents types de bois et différentes essences. Il est important de considérer trois grandes catégories de bois : - le bois d'œuvre destiné principalement au sciage - le bois d'industrie ou de trituration, bois de petit diamètre destinés à la fabrication de pâte à papier ou de panneaux - le bois énergie, bois destinés à des usages énergétiques (bois de feu, bois pour la carbonisation, bois pour la fabrication de plaquette "énergie") La quasi-totalité des bois d'industrie récoltés en Dordogne est valorisée sur des sites industriels situés hors du département. Les massifs forestiers du département constituent un important bassin d'approvisionnement pour ces industries de trituration. NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les produits ligneux de la forêt peuvent avoir plusieurs utilisations : le bois d œuvre, le bois d industrie (trituration : panneaux et pâte à papier) et enfin le bois énergie. La première utilisation est considérée comme étant la plus noble : le bois répond à certaines exigences de qualité, ce qui lui permet d être utilisé pour des usages spécifiques (construction, menuiserie, ameublement, etc.) et lui confère une plus grande valeur marchande. Les spécificités du bois d industrie et du bois énergie sont similaires ; il s agit du bois de qualité 3. «Les bois sont classés en trois qualités distinctes 6 : - Qualité 1 : Elle correspond à des usages de tranchage, déroulage, ébénisterie ou menuiserie fine. Le diamètre minimal au fin bout est de 20 cm, la longueur minimale est de 2 m. Il s agit de billes de pied ou très belles surbilles de tige, droites et sans défaut apparent avec un bois sain et un nombre limité de nœuds. - Qualité 2 : Elle correspond à des usages de menuiserie courante, de charpente, de coffrage ou de traverses. Le diamètre minimal au fin bout est de 20 cm, la longueur minimale est de 2 m. Il s agit de parties de billes et de surbilles de tige suffisamment rectilignes non classées en qualité 1. - Qualité 3 : Elle correspond à des usages de bois d industrie ou de chauffage. Il s agit de tout bois non classé en qualité 1, en qualité 2 ou en rebut 7. Le volume hors rebut des arbres dont la catégorie de dimension est «petit bois» est toujours considéré de qualité 3.» Menu bois et branches, cimes bois énergie (plaquettes) Bois plus petits ou de moins bonne qualité : «Qualité trituration» panneaux, papier, bois de chauffage (bûches), bois énergie (plaquettes) Gros bois de bonne qualité bois d œuvre Figure 15 : Illustration des différentes qualités de bois 6 Définition Inventaire forestier 7 Bois pourri, déchiqueté, piqué, inutilisable même pour du chauffage ou absent : arbres creux et tiges non convexes AXENNE 2013 P.49

50 En théorie, l intégralité de l arbre, excepté les feuilles et les branchages les plus petits, pourrait être transformé en combustible bois. Cependant, il s agit de respecter les différentes valorisations possibles, dans un esprit de meilleure valorisation possible d une part et de rentabilité d autre part. En effet, du fait de ses usages «nobles», la meilleure rémunération provient du bois valorisable en bois d œuvre. Viennent ensuite le bois de chauffage (bûches), puis le bois d industrie et le bois énergie (plaquettes). UTILISATION Production de bûches et de plaquettes bois énergie. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Le gisement a été évalué à partir de l étude «Biomasse forestière, populicole et bocagère disponible pour l énergie à l horizon 2020». Celle-ci a été menée par l IFN, le FCBA et Solagro pour le compte de l ADEME et le Ministère de l Écologie, de l Énergie, du Développement Durable et de l Aménagement du Territoire (MEEDAT). Elle a pour objectif de quantifier de manière exhaustive les gisements de biomasse ligneuse disponible pour des usages énergétiques en France. Elle a évalué les disponibilités en biomasse forestière des différentes régions françaises : disponibilité brute, disponibilité supplémentaire économiquement mobilisable. Plusieurs facteurs ont été pris en considération afin d estimer la ressource forestière techniquement et économiquement disponible : - Sensibilité chimique des sols aux exportations minérales : la récolte des menus bois est déconseillée ou limitée sur les sols sensibles. - Pertes d exploitation : pertes de matière inévitables générées par l exploitation. - Exploitabilité des terrains : l accessibilité de la ressource est conditionnée par la pente des terrains, la distance de débardage, etc. Une matrice d exploitabilité permet de caractériser la difficulté d exploitation. - Coûts d exploitation : lié à l exploitabilité des terrains, le type de coupe et l essence concernée, il est utilisé pour déterminer si l exploitation d une parcelle est rentable (Prix du bois sur pied + coûts d exploitation < prix du bois bord de route). - Prix du bois sur pied. - Prix des bois bord de route. Les consommations de bois d œuvre et de bois industrie bois énergie ont été prises en compte via les résultats des Enquêtes Annuelles de Branches de 2005 à Les consommations de bois énergie des ménages sont estimées par le CEREN via l enquête «Logement» de l INSEE. Ces données concernent les résidences principales. Elles sont complétées pour y intégrer les résidences secondaires. La consommation est ensuite pondérée via un ratio régional afin d estimer la part d origine forestière. Cette étude évalue les gisements par régions administratives. Pour ramener ces résultats au niveau du département, un ratio sur la surface de forêt a été utilisé. Les surfaces de forêts proviennent de la base de données Corine Land Cover 8. 8 Base de données européenne d occupation biophysique des sols. Projet est piloté par l'agence européenne de l'environnement, couvrant 38 États. Partie française est réalisée par le Service de l'observation et des Statistiques du Commissariat Général au Développement Durable (CGDD) du Ministère de l'écologie (MEDDE). AXENNE 2013 P.50

51 Figure 16 : Ressources forestières (tonnes à 50% d humidité) En conclusion, la présence de bois en quantité est avérée (gisement brut). Cependant, il s agit d une ressource qui est en partie déjà utilisée ou difficile à mobiliser. Dans tous les cas, le prix consenti pour l achat de plaquettes forestières influe de manière importante sur les quantités mobilisables localement. Finalement, le gisement supplémentaire disponible au prix actuel du marché est important Les connexes de la transformation du bois NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les entreprises dites de première transformation du bois sont les scieries et les usines de déroulage et de tranchage. Les entreprises de fabrication d emballage relèvent techniquement de la deuxième transformation, mais elles produisent le même type de connexes que les entreprises de la première transformation du bois. Les connexes de la première transformation sont les dosses, délignures, chutes de tronçonnage, la sciure et les écorces. Figure 17 : Connexes de la première transformation du bois Tous les produits connexes de scieries peuvent être valorisés pour l énergie. L utilisation des sciures nécessite cependant des chaudières spécialisées (notamment en ce qui concerne le mode d introduction du combustible dans le foyer) que l on ne retrouve généralement que dans les scieries ou les industries productrices de sciures. Les produits connexes de la première transformation sont déjà largement valorisés dans diverses filières dont celle de la trituration. Le gisement disponible pour l énergie est examiné en dehors des utilisations existantes, c est-à-dire sans se substituer ni rentrer en concurrence avec ceux-ci. Les entreprises dites de deuxième transformation du bois produisent du mobilier, des éléments de charpente et de construction pour le bâtiment, des objets divers (tournerie, tonnellerie, etc.), des emballages, etc. Les ressources potentiellement mobilisables sont les connexes (chutes, sciures, etc.). Les fabricants d emballage utilisent des grumes et génèrent donc le même type de sous-produits que les AXENNE 2013 P.51

52 entreprises de première transformation ; cependant, les autres entreprises utilisent une matière première variée (sciages, panneaux, placages, etc.) et génèrent donc différents connexes : chutes courtes, copeaux, sciures sèches, fines de ponçage, chutes de panneaux. Ils ne peuvent être valorisés pour le bois énergie que s ils respectent les points suivants 9 : - pas de traitement de préservation ni d ignifugation, - aucun revêtement de type chant PVC, - les finitions utilisées (peintures, vernis, lasures, etc.) ne contiennent ni métaux lourds ni composés organohalogénés. UTILISATION Production de granulés et de plaquettes bois énergie. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Seules les entreprises de plus de 5 employés ont été retenues, sauf pour les scieries qui produisent beaucoup plus de déchets de bois. L ensemble de ces entreprises est au nombre de 101 environ et emploie plus de personnes 10. Concernant les connexes de la première transformation du bois, l AGRESTE 11 donne la quantité qui en est produite par région chaque année, ainsi que le nombre d employés correspondant. Il est ainsi possible de calculer un ratio de tonnages de connexes par employés. Ce tonnage est ensuite multiplié par le nombre d employés des scieries du département. À ce gisement brut, on retire la part de connexes déjà commercialisée (95%), ainsi que la part qui est déjà valorisée parmi les déchets non commercialisés (89%) 12. Concernant les connexes de la deuxième transformation du bois, les entreprises retenues sont les suivantes : - Fabrication de placage et de panneaux de bois, - Fabrication de parquets assemblés, - Fabrication de charpentes et d'autres menuiseries, - Fabrication d'emballages en bois, - Fabrication d'objets divers en bois ; fabrication d'objets en liège, vannerie et sparterie. Pour cette catégorie, on considère que la moitié des articles sont en bois. Un tonnage de connexes produit par salarié est appliqué au nombre d employés : 24 tonnes/an 13. On enlève ensuite la part de ces connexes ayant subi un traitement ; une valeur entre 15% et 50% est attribuée en fonction du type d entreprises. Enfin, la part déjà valorisée est retirée (95%) ; cette valeur est issue d une enquête INSEE 14 qui donne les quantités de déchets de bois produits par type d entreprises et par région d une part, et les quantités qui sont valorisées d autre part (recyclage, valorisation matière, épandage, valorisation énergétique). 9 Source : ADEME 10 Source : Unistatis, Statistique, évaluation et prospective agricole Ministère de l agriculture, de l agroalimentaire et de la forêt 12 Données AGRESTE pour la région Aquitaine 13 "Étude sur les gisements de déchets et sous-produits organiques en Champagne-Ardenne" 2003, ADEME, Conseil Régional Champagne Ardenne, Chambre d'agriculture Champagne-Ardenne. Chiffre obtenu sur la base d'enquêtes auprès des structures concernées. 14 INSEE : "La production de déchets non dangereux dans l'industrie en 2008". Mise à jour : mai AXENNE 2013 P.52

53 Le tableau suivant donne les résultats du gisement de bois énergie mobilisable à partir de la transformation du bois. Figure 18 : Gisements de connexes de la transformation du bois (tonnes à 10% d humidité) Le gisement de connexes de la transformation du bois mobilisable se monte à environ 891 tonnes à 10% d humidité par an Le bois de rebut NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les bois de rebut sont des objets en bois en fin de vie ou usagés ; il peut s agir de palettes perdues et usagées, de caisses et cagettes en bois usagées, de copeaux, sciures, écorces ou plaquettes, de planches, de meubles, de bois de démolition, etc. Ce type de bois représente un gisement pour le bois énergie, mais sa valorisation n est possible que sous certaines conditions : il est en effet indispensable pour que les plaquettes issues de bois de rebut puissent être brûlées en chaudière que : - le bois ayant servi à leur fabrication n ait pas été traité (auquel cas il doit être incinéré dans un incinérateur agréé) - et qu il ait été correctement déferraillé. Il n est pas toujours simple de remplir et/ou prouver que ces conditions sont remplies. Si c est le cas, alors le bois de rebut peut être envisagé en chaudière bois. Classement du bois de rebut Le bois de rebut peut être classé en trois catégories principales, qui sont celles utilisées par les professionnels (mais qui n ont pas de valeur réglementaire) : - Classe A : bois non traité et non souillé :. Emballages lourds (palettes, caisses) : Les palettes, qui représentent la très grande majorité du gisement sont de deux types : unirotation ou réutilisables. Les premières peuvent facilement être utilisées comme combustible bois car il est facile de connaître le producteur qui peut garantir un bois exempt de traitement. Les secondes sont plus susceptibles d avoir reçu un traitement de préservation ; il est alors nécessaire d être en mesure de prouver qu elles n ont pas été traitées pour pouvoir les valoriser en chaufferie bois.. Emballages légers (cageots, cagettes, bourriches, boîtes à fromage, etc.) : ils ne subissent aucun traitement chimique pour leur préservation. - Classe B bois non dangereux : bois de démolition, portes, fenêtres, vieux meubles, panneaux de process, etc. qui comportent des colles, vernis et peintures. Certains de leurs adjuvants ou composants peuvent poser des problèmes de pollution. Ils sont dirigés vers des centres d enfouissement techniques ou utilisés pour la fabrication de panneaux de particules (sous réserve d un conditionnement spécifique) ; ils peuvent également être brûlés dans des chaufferies industrielles adaptées dans le cas de bois faiblement adjuvantés ; - Classe C déchets dangereux : traités à la créosote (traverses de chemin de fer, poteaux téléphoniques, etc.) ou autoclavés et imprégnés de sels métalliques (piquets de vigne et d arboriculture, écrans acoustiques, glissières de sécurité, etc.). Ils sont détruits en usine d incinération de déchets spéciaux ou en fours de cimenterie. AXENNE 2013 P.53

54 Les matières ligneuses utilisables en chaufferies sont listées dans la rubrique 2910 des installations classées pour la protection de l environnement (ICPE). Les Installations Classées pour la Protection de l Environnement D après l article L511-1 du Code de l environnement, les ICPE sont des installations dont l exploitation présente des risques pour la commodité du voisinage, la santé, la sécurité, la salubrité publique, l agriculture, la protection de la nature et de l environnement, la conservation des sites et des monuments. La nomenclature ICPE de l article annexe à l article R511-9 du même Code établit une liste de substances et activités auxquelles sont affectés des seuils qui déterminent le régime applicable en fonction de la gravité des dangers ou inconvénients qu elles peuvent présenter. Ces régimes sont la plupart du temps contraignants, notamment d un point de vue administratif. La rubrique 2910 des ICPE concerne les installations de combustion utilisant notamment de la biomasse ; elles comportent trois sous-catégories : A : «La biomasse utilisée se présente à l état naturel et n est ni imprégnée ni revêtue d une substance quelconque. Elle inclut le bois sous forme de morceaux bruts, d écorces, de bois déchiquetés, de sciures, de poussières de ponçage ou de chutes issus de l industrie du bois, de sa transformation ou de son artisanat.» Les palettes et caisses non traitées et non souillées font partie de cette catégorie B : La biomasse utilisée est différente de celle visée en A. - [2910C : Concerne la combustion de biogaz.] Pour les catégories A et B, des régimes de déclaration ou autorisation sont fixés en fonction des seuils de puissance thermique de l installation. P maximale (MW) 2910A 2910B Procédure Texte Procédure Texte 20 A Arrêté 20/06/2002 A Arrêté 20/06/ D Arrêté 25/07/97 A Pas de texte 0,1 2 - A Pas de texte < 0,1 - - D : déclaration A : Autorisation Figure 19 : Nomenclature 2910 ICPE Un projet de décret a été examiné deux fois par le Conseil supérieur de la prévention des risques technologiques (CSPRT) en mai et en septembre Il vise notamment à transposer la directive 2010/75/UE relative aux émissions industrielles. Ce projet de décret propose que soient admis en catégorie A de la nomenclature 2910 les produits et déchets végétaux agricoles et forestiers, les déchets de liège et les produits connexes de scierie ; seraient admis en catégorie B divers autres déchets végétaux et de bois, à l exception des déchets de bois susceptibles de contenir des composés organiques halogénés ou des métaux lourds à la suite d un traitement avec des conservateurs du bois ou du placement d un revêtement. Le projet de décret propose également une modification des régimes applicables. Les caisses et palettes non traitées pourraient alors passer en catégorie 2910B. UTILISATION Production de plaquettes bois énergie. AXENNE 2013 P.54

55 RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Les déchets de bois produits sur le département sont traités par le syndicat SMD3 via le réseau de déchetteries. Le SMD3 effectue principalement une valorisation matière de ces déchets qui sont réutilisés pour produire des panneaux de bois agglomérés. Le bois de rebut n est pas trié par classe (A ou B). Le SMD3 envisage la mise en œuvre de ce tri à partir de sites de regroupement de ces bois sont envisagés sur le département afin d optimiser le transport du bois des déchèteries. Sur ces sites, le bois sera broyé et évacué vers des filières de traitement. Deux filières de traitement, les plus proches géographiquement de la Dordogne, seront possibles : valorisation matière (fabrication de panneaux ) et valorisation énergétique. Figure 20 : Gisements bois de rebut (tonnes à 15% d humidité) Un peu moins de tonnes de bois de rebut sont collectées sur les déchèteries gérées par le SMD3. Le SMD3 estime que dans ce gisement 1500 tonnes sont de classe A et pourrait en théorie être utilisable comme combustible. Etant donné que ce tri est actuellement étudié par le syndicat on peut estimer que la totalité de ce gisement pourrait être mobilisée Refus de compostage NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les refus de compostage sont les éléments récupérés à la sortie d une installation de compostage et qui ne sont pas destinés à une valorisation agronomique. Ils sont séparés du compost lors de son criblage. Lorsque le compostage concerne des déchets verts les refus de compostage sont majoritairement des éléments ligneux. Après avoir été refusés en sortie d installation, ceux-ci peuvent être réintroduits en début d installation afin que la lignine puisse être correctement dégradée. Cependant, si les déchets verts en entrée comportent beaucoup d éléments ligneux par comparaison avec la quantité de feuilles par exemple, alors ceux-ci sont en excès et il ne sert à rien de les réintroduire. Ces refus de compostage ligneux peuvent alors être transformés en combustibles bois. UTILISATION Production de plaquettes bois énergie. AXENNE 2013 P.55

56 RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Le compostage est géré par SMD3, les refus de compostage représentent actuellement de très faibles volumes qui apparaissent de manière irrégulière sur certains sites du département. Ils sont actuellement broyés et réintroduits dans le cycle de compostage Sous-produits de la viticulture Figure 21 : Les vignobles du département, source : Corine Land Cover 2006 NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Deux types de sous-produits de la vigne pourraient être récupérés et valorisés en énergie : - les sarments : rameaux de vigne de l année. Ils sont récupérés lors de la taille effectuée annuellement de début décembre jusque fin février, - les ceps : souche de la vigne. Ils sont récupérés lors de l arrachage qui intervient généralement en mai juin sans qu il y ait véritablement de période précise. Les vignes ont une durée de vie de 40 ans en moyenne. Concernant les sarments, les pratiques sont généralement les suivantes : - ils sont broyés directement dans les rangs et laissés au sol. Ils participent à la minéralisation du sol. L inconvénient principal est le doute qui subsiste quant à la transmission des maladies du bois. - Ils sont brûlés à l air libre, ce qui est interdit (mais peut localement être autorisé par arrêté municipal). Cette pratique tend à disparaître. Le compostage est également possible ; cela permet d obtenir une matière stabilisée non porteuse de maladie et d apporter la quantité nécessaire à chaque parcelle (contrairement au broyage sur place pour lequel il n est pas possible de doser puisque la quantité de sarments laissée au sol dépend de la productivité de la parcelle). Cependant, c est une solution qui coûte beaucoup plus cher. AXENNE 2013 P.56

57 Les ceps sont quant à eux généralement brûlés en tas sur la parcelle (pour éviter la transmission de maladies). L utilisation de la biomasse viticole en tant que combustible bois énergie pose par ailleurs un certain nombre de questions : - Présence de particules fines et de terre (surtout sur les ceps) qui causent un taux de cendre, une teneur en silice et un taux de particules fines dans les fumées importants, surtout pour les bois les plus âgés, - Présence de composés organo-halogénés issus des intrants chimiques apportés risquant de conduire à la formation de dioxines, surtout sur les ceps. De ce fait, la valorisation énergétique des déchets viticoles ligneux est conseillée uniquement dans les installations «professionnelles» bénéficiant d une filtration et d un contrôle des émissions adéquates, et en mélange avec d autres types de biomasse. - Nécessité de mettre en place une filière de collecte complexe et coûteuse du fait du caractère diffus de ce gisement. Questionnements quant à la rentabilité économique d une telle opération. UTILISATION Production de plaquettes bois énergie. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Pour le gisement brut, le calcul des quantités de sarments et ceps mobilisables a été effectué à partir de chiffres issus d une étude ADEME 15 : MS : matière sèche Figure 22 : Production de sarments et de ceps (chiffres issus d une étude ADEME) La superficie de vigne sur le département est donnée par la base de données Corine Land Cover 16 : hectares. Pour le calcul du gisement théorique, il s agit de prendre en compte les obstacles environnementaux et techniques à une valorisation en énergie. Concernant les sarments, 79% d entre eux sont utilisés en amendement organique 17. Concernant les ceps, tout le gisement peut a priori être mobilisé (retenons qu il est préférable qu il soit ensuite utilisé en mélange avec d autres types de combustibles biomasses). 15 «Biomasse forestière, populicole et bocagère disponible pour l énergie à l horizon 2002», FCBA / IFN / SOLAGRO pour l ADEME / MEEDDAT / MESR, Base de données européenne d occupation biophysique des sols. Projet est piloté par l'agence européenne de l'environnement, couvrant 38 États. Partie française est réalisée par le Service de l'observation et des Statistiques du Commissariat Général au Développement Durable (CGDD) du Ministère de l'écologie (MEDDE). 17 Source : AGRESTE, Pratiques culturales 2006 AXENNE 2013 P.57

58 Enfin, pour le calcul du gisement supplémentaire mobilisable, il a été considéré que l amendement organique semblait une valorisation plus logique d une part, et que les coûts de mobilisation étaient prohibitifs d autre part. Il s agit d une valorisation adaptée plutôt à l autoconsommation. Le tableau suivant donne les résultats du gisement de bois énergie mobilisable à partir de la taille des vignes. Figure 23 : Gisements de sous-produits de la viticulture L utilisation de ce gisement restant soumise à conditions : utilisation en mélange avec d autres types de biomasse (un tiers environ), dans des chaudières suffisamment importantes pour pouvoir gérer les problématiques de particules fines, terre, silice et composés organohalogénés. Et les conditions économiques de rentabilité restant également à prouver, il ne semble pas que ce gisement soit à privilégier pour l approvisionnement de chaudières bois sur le territoire. Aucun gisement n a été considéré comme pertinent pour une valorisation en bois énergie Synthèse des gisements bois Le tableau suivant reprend les gisements détaillés dans les paragraphes précédents. Figure 24 : Récapitulatif des différents gisements bois en Dordogne Il ne s agit pas de gisements exhaustifs mais plutôt qui reflètent les opportunités et les obstacles de mobilisation. En résumé : AXENNE 2013 P.58

59 - Forêt : La présence de bois est avérée (gisement brut). Cependant, il s agit d une ressource qui est en partie déjà utilisée ou difficile à mobiliser ; le prix consenti pour l achat de la plaquette forestière peut influer de manière importante sur les quantités mobilisables localement. Le gisement supplémentaire mobilisable au prix actuel du marché est intéressant. Les tensions entre les différents utilisateurs de la ressource BIBE (bois d industrie, bois énergie) sont relativement faibles. - Connexes : Les connexes des entreprises de transformation du bois sont déjà pratiquement tous valorisés. Les volumes restants sont dispersés dans environ quatre-vingt-dix entreprises. - Rebut : Le bois de rebut est géré par le SMD3 via les déchetteries. - Sarments & ceps : Ce gisement a été écarté car il est très diffus et peut être utilisé du moins pour les sarments en amendement organique. De plus, la combustion de ces produits est à surveiller (gestion des particules fines, de la terre, de la silice et des composés organohalogénés). Finalement, tonnes de bois à 35% d humidité, essentiellement en provenance de la forêt, sont disponibles pour une utilisation en bois énergie sur le département LES GISEMENTS NETS Hypothèses et note méthodologique Le bois énergie dans l'habitat est étudié d'une part dans le cadre d'un chauffage d'appoint, pour favoriser des équipements performants, et d'autre part, pour le chauffage des maisons neuves ou existantes se prêtant à l'installation d'un poêle à bois pour les premières et d'une chaufferie automatique au bois alimentée par des plaquettes ou des granulés de bois pour les secondes. Dans le secteur collectif, la démarche consiste essentiellement à s'intéresser à l'implantation de chaufferies bois collectives et aux réseaux de chaleur Dans l habitat individuel L'utilisation du bois comme mode de chauffage est très présente en Dordogne, avec près de 45% des maisons utilisant le bois en appoint ou en base. L enjeu est important puisqu il consiste à moderniser le parc d équipements existant (composé d une majorité de foyers ouverts peu performants) et d autre part à équiper de poêles les maisons actuellement chauffées à l électricité, au fioul ou au gaz naturel qui n en possèdent pas. Sur les maisons existantes, on considère que les maisons équipées de chaudières au fioul ou au gaz propane pourront s équiper d une chaudière automatique au bois lors du renouvellement de la chaudière. On ne considère que les maisons ayant une surface suffisante pour que les besoins de chauffage justifient une chaudière bois et permettre l implantation du silo de stockage du combustible. Seules les maisons situées hors des zones urbaines denses sont prises en compte. Sur les maisons déjà équipées au bois on considère que les équipements seront changés d ici Sur les maisons qui ne sont actuellement pas équipées de poêles ou inserts, 30 % ont été retenues compte tenu de la difficulté d installer un conduit de fumée ou un poêle dans une maison existante qui n'en avait pas. En ce qui concerne les maisons neuves, on considère qu il serait possible d'équiper toutes les maisons, la RT2012 favorise le chauffage au bois et c'est une solution actuellement plébiscitée par les nouvelles constructions. AXENNE 2013 P.59

60 Gisement net des équipements poêles et inserts sur les maisons : Tableau 19 : Gisement net pour les équipements de poêles et inserts Le bois énergie dans les établissements publics Le potentiel de mise en œuvre du bois énergie vise des chaudières individuelles pour des bâtiments publics, toutefois il est plus intéressant de regrouper plusieurs bâtiments afin de créer un petit réseau de chaleur. Nous étudions ce potentiel dans le paragraphe suivant. L installation d une chaudière automatique au bois sur un bâtiment public se heurte à différentes contraintes : accessibilité du camion qui viendra livrer le combustible (route étroite dans un village, etc.), le retournement du camion sur le site pour la livraison du combustible, l implantation du silo, le bruit occasionné par la chaudière, la cheminée, l acceptabilité des riverains, les autres servitudes (patrimoine culturel, etc.). Gisement global des installations bois énergie sur les bâtiments collectifs existants : Nous avons pris le nombre de bâtiments d'enseignement, de santé et d'action sociale fourni par les données du nombre d'établissements des Assedic. Pour retrouver le nombre de m² de SHON nous avons multiplié les chiffres par un nombre moyen de m² de SHON par type d'opération. Afin de refléter la difficulté d'implanter une chaufferie bois sur un bâtiment existant un coefficient de 50% a été affecté au nombre de bâtiments. Pour les bâtiments publics, il y a actuellement 10 chaufferies bois individuelles sur le département, nous avons multiplié ce chiffre par 2 pour refléter le potentiel attendu d'ici AXENNE 2013 P.60

61 Enseign. Santé : x 50% Tableau 20 : Gisement global pour les installations de bois-énergie sur une partie des bâtiments collectifs existants Gisement global des installations bois énergie sur les bâtiments collectifs neufs : Nous avons pris les chiffres de la dynamique de construction sur les bâtiments collectifs suivants : les établissements d'enseignement (écoles, collèges, lycées), les équipements collectifs sportifs (stades, piscines, gymnases, etc.), les établissements de santé, les équipements collectifs d'action sociale, les équipements d hébergement. Le gisement global, c est-à-dire non pondéré par une approche sur les contraintes réglementaires et techniques, calculé pour ces installations a été ensuite affecté d un coefficient de 50 % pour tenir compte des contraintes énoncées précédemment. Tableau 21 : Gisement global pour les installations de bois-énergie sur une partie des bâtiments collectifs neufs Le bois énergie sur les réseaux de chaleur Il y a actuellement 28 réseaux de chaleur au bois énergie sur le département. Il s agit pour la plupart de petits réseaux collectifs pour l alimentation de quelques bâtiments mais également quelques réseaux plus importants alimentant tout un quartier. AXENNE 2013 P.61

62 La concentration de l'habitat et des équipements collectifs incite à réfléchir à ce type d'approche. La mise en place d'un réseau de chaleur permet : de réduire le nombre de chaudières en fonctionnement et ainsi de limiter les atteintes à l environnement, de créer une dynamique capable de mobiliser les acteurs du territoire (artisans, entreprises, ), de les fédérer pour valoriser leur savoir-faire, de favoriser l'activité locale et la création d'emplois (valorisation des sous-produits bois, entretien et gestion des équipements de chauffage), de réduire la facture énergétique finale des consommateurs qui n'ont plus à gérer leur équipement de production de chaleur. On estime qu environ 10 réseaux de chaleur supplémentaires pourront être réalisés d ici 2020 avec des installations de 500 kw en moyenne. Tableau 22 : Gisement global pour les réseaux de chaleur Le bois énergie dans l'industrie Nous avons sélectionné les industries susceptibles d'accueillir une chaufferie bois (agroalimentaire, industrie laitière, etc.). Au total il y a plus de 800 industries qui pourraient potentiellement recevoir une chaufferie bois. Nous en retiendrons 30% comme gisement net d'ici Tableau 23 : Gisement global pour les installations de bois-énergie sur une partie des bâtiments collectifs neufs AXENNE 2013 P.62

63 Les tableaux de la page suivante présente la synthèse des gisements nets pour la filière bois énergie. Si l'on s'en tient au premier tableau qui ne prend pas en compte la capacité financière des maîtres d'ouvrages et leur statut d'occupation, les gisements nets s'établissent à MWh/an sur le parc existant et MWh/an qui pourraient être réalisés chaque année sur le parc neuf. Sur les poêles et inserts performants, il s agit d équiper les maisons non équipées d une part, et de remplacer les équipements anciens d autre part (cheminées ouvertes principalement). On obtient ainsi une consommation supplémentaire sur les nouveaux équipements et une baisse de la consommation sur les équipements remplacés. Cela se traduit globalement par une baisse de la consommation de 65 GWh/an par rapport au niveau actuel. Afin de mettre en relation ces gisements nets (qui sont toutefois purement théorique et ne reflètent en rien la production attendue à fin 2020) avec la ressource bois énergie identifiée sur le territoire, il nous faut laisser de côté la production sur les poêles et inserts performant puisqu'elle existe physiquement actuellement (nous ferons du renouvellement sur ces équipements). La valeur cidessous correspond à la consommation supplémentaire de bois à laquelle est soustraite l économie réalisée par les équipements performants. Les ressources bois énergies identifiées recensent ce que l'on peut mobiliser en plus de ce qui est actuellement utilisé sur le territoire. Tonnes de bois supplémentaires mobilisables Gisements nets théoriques à l'horizon tonnes à 35 % d'humidité tonnes AXENNE 2013 P.63

64 Synthèse des gisements nets de la filière bois énergie Le même tableau en tenant compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages : AXENNE 2013 P.64

65 4.3. LES GISEMENTS PLAUSIBLES Pour l évaluation des gisements plausibles nous repartons du gisement net qui tient compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation. Nous déterminons un pourcentage plausible de ce gisement net qui est expliqué dans les pages suivantes. L utilisation du bois énergie est très bien ancrée dans les comportements des ménages dans le département. L enjeu est le remplacement de l ensemble des poêles et inserts existants (voir de favoriser l installation d inserts dans les cheminées qui n en sont pas équipées.) par des appareils beaucoup plus performants et moins polluants, mais aussi d augmenter la part de l utilisation du bois chez les ménages qui n en sont pas équipés. Sur les habitations neuves, les chaudières automatiques au bois et les poêles à granulés devraient continuer leur progression jusqu en 2014, puis une forte chute de la vente des chaudières automatiques est probable au vu des réglementations thermiques contraignantes qui ne justifieront plus l achat de tels équipements. Les fabricants de poêles à bois prévoient une gamme adaptée (de faible puissance) pour les nouvelles maisons conformes à la RT Les perspectives de petits réseaux de chaleur bois sont importantes aussi bien dans les collectivités que pour le secteur industriel. Les poêles à bois pour les maisons : Sur le parc existant : on prévoit une rénovation complète du parc des anciens poêles et inserts d'ici Sur le parc neuf : la réglementation thermique favorise l'utilisation du bois énergie dans les nouvelles constructions. Il se trouve également que c'est la solution la plus économique en investissement ainsi qu'en fonctionnement. Aussi, la progression de l'installation des poêles dans les maisons neuves devrait être très importante et concerner une maison sur deux en moyenne sur les dix prochaines années. Le parc des poêles atteint alors appareils en Les chaudières automatiques pour les maisons : Sur le parc existant : il y a environ 30 chaudières automatiques installées par an sur les maisons existantes. Cette filière continuera sa progression à l avenir sur des maisons équipées d'énergies de chauffage onéreuses (fioul, gaz propane). En conservant la dynamique actuelle, on atteindrait 240 installations au total en Sur le parc neuf : compte tenu de la RT2012, les chaudières automatiques au bois ne devraient pas se développer (les besoins de chaleur des nouvelles habitations ne justifient pas un tel investissement). AXENNE 2013 P.65

66 Les chaudières bois pour les immeubles collectifs (logement et tertiaire) : Sur le parc existant, la dynamique du bois énergie sur le territoire est importante : au total on compte 49 installations à fin Nous nous sommes fixé un objectif de réaliser 10 installations supplémentaires par an pour atteindre un parc de 129 installations en Malgré les gisements nets importants (nous avons identifié environ 328 projets potentiels), nous tenons compte du fait qu'il est délicat d installer une chaudière automatique au bois sur un immeuble collectif existant. En effet, ces installations se heurtent à de nombreuses difficultés : l approvisionnement en combustible (accessibilité du camion, retournement sur l aire de stockage), le stockage du combustible dans un silo qui reste à créer, le positionnement de la chaudière et des conduits de cheminée, etc. Sur le parc neuf : compte tenu de la RT2012, les chaudières automatiques au bois ne devraient pas se développer (les besoins de chaleur des nouveaux immeubles ne justifient pas un tel investissement). Seules quelques installations pourraient éventuellement voir le jour d'ici Les chaudières bois pour les industries et les exploitations agricoles : Sur le parc existant, il y a déjà une vingtaine d installations existantes sur les industries et exploitations agricoles, et plusieurs projets à l étude. Les gisements nets ont permis d'identifier près de 300 installations potentielles. On se fixe un objectif de 6 installations supplémentaires par an à l'horizon 2020, ce qui porterait le total à 62 installations en Les réseaux de chaleur (logement et tertiaire) : Actuellement, il existe 28 réseaux de chaleur au bois sur le département. Afin de refléter un gisement plausible à l'horizon 2020, nous avons pris en compte 50% des gisements nets soit 5 réseaux supplémentaires de MWh/an. AXENNE 2013 P.66

67 TABLEAU RECAPITULATIF GENERAL POUR LE BOIS ENERGIE Sur l'existant + 8 années x Sur le neuf + bilan fin 2012 = Production totale en 2020 La production en 2020 de MWh/an correspond à une consommation de bois de tonnes/an (35% d'humidité) La consommation des poêles et inserts performants sur le parc existant est inférieure à la consommation constatée à fin En effet, les équipements étant renouvelés par des appareils plus performants, les rendements sont meilleurs et la consommation de bois de chauffage diminue. La production en 2020 de MWh/an correspond à une consommation de bois de tonnes/an (35% d'humidité) AXENNE 2013 P.67

68 5. FILIERE GEOTHERMIE 5.1. LES GISEMENTS BRUTS La géothermie est l exploitation de la chaleur du sous-sol. Cette chaleur est produite pour l'essentiel par la radioactivité naturelle des roches constitutives de la croûte terrestre. Elle provient également, pour une faible part, des échanges thermiques avec les zones internes de la Terre dont les températures s'étagent de C à C. Enfin, en ce qui concerne la géothermie dite de surface, la chaleur de la couche superficielle du sous-sol est en partie influencée par le climat. L'accroissement de la température en fonction de la profondeur est appelé «gradient géothermal». Il est en moyenne, sur la planète, de 3,3 C par 100 mètres. Les gisements géothermiques sont qualifiés en fonction de leur température notamment, de haute à très basse énergie (cf. figure ciaprès). Figure 25 : Principales utilisations de la géothermie en fonction des températures Source : Géothermie Perspectives La géothermie très basse énergie Ce type de géothermie utilise la ressource des terrains ou des aquifères peu profonds (en général moins de 100 mètres de profondeur). La température exploitée est inférieure à 30 C, et souvent comprise entre 9 et 15 C. Pour exploiter cette gamme de températures, il est nécessaire de recourir à l utilisation de pompes à chaleur. Celles-ci peuvent fonctionner sur des dispositifs d extraction AXENNE 2013 P.68

69 d énergie du sol (capteurs horizontaux, profondeur inférieure à 2 mètres), du sous-sol (capteurs verticaux, profondeur inférieure à 100 mètres), ou sur l eau souterraine des aquifères peu profonds (puits de pompage). LES POMPES A CHALEUR SUR CAPTEURS VERTICAUX Comme expliqué dans le paragraphe précédent sur les capteurs horizontaux, la conductivité thermique d un terrain varie essentiellement suivant son humidité et sa texture. Le même type de démarche devrait donc être mis en œuvre pour réaliser une cartographie du potentiel des capteurs géothermiques verticaux. Cependant, la donnée de composition du sol jusqu à 100 mètres n est pas disponible de manière continue et générale sur le territoire. La carte géologique présentée ci-dessous donne la composition de la première couche géologique uniquement et sans spécifier sa profondeur. C est pourquoi il n est pas possible de se baser sur cette information. La figure ci-dessous montre la variation du potentiel en fonction du type de sous-sol : - + Graviers et sable secs Argile, terre humide Roche magmatique basique (exemple : basalte) Calcaire (massif) Grès / Graviers et sable saturés en eau Roche magmatique acide (exemple : granit) Gneiss Masses d eau souterraine en mouvement dans des graviers ou du sable (un seul forage) D une manière générale, la mise en place de pompes à chaleur sur capteurs verticaux est possible et intéressante partout en France, donc également sur le département de la Dordogne. LES POMPES A CHALEUR SUR NAPPE Un atlas du potentiel d utilisation des aquifères superficiels accompagné d un outil d aide à la décision en matière de géothermie très basse énergie a été réalisé par le BRGM sur la région Aquitaine. Pour chaque aquifère superficiel, des données telles que la profondeur, l épaisseur, la température, le débit, la minéralisation, le potentiel géothermique voire la puissance possible à installer, etc. sont disponibles. L'atlas tient compte également des restrictions d'usage des nappes superficielles. La carte ci-dessous présente le potentiel géothermique en très basse énergie issu de l atlas du BRGM. AXENNE 2013 P.69

70 Figure 26 : Potentiel du meilleur aquifère en géothermie très basse énergie (Géothermie Perspectives) Le département présente généralement un potentiel moyen ou fort pour la géothermie très basse énergie. De nombreux aquifères sont présents sur le territoire, le «meilleur aquifère» est donc différent selon la zone considérée. Par exemple, le Turonien présente le meilleur potentiel sur la commune de Rudeau-Ladosse : situé à une trentaine de mètres de profondeur, il présente un débit de 10 à 50 m 3 /h et une température de 14 C. Au Sud-Est du département, c est l aquifère du Coniacien-Santonien qui présente le meilleur potentiel (accessible à une cinquantaine de mètres de profondeur, avec un débit de 50 à 100 m 3 /h et une température de 13 C). Remarques : le nord-est de la Dordogne n a pas été traité par l atlas du BRGM : la variabilité spatiale des propriétés aquifères, thermiques ou géométriques de cette zone ne permet pas d envisager une cartographie à l échelle régionale. Le potentiel des aquifères alluviaux qui accompagnent les fleuves et rivières n a pas non plus été renseigné (manque de données en dehors de secteurs ponctuels). Cette cartographie peut être consultée sur le site regions/. Pour chaque point du territoire, le site du BRGM indique la profondeur, la température et l exploitabilité des nappes souterraines, comme présenter ci-dessous sur l exemple d un point de la commune de Périgueux. AXENNE 2013 P.70

71 Figure 27 : Potentiel du meilleur aquifère en géothermie très basse énergie (Géothermie Perspectives) Attention! Cet atlas ne se substitue pas à une étude détaillée d'un bureau d'études spécialisé dans le but de confirmer la présence d'un potentiel supposé sur la zone considérée. La part des bâtiments situés en zone de potentiel «fort» pour l utilisation de la géothermie très basse énergie sur nappe est importante sur le territoire. Plus de la moitié des logements collectifs présentent ainsi une opportunité. La procédure AQUAPAC Étant donnés les coûts importants de forage et les risques que les ressources ne soient pas suffisantes pour être exploitées, une procédure de garantie a été mise en place au niveau national. Elle couvre également les risques de non-pérennité de la ressource. Il s agit de la procédure AQUAPAC. AXENNE 2013 P.71

72 Cette procédure de «garantie sur la ressource en eau souterraine» à faible profondeur utilisée à des fins énergétiques a été mise en œuvre en partenariat entre l ADEME, le BRGM et EDF. Elle est destinée à couvrir les risques d aléas et de non-pérennité de la ressource. C est une double garantie : - garantie de recherche : couvre le risque d échec consécutif à la découverte d une ressource en eau souterraine insuffisante pour le fonctionnement des installations tel qu il avait été prévu, - garantie de pérennité : couvre le risque de diminution ou de détérioration de la ressource en cours d exploitation. Elle s applique en faveur des installations utilisant des pompes à chaleur d une puissance thermique supérieure à 30 kw. AQUAPAC assure pendant 10 ans les investissements réalisés pour le captage et le transfert de la ressource jusqu à l échangeur eau eau et sa réinjection. Le cas échéant, une indemnité importante calculée sur le montant des investissements est versée à l assuré. Elle ne peut dépasser euros par sinistre La géothermie basse énergie La géothermie basse énergie (température comprise entre 30 et 90 C) est destinée au chauffage urbain, à certaines utilisations industrielles, au thermalisme ou encore à la balnéothérapie. La carte ci-dessous est également issue de l atlas du BRGM, le potentiel géothermique en basse énergie. Figure 28 : Potentiel du meilleur aquifère en géothermie basse énergie (Géothermie Perspectives) AXENNE 2013 P.72

73 La moitié du département présente un potentiel fort pour la géothermie basse énergie. De nombreux aquifères sont présents sur le territoire, le «meilleur aquifère» est donc différent selon la zone considérée. Par exemple, le Bathonien-Oxfordien présente le meilleur potentiel sur la commune de Besse: situé à environ 500 mètres de profondeur, il présente un débit de 50 à 100 m 3 /h et une température de 31 C. A l ouest du département, sur la commune de Saint-Aulaye, le Bathonien-Oxfordien présente un potentiel moyen (50 à 100m 3 /h et 47 C, mais 1050 m de profondeur), alors que le Turonien présente un fort potentiel (570 m de profondeur, 50 à 100m 3 /h, 30 C). Remarque : en fonction de sa localisation, un même aquifère peut présenter un potentiel «très basse» et «basse énergie». Le potentiel en basse énergie est moins important qu en très basse énergie, mais concerne toutefois 26% des logements collectifs et 36% des bâtiments commerciaux. La Garantie Géothermie La Garantie Géothermie permet de couvrir le risque pris par le maître d ouvrage d une installation géothermique. Cette procédure de garantie sur la ressource en eau souterraine en profondeur utilisée à des fins énergétiques est mise en œuvre par l ADEME ; sa gestion administrative, comptable et financière est assurée par SAF Environnement (Société Auxiliaire de Financement, filiale de la Caisse des Dépôts et Consignations). La Garantie Géothermie comporte deux volets : - court terme : pour couvrir les risques de forages infructueux, c est-à-dire de ne pas obtenir une ressource géothermale (débit et/ou température) suffisante pour assurer la rentabilité de l opération projetée, - long terme : pour couvrir le risque lors de l exploitation de voir diminuer ou disparaître la ressource, ainsi que le risque de sinistre pouvant affecter l installation (puits, matériels et équipements de la boucle géothermale). Ce dispositif a été créé en 1981 mais le dispositif court terme avait été arrêté en 1995 faute de demande. AXENNE 2013 P.73

74 5.2. LES GISEMENTS NETS Contraintes limitatives Un certain nombre de risques sont à prendre en considération lors de l étude du potentiel géothermique ou de faisabilité d une opération géothermique. Deux catégories sont identifiées : 1. Les risques pour le milieu naturel, et notamment pour la ressource en eau 18. Les éléments suivants sont à prendre en compte : Gestion équilibrée des ressources en eau, Protection des captages pour l alimentation en eau potable, Vulnérabilité intrinsèque des eaux souterraines. 2. Les risques pour l équipement géothermique, qui peuvent provenir des : Mouvements de terrain, Effondrements du terrain, Zones inondables Les contraintes de protection de la ressource en eau LA GESTION EQUILIBREE DES RESSOURCES EN EAU Une Zone de Répartition des Eaux (ZRE) correspond à une unité hydrographique où il y a insuffisance fréquente des ressources par rapport aux besoins et où, par conséquent, il est difficile de concilier les intérêts des différents utilisateurs de l'eau. Dans ces zones, les contrôles des prélèvements sont plus rigoureux et des prescriptions sont mises en place pour un partage équilibré de la ressource. Dans une ZRE, les seuils d autorisation de prélèvement peuvent être abaissés. Dans le cas d une nappe particulièrement sollicitée, les nouveaux prélèvements peuvent être interdits, ou soumis à des conditions très strictes (rejet dans la même nappe pour un prélèvement destiné à une application géothermique par exemple). Une ZRE couvre une part du département au titre des nappes profondes de l'eocène, de l'oligocène et du Crétacé et leurs zones d'alimentation. Cette contrainte concerne les forages géothermiques sur les nappes de l'eocène, de l'oligocène et du Crétacé. LA PROTECTION DES CAPTAGES D ALIMENTATION EN EAU POTABLE Les périmètres de protection des captages d alimentation en eau potable (AEP) sont définis de façon à prévenir d'éventuelles contaminations accidentelles de la ressource en eau, en réglementant ou en interdisant certaines activités qui constituent un risque potentiel pour la qualité de l'eau. Ils sont utiles pour supprimer ou réduire les sources ponctuelles de pollution existantes et surtout pour empêcher l'installation de nouvelles sources de contamination. Les périmètres de protection correspondent à un zonage établi autour des points de prélèvement d'eau destinée à la consommation humaine en vue d'assurer la préservation de sa qualité. Ils sont définis après une étude hydrogéologique, et prescrits par une Déclaration d'utilité Publique. Ils 18 Uniquement lorsque la ressource en eau est mobilisée par l installation géothermique, c est à dire de la géothermie sur nappes aquifères. AXENNE 2013 P.74

75 prennent la forme de trois zones dans lesquelles des contraintes plus ou moins fortes sont instituées pour éviter la dégradation de la ressource : le périmètre de protection immédiate : il correspond à l'environnement proche du point d'eau (quelques centaines de mètres carrés). Il a pour objet d'empêcher la dégradation des ouvrages et d'éviter les déversements de substances polluantes à proximité immédiate du captage. Il doit être obligatoirement acquis par la collectivité et clôturé. Toute activité y est interdite, autre que celles nécessaires à l'exploitation et à l'entretien de l'ouvrage. le périmètre de protection rapprochée : il a pour but de protéger le captage vis-à-vis des migrations souterraines de substances polluantes. Il délimite autour ou en amont de l'ouvrage un secteur de quelques hectares en général (entre 1 et 10 hectares). À l'intérieur de ce périmètre, toutes les activités susceptibles de nuire à la qualité des eaux sont interdites ou soumises à des prescriptions particulières (constructions, rejets, dépôts, épandages, ). L'acquisition des terrains concernés par la collectivité peut s'avérer utile si la collectivité souhaite s'assurer le contrôle total de la protection. le périmètre de protection éloignée : il correspond à la zone d'alimentation du point d'eau, voire à l'ensemble du bassin versant. Facultatif, il peut se justifier quand certaines activités sont à l'origine de pollutions importantes et lorsque des prescriptions particulières peuvent réduire significativement les risques sur le captage. À l'intérieur de cette zone sont également réalisées des actions de communication et de sensibilisation. En résumé, la mise en place d un forage utilisé à des fins géothermiques est impossible dans le périmètre immédiat d un captage AEP. Dans les périmètres rapproché et éloigné, il faut consulter la Déclaration d Utilité Publique (DUP) et l avis de l hydrogéologue, indépendant et agréé en matière d'hygiène publique par le ministère chargé de la santé, qui a défini les périmètres. Une étude d incidence spécifique au projet, réalisée par un hydrogéologue, peut également être demandée. Ainsi, cette contrainte sera à étudier au cas par cas lors de l étude de faisabilité d une installation géothermique. LA VULNERABILITE DES EAUX SOUTERRAINES Les eaux souterraines sont une ressource importante en eau potable. Elles sont soumises à des pressions polluantes, d origines urbaine, industrielle et agricole. Le BRGM, pour le compte du Ministère de l Écologie et du Développement Durable, a réalisé en 2006 une carte de la vulnérabilité intrinsèque simplifiée des eaux souterraines pour les premiers aquifères rencontrés 19. Deux critères sont essentiellement pris en compte : - L indice de développement et de persistance des réseaux (IDPR) : moyen de quantifier le comportement hydrologique du milieu (ruissellement ou infiltration) - L épaisseur de la zone non saturée (ZNS) : évaluée à partir des niveaux moyens des eaux souterraines et de la topographie (déduite du Modèle Numérique de Terrain). La vulnérabilité intrinsèque simplifiée correspond à la sensibilité des eaux souterraines aux pressions anthropiques par la considération des caractéristiques du milieu naturel (et non par la nature et les propriétés de polluants : dans ce cas, il s agit de la vulnérabilité spécifique). Cette contrainte concerne les capteurs géothermiques sur nappe. 19 La vulnérabilité des nappes profondes (> 100m) ou captives n est pas évaluée par l étude. AXENNE 2013 P.75

76 LES MOUVEMENTS DE TERRAIN Les risques Les mouvements de terrain sont recensés par le BRGM. Ils correspondent au déplacement de terrains meubles ou rocheux le long d une surface de rupture. Le phénomène de retrait-gonflement des argiles est susceptible de se produire sur les sols argileux soumis à des alternances de fortes précipitations et de sécheresse. Ce phénomène entraine des fissurations sur le bâti et des déformations des ouvrages enterrés. De nombreuses communes font l objet d un plan de prévention des risques naturels pour les mouvements de terrains, le retrait-gonflement des argiles, ou les deux à la fois. Ce risque concerne tous types de capteurs géothermiques. LES ZONES INONDABLES Les crues peuvent avoir plusieurs impacts sur les installations géothermiques : - Capteurs horizontaux et verticaux : risques de déplacement des installations, de modification de caractéristiques du sol (densité, composition, ) et donc de ses qualités thermiques. Il s agit d un risque relativement faible. - Capteurs sur les nappes alluviales des cours d eau en crue : risques d introduction de particules fines voire de sable et graviers, comblant plus ou moins l'ouvrage. Il faut alors prévoir des dispositifs tels qu une tête de forage étanche ou la rehausse de la tête de forage. Le Plan de Prévention des Risques d Inondations (PPRI) est un document réglementaire quantifiant le risque d inondation à prendre en compte dans l occupation des sols et les activités économiques. Il précise également les mesures de sauvegarde et les précautions à prendre pour les biens, les services, etc. Les Plan de Prévention des Risques d Inondation du département concernent la Dordogne, la Vézere et l Isle. Plusieurs zonages réglementaires ont été définis et correspondent à un niveau de risque plus ou moins élevé et à un ensemble de recommandation et interdiction d aménagement. La zone «rouge» des PPRI a été retenue comme à risque pour la géothermie, car elle correspond à un risque élevé. Ce risque concerne tous types de capteurs géothermiques mais il reste modéré Synthèse des contraintes pour la géothermie La carte ci-dessous présente l ensemble des contraintes identifiées vis-à-vis des installations géothermiques. Les enjeux concernant la zone de répartition des eaux ne concernent que les installations géothermiques sur aquifères. AXENNE 2013 P.76

77 Figure 29 : Illustration des principales contraintes limitatives pour la géothermie sur le département Le gisement net des installations géothermiques Pour les maisons existantes, l'idéal pour l'installation d'une installation géothermique est de se trouver en présence d'un plancher chauffant existant à basse température qui peut être alimenté par une pompe à chaleur air-eau par exemple, ou de se trouver déjà en présence d'un système de chauffage par circulation de fluides alimenter par une chaudière gaz ou fioul. Les maisons équipées d'un système de chauffage au gaz ou au fioul ainsi que les maisons équipées d'un plancher chauffant sont prises en compte. Pour une habitation chauffée à l'électricité par le biais de convecteur ou de résilles dans la dalle, la mise en œuvre d'une installation géothermique demanderait un investissement trop important (installation de radiateurs ou d un plancher chauffant ainsi que de toute la tuyauterie). Gisement net pour des capteurs verticaux sur les maisons existantes (recensement Insee) : Le nombre total de maisons «cible» est pondéré par deux coefficients : Un coefficient sur la facilité d implantation fixé à 80 % pour refléter les difficultés qu il peut y avoir à installer des capteurs verticaux sur des maisons existantes (accessibilité de la foreuse, contraintes et risques du site, etc.). Un coefficient correspondant au potentiel géothermique du sol (qui est exploitable dans la majeure partie des cas) fixé à 90 %. AXENNE 2013 P.77

78 x 80 % x 90 % Tableau 24 : Gisement net pour les installations géothermiques (capteurs verticaux) dans les maisons existantes Le gisement net annuel tient compte du renouvellement des équipements (tous les 20 ans). Il est avantageux à tout point de vue de migrer sur une installation géothermique lors du changement de l'installation traditionnelle. On ne considère pas de gisement sur les maisons neuves. En effet, avec la règlementation thermique 2012, les maisons nouvellement construites n ont pas un besoin en chauffage suffisant pour justifier la mise en œuvre d une PAC géothermique. Gisement net des installations géothermiques sur les immeubles existants (Recensement Insee) : Une partie des immeubles de logements existants pourrait migrer sur une solution géothermique. Les conditions à respecter sont les suivantes : la possibilité de faire un forage à proximité de l'immeuble (c'est de loin la contrainte la plus importante puisqu'il faut qu'il y ait un accès pour la foreuse et un endroit où forer et permettre le raccordement du forage aux équipements à l'intérieur de l'immeuble). Le positionnement des immeubles généralement en milieu urbain dense ne facilite pas la migration sur une solution géothermie. l'énergie de chauffage de l'immeuble doit être de préférence de type collective au fuel ou au gaz (il suffit alors de changer les émetteurs de chaleur pour des modèles à basse température) ou encore par circulation d'un fluide dans la dalle. Si l'immeuble dispose d'un chauffage électrique il faudra alors envisager une rénovation lourde incluant l'installation d'un nouveau circuit et des émetteurs de chaleur, un emplacement doit être dédié aux pompes à chaleur et aux systèmes de régulation. On considère seulement les bâtiments collectifs équipés d un système de chauffage collectif muni d un réseau hydraulique au fioul ou au gaz naturel. Cette cible est pondérée par le coefficient déterminé dans l approche cartographique (53 % des immeubles sont situés en zones favorables pour la géothermie très basse énergie). AXENNE 2013 P.78

79 x 53 % Tableau 25 : Gisement net pour les installations géothermiques sur nappe sur des immeubles existants Gisement net des installations géothermiques sur les immeubles neufs (statistique de la construction) : Pour les immeubles neufs, l'installation est conçue à l'origine du projet, il y a donc beaucoup moins de contraintes que pour un immeuble existant. De ce fait, nous avons considéré qu'une installation géothermique sur nappe ou sur sonde était possible dans 80 % des cas. Cette cible est pondérée par le coefficient déterminé dans l approche cartographique (53 % des immeubles sont situés en zones favorables pour la géothermie très basse énergie). x 80 % x 53 % Tableau 26 : Gisement net pour les installations géothermiques sur nappe sur des immeubles neufs Gisement net des installations géothermiques sur les bâtiments tertiaires existants (nombre d'établissements source Pole emploi) : Une partie des immeubles tertiaires existants peuvent être convertis à la géothermie. Au-delà du gain énergétique et environnemental, la géothermie permet également de subvenir aux besoins de rafraîchissement qui sont souvent obligatoires dans certains établissements (crèches, maisons de retraite, hôpitaux, etc.). Les conditions à respecter sont les suivantes : la possibilité de faire un forage à proximité de l'immeuble (c'est de loin la contrainte la plus importante puisqu'il faut qu'il y ait un accès pour la foreuse et un endroit où forer et permettre le raccordement du forage aux équipements à l'intérieur de l'immeuble). Contrairement aux immeubles d'habitation qui se trouve généralement en milieu urbain dense, de nombreux équipements tertiaires sont bien disposés à accueillir une telle installation. En effet, les hôpitaux, AXENNE 2013 P.79

80 les complexes sportifs disposent généralement d'un foncier permettant la mise en œuvre d'une installation géothermique. l'énergie de chauffage de l'immeuble doit être de préférence de type collective au fioul ou au gaz (il suffit alors de changer les émetteurs de chaleur pour des modèles à basse température) ou encore par circulation d'un fluide dans la dalle. Si l'immeuble dispose d'un chauffage électrique il faudra alors envisager une rénovation lourde incluant l'installation d'un nouveau circuit et des émetteurs de chaleur, un emplacement doit être dédié aux pompes à chaleur et aux systèmes de régulation. Afin de refléter ces difficultés nous avons considéré que 70 % des bâtiments pourraient éventuellement migrer sur une solution géothermie. Cette cible est pondérée par le coefficient déterminé dans l approche cartographique (53 % des immeubles sont situés en zones favorables pour la géothermie très basse énergie). x 70 % x 53 % Tableau 27 : Gisement net pour les installations géothermiques sur nappe sur des immeubles tertiaires existants Gisement net des installations géothermiques sur les bâtiments tertiaires neufs (statistique de la construction) : Pour les bâtiments tertiaires neufs, l'installation est conçue à l'origine du projet, il y a donc beaucoup moins de contraintes que pour un bâtiment existant. La cible totale est pondérée par le coefficient déterminé dans l approche cartographique (53 % des immeubles et 55 % des équipements sportifs sont situés en zones favorables pour la géothermie très basse énergie). AXENNE 2013 P.80

81 Equipem ents sportifs : x 55 % Sinon : x 53 % Tableau 28 : Gisement net pour les installations géothermiques sur nappe sur des immeubles neufs Gisement net des réseaux de chaleur géothermiques : Nous avons également tenu compte du développement possible de réseaux de chaleur alimentés par la géothermie. Il s'agit ici d'installer un doublet géothermique à une profondeur d'au moins 1000 m pour exploiter les calories de la nappe à une température d'environ 50 à 70 C. Afin de rentabiliser cet investissement il est nécessaire d'alimenter un nombre important de logements, bâtiments tertiaires, commerces, etc. Compte tenu de l'urbanisation du territoire qui ne laisse que deux villes dont le nombre d'habitants dépasse habitants (Périgueux et Bergerac), nous avons retenu un gisement net d un seul réseau de chaleur géothermique. AXENNE 2013 P.81

82 Synthèse des gisements nets pour les installations géothermiques Le même tableau en tenant compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation : AXENNE 2013 P.82

83 5.3. LES GISEMENTS PLAUSIBLES Pour l évaluation des gisements plausibles nous repartons du gisement net qui tient compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation. Nous déterminons un pourcentage plausible de ce gisement net qui est expliqué dans les pages suivantes. La géothermie a connu une très forte progression des ventes d équipement entre 2003 et 2006 (entre +15% et +40%). Depuis 2007 le taux de croissance annuel des ventes s est stabilisé autour de 3%. Cette filière peut se développer fortement sur des maisons individuelles actuellement chauffées au fioul ou au gaz propane. Sur les maisons neuves, les besoins de chauffage ne justifient plus un tel équipement ; par contre, sur les bâtiments neufs (immeuble de logements, bâtiments tertiaires, centres sportifs et commerciaux, etc.), la géothermie sur nappe ou sur sonde est intéressante puisque couplée avec une pompe à chaleur, elle répond aux exigences de la RT2012. L'avantage prépondérant de la géothermie est la possibilité de pouvoir rafraichir les bâtiments ce qui est parfois obligatoire suivant leur usage (maisons de retraite, hôpitaux, salle de cinéma, crèche, etc.). Les installations géothermiques (capteurs horizontaux) sur les maisons neuves : Sur le parc neuf : la baisse du nombre de ces installations est concomitante avec la baisse des besoins de chauffage dans les maisons neuves, on considère donc qu il n y a plus d installations à partir de Sur le parc existant, ce type d installation est généralement trop contraignante à mettre en œuvre sur un terrain déjà aménagé, les capteurs verticaux seront donc privilégiés. Les installations géothermiques (capteurs verticaux) sur les maisons existantes : Sur le parc existant : en rapportant le nombre d'installations réalisées au niveau national sur le territoire de Champagne-Ardenne, il y a environ 9 installations sur capteurs verticaux qui ont été réalisées dans l'année 2012 sur des maisons existantes 20. On se fixe ici un objectif ambitieux de réaliser d'ici 2020, 144 installations supplémentaires ce qui porterait leur nombre total à 286 en Cela signifie de réaliser 18 installations par an jusqu'en 2020, soit multiplier par deux la dynamique actuelle. Les installations géothermiques sur les immeubles de logements existants : Sur le parc existant : on estime au total à fin 2012 environ 90 installations géothermiques sur nappe ou sur sonde sur des immeubles collectifs de logements. En se fixant un objectif de 5 nouvelles installations par an leur nombre total atteint 130 à fin En l'absence de données plus précises, nous avons utilisé une règle de trois entre le territoire national et la Dordogne. Cette règle a été appliquée à l'ensemble des cibles des gisements plausibles. AXENNE 2013 P.83

84 Les installations géothermiques sur les immeubles de logements neufs : Sur le parc neuf : la réglementation thermique 2012 engage les maîtres d'ouvrage sur des solutions d'énergies renouvelables. La géothermie en fait partie et on estime que le nombre d'immeubles neufs équipés va augmenter à l'avenir. Ainsi au total en 2020, on dénombre 66 installations ce qui représente le choix de 15% des promoteurs sur la période > Cet objectif est ambitieux dans la mesure où la géothermie est en concurrence avec d'autres modes de chauffage souvent moins cher lors de l'investissement (chaudière gaz à condensation par exemple). Les installations géothermiques sur les bâtiments tertiaires existants : Sur le parc existant : il y a au total à fin 2012 environ 54 installations géothermiques sur nappe ou sur sonde sur des bâtiments tertiaires. L'objectif est de réaliser au moins 5 installations par an jusqu'en 2020, soit 94 au total à fin Les installations géothermiques sur les bâtiments tertiaires neufs : Sur le parc neuf : de nombreux bâtiments tertiaires doivent être climatisés de par leurs usages. La géothermie est une des rares solutions qui par le biais des énergies renouvelables permet de rafraichir les locaux. Aussi, on prévoit une augmentation importante des installations, avec un total de 94 installations en AXENNE 2013 P.84

85 TABLEAU RECAPITULATIF GENERAL POUR LA GEOTHERMIE AXENNE 2013 P.85

86 6. FILIERE AEROTHERMIE 6.1. LES GISEMENTS BRUTS La technologie des pompes à chaleur est beaucoup moins impactée par des considérations de contraintes liées à la ressource (en l occurrence l air) et à des difficultés d implantation des équipements. Aussi, nous avons considéré à juste titre que ces équipements : pompe à chaleur air/air ou air/eau, peuvent être implantés très facilement sur les maisons neuves et existantes. Sur les immeubles cette technologie est essentiellement utilisée pour la climatisation par le biais de système individuel, nous ne comptabilisons pas ce type d équipement comme énergie renouvelable. Il ne répond généralement pas à un besoin réel, mais à du confort qu il est aujourd hui possible de fournir par le biais de système de rafraichissement qui consomme peu d énergie (système par évaporation de l eau) ou encore sur les immeubles neufs en respectant des règles de construction bioclimatique (la plupart de ces équipements sont installés dans les petits commerces, les bureaux et ne répondent pas vraiment à un usage réglementaire tel que l'on peut trouver sur les maisons de retraite ou encore les hôpitaux). Toutefois, si ces systèmes peuvent être facilement installés, ils ont également des désavantages : les appels de puissance liés au démarrage des pompes à chaleur peuvent être un problème dans le cadre de la gestion du réseau électrique. Ainsi, un client qui installerait une pompe à chaleur dépourvue d'un démarrage progressif pour limiter l'appel de puissance, serait susceptible d'engendrer des chutes de tension sur le réseau qui nécessiterait un renforcement coûteux, le Coefficient de Performance (COP) qui représente la performance énergétique de la pompe à chaleur fonctionnant en mode chauffage est donné pour une température extérieure de 7 C. Plus le milieu sera froid et plus l'efficacité énergétique de la PAC diminue. La pompe à chaleur consomme alors de l électricité pour subvenir aux besoins de chaleur de l habitation, un des modules de la pompe à chaleur est installé à l extérieur de l habitation, suivant les modèles, cela peut engendrer des nuisances sonores pour le voisinage. L intégration architecturale de ce module peut, en outre, poser des problèmes dans des secteurs protégés au titre du patrimoine culturel LES GISEMENTS NETS Pour les maisons existantes, seules les quelques maisons alimentées par le chauffage urbain ne sont pas prises en compte. Toutes les maisons existantes représentent une cible potentielle pour un système de chauffage équipé d une pompe à chaleur air/air ou air/eau. Contrairement aux maisons existantes qui nécessitent bien souvent l installation d une pompe à chaleur d une puissance de plusieurs kilowatts, dans les nouvelles constructions les besoins de chaleur étant beaucoup plus faible, lorsque la pompe à chaleur est couplée à une VMC double flux, une puissance d un kilowatt suffit pour chauffer une maison de 130 m². AXENNE 2013 P.86

87 6.3. LES GISEMENTS PLAUSIBLES Compte tenu de l engouement des maîtres d ouvrages pour ces pompes à chaleur nous avons pris une hypothèse qui tient compte de la dynamique actuelle sur ces installations. Depuis trois ans le marché des PAC aérothermique est stable et on poursuit donc la tendance actuelle pour 2020, ce qui donne : installations supplémentaires sur les maisons existantes entre 2012 et 2020 (ce qui porte le total à 6700 à fin 2020). sur les maisons neuves, environ installations à fin 2020 (soit 14% du parc total des maisons construites entre 2012 et 2020). AXENNE 2013 P.87

88 7. FILIERE METHANISATION 7.1. LES GISEMENTS BRUTS La digestion anaérobie, également appelée méthanisation, est la décomposition biologique de matières organiques par une activité microbienne naturelle ou contrôlée, en l absence d oxygène. Ce procédé conduit à la production de biogaz. La formation de biogaz est un phénomène naturel que l on peut observer par exemple dans les marais. Elle apparaît également dans les décharges contenant des déchets organiques. Les déchets organiques pouvant être valorisés en méthanisation proviennent de différents types de producteurs : Les déchets organiques des exploitations agricoles sont principalement des effluents d élevage (lisiers, fumiers) ainsi que des résidus de cultures (pailles de céréales ou d oléagineux, cannes de maïs). Il est également possible de dédier certaines parcelles à l exploitation de cultures. Les déchets organiques des industries agroalimentaires sont de natures très variées. Par exemple, une industrie de préparation de viande produira des graisses de cuisson, des sousproduits animaux, ainsi que des effluents. Une usine de fabrication de lait produira du lactosérum et des effluents, etc. L industrie peut également être amenée à produire des boues et graisses si elle dispose d une station d épuration des effluents sur son site. Les ménages et collectivités locales produisent également des déchets organiques de types variés : biodéchets des ménages et des grandes surfaces, boues issues de stations d épuration, huiles alimentaires usagées produites par la restauration, etc. La méthanisation consiste à stocker ces déchets dans une cuve hermétique appelée «digesteur» ou «méthaniseur», dans laquelle ils seront soumis à l'action des bactéries, en l absence d oxygène. La fermentation des matières organiques peut durer de deux semaines à un mois, en fonction de plusieurs paramètres dont la température de chauffage du mélange 21. La méthanisation des ressources organiques permet de produire : Du biogaz : composé majoritairement de méthane (de l ordre de 60 à 80%) et de dioxyde de carbone (20 à 40%) ; il contient également des «éléments traces» (hydrogène sulfuré, ammoniac, etc.). Le débit de production et la qualité du biogaz dépendent de la qualité en matière organique et du type de déchet traité. Le biogaz peut être valorisé par combustion sous chaudière, cogénération, comme carburant après épuration, ou encore être injecté sur le réseau de gaz naturel après épuration. Un digestat : fraction organique résiduelle de la méthanisation. Il a une valeur fertilisante et amendante. Il peut subir une séparation de phase solide / liquide. La fraction liquide peut être utilisée en engrais, et la fraction solide en compost. 21 La flore bactérienne indispensable à la méthanisation est influencée par le ph et la température du milieu de réaction, ainsi que son potentiel d oxydoréduction. La quantité de biogaz produite et sa teneur en méthane dépendent de la teneur en matières organiques, de la nature et granulométrie de ces matières ainsi que de la technique de brassage du mélange. AXENNE 2013 P.88

89 Les coproduits et déchets de l agriculture Effluents d élevage NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les effluents d élevage, sous forme de lisiers ou fumiers présentent un potentiel de méthanisation intéressant en codigestion avec d autres produits (résidus de céréales, déchets verts non ligneux, etc.). Le lisier est bien adapté à la méthanisation, son état liquide facilite son transport et son introduction dans le digesteur, et permet de diluer les cosubstrats. De plus, il présente un fort pouvoir tampon assurant la stabilité du mélange au sein du digesteur. Le fumier est également intéressant, mais présente une manipulation plus difficile : transport par camion-benne, introduction dans le digesteur à l aide d une trémie, ou mélange préalable avec le lisier dans une pré-fosse. RESSOURCES BRUTES La Statistique Agricole Annuelle (SAA) réalisée par l Agreste présente les effectifs animaux par type des exploitations agricoles pour Figure 30 : Exploitations et effectifs animaux par type sur le département de la Dordogne, source : recensement, AGRESTE 2010 AXENNE 2013 P.89

90 RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES À partir de diverses sources et de nombreuses études (ADEME, Biomasse Normandie, DRAAFs, Institut de l élevage, etc.), Axenne a pu constituer une base de données conséquente sur la production de matières et de matières organiques, par type d animaux d élevage. Ces éléments nous ont permis de calculer la matière brute et la matière organique produite par les élevages en Dordogne. On considère qu une part du gisement n est pas récupérable, car émise au champ 22. Le tableau suivant récapitule les gisements. Figure 31 : Gisement brut de matière méthanisable des effluents d élevage, Méthode AGRESTE et Axenne La production de méthane que l on peut attendre de la digestion anaérobie de ces matières premières est donnée à titre d information dans le tableau ci-après. Ces données sont issues de différentes sources (telles que l ADEME), consistant elles-mêmes en une compilation de plusieurs publications. POTENTIEL TYPE D'ELEVAGE METHANOGENE (Nm3 CH4/t MO) Vaches - Lisier 203 Bovins - Lisier 203 Porcins - Lisier 306 Volailles- Lisier/fientes 291 Vaches - Fumier 204 Bovins - Fumier 204 Ovins - Fumier 250 Porcins - Fumier 300 Figure 32 : Potentiel méthanogène de différents intrants (Compilation de plusieurs sources, dont ADEME) Remarque : Les potentiels méthanogènes sont variables pour une même espèce animale. Par exemple, des tests réalisés sur un lisier de truie gestante donnent un potentiel de 303 Nm 3 CH 4 /t MO 23, contre 442 Nm 3 CH 4 /t MO pour un lisier de porc post sevrage. Les valeurs présentées sont des moyennes. Potentiel biogaz : Dans l hypothèse d une valorisation en cogénération, près de MWh de chaleur et environ MWh d électricité pourraient être produits chaque année en théorie % d effluents bovins émis au champ, 0,5% pour les effluents porcins et 65% pour les effluents ovins, caprins et équins. 23 Nm 3 (Normal mètre cube) : unité de mesure de quantité de gaz qui correspond au contenu d'un volume de un mètre cube, pour un gaz se trouvant dans les conditions normales de température et de pression (0 ou 15 ou plus rarement 20 C selon les référentiels et 1 atmosphère, soit Pa). AXENNE 2013 P.90

91 Résidus de culture NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES La paille est la partie de la tige de certaines graminées coupée lors de la moisson et rejetée, débarrassée des graines sur-le-champ par la moissonneuse-batteuse sous forme d'andains. La paille est la partie résiduelle du battage des céréales. Les pailles peuvent être laissées sur les parcelles pour servir d engrais, brûlées, ou exportées pour une utilisation en litière ou fourrage. Elles peuvent également être valorisées sous forme énergétique, par combustion en chaudière, ou en tant que cosubstrat pour la méthanisation. La «menue paille» est composée de débris de paille, des enveloppes qui entourent les graines de céréales et qu on appelle les «balles», de parties (tiges, graines...) de mauvaises herbes. La menue paille peut être valorisée en litière animale, en compléments pour l alimentation animale mais également en combustion ou en cosubstrat pour la méthanisation. La Statistique Agricole Annuelle (SAA) réalisée par l Agreste présente les surfaces agricoles utiles par type de culture pour RESSOURCES BRUTES Figure 33 : Surface agricole utile du département par type de culture, AGRESTE 2010 Les cultures les plus développées sur le territoire sont les céréales, dont une majorité de maïs. Les productions de matières sèches et de matières organiques par type de culture sont issues de plusieurs sources et en particulier des données de l observatoire de la Biomasse en région Centre. Ces éléments nous ont permis de calculer la matière sèche et la matière organique issue des résidus de cultures sur les exploitations en Dordogne, ainsi que les potentiels méthanogène de ces résidus. Une part de ces résidus retourne au sol afin de service d amendement organique, elle est considérée comme non-mobilisable. AXENNE 2013 P.91

92 RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Figure 34 : production de matières sèche par type de culture, part mobilisable et potentiel La production de méthane que l on peut attendre de la digestion anaérobie de ces matières premières est donnée à titre d information dans le tableau ci-après. Ces données sont issues de différentes sources (telles que l ADEME), consistant elles-mêmes en une compilation de plusieurs publications. Figure 35 : Potentiel méthanogène de différents intrants (Compilation de plusieurs sources, dont ADEME) Potentiel biogaz : Si l ensemble de ce gisement était méthanisé et le biogaz produit valorisé par cogénération, la production théorique de chaleur serait de 185 GWh et la production d électricité de 145 GWh par an. Ces données sont purement théoriques ; dans la pratique la ration méthanisée ne peut pas être constituée uniquement de pailles. Il est nécessaire d y associer d autres substrats, contenant les bactéries essentielles à la méthanisation Déchets organiques en provenance de coopératives agricoles NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les issues de céréales sont des restes de silos des coopératives agricoles (poussières, balles, grains cassés, etc.). Les issues peuvent être de deux types : les issues sèches, provenant majoritairement du blé et du colza, les issues humides, provenant du maïs et produites pendant 2 à 3 mois durant l année. AXENNE 2013 P.92

93 RESSOURCES En l absence de données précises sur les issus produits par les coopératives du département, on estime ce gisement relativement à la production de grain des exploitations. FranceAgriMer considère qu environ 0,01% de la production de grain constitue des issus de silos. En appliquant ce ratio à la production du département on obtient un gisement de 24 tonnes par an Les coproduits et déchets des industries NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Ces déchets désignent l'ensemble des déchets générés par les industries agroalimentaires de transformation et de conditionnement de produits alimentaires animaux ou végétaux. Ils présentent souvent une variabilité saisonnière ainsi qu'une grande diversité. Ils comprennent : des produits végétaux issus de la filière vinicole et de la transformation des fruits, légumes, céréales et oléagineux, des produits animaux issus de la viande, du poisson et du lait, des déchets de matières premières végétales ou animales, des chutes de produits élaborés ou des produits déclassés, des boues issues du traitement des effluents d industries agro-alimentaires. RESSOURCES BRUTES On dénombre plus de 400 entreprises des secteurs de l agroalimentaire et des boissons sur le département, employant plus de 4500 personnes. Les branches d activités les plus représentées en termes d emplois sont la transformation des viandes et volailles, la fabrication de pain, biscuits et pâtisseries, et l industrie laitière 24. Plusieurs de ces industries valorisent déjà une partie de leurs déchets en méthanisation 25. Les industries agro-alimentaires du département de plus de 50 salariés ont été recensées. On dénombre ainsi 16 entreprises susceptibles de produire une quantité de déchets importante valorisable en méthanisation. Ces entreprises appartiennent aux secteurs d activités suivants : Transformation et conservation de la viande de boucherie ; Transformation et conservation de la viande de volaille ; Préparation industrielle de produits à base de viande ; Autre transformation et conservation de légumes ; Fabrication de fromage ; Fabrication industrielle de pain et de pâtisserie fraîche ; Fabrication de biscuits, biscottes et pâtisseries de conservation. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Sur la base des données récoltées auprès de certaines entreprises, de la base de données constituée par Axenne lors de nombreuses études précédentes ainsi que de différentes sources bibliographiques, nous sommes en mesure d évaluer les gisements produits et mobilisables auprès de ces entreprises. 24 Source : statistiques UNISTATIS Entreprises contactées dans le cadre de cette étude AXENNE 2013 P.93

94 Pour l ensemble du département, ce gisement mobilisable s élève à tonnes/an. Si l ensemble de ce gisement était méthanisé et le biogaz produit valorisé par cogénération, la production théorique de chaleur serait de MWh et la production d électricité de MWh par an Les boues de stations d épuration NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les boues de STEP proviennent du processus d assainissement des eaux usées. Leurs caractéristiques varient avec la nature des eaux traitées mais également avec la technologie employée (décantation, aération, etc.) Les boues produites sont alors plus ou moins chargées en matières organiques, et donc plus ou moins aptes à la méthanisation. Les boues primaires 26 ainsi que les boues mixtes (mélange de boues primaires et biologiques 27 ) sont les plus intéressantes pour la méthanisation. La méthanisation des boues présente plusieurs avantages. Elle permet de réduire les quantités de boues à valoriser ou éliminer en fin de traitement (épandage, compost, incinération, etc.) tout en produisant un digestat et du biogaz. Les boues peuvent être méthanisées directement sur le site de la station d épuration. Plusieurs facteurs rendent cette solution intéressante : contraintes et coûts d évacuation des boues importants, charge organique des boues importantes, permettant une bonne production de biogaz capacité de la station d épuration moyenne à importante (de l ordre de EH minimum) besoins énergétiques identifiés sur le site de la station (séchage thermique des boues, etc.) etc. Cette solution présentant un investissement important, elle ne sera pas intéressante pour des stations de faible capacité de traitement produisant des boues de faible charge. Les boues peuvent également être méthanisées en codigestion, sur le site de la station ou sur un site de méthanisation externe. Elles permettent de diversifier l alimentation du digesteur, permettant une meilleure stabilité du procédé de digestion. Cependant, l existence d équipements de traitement récents sur la STEP, rendant non intéressante économiquement la méthanisation des boues, ou encore la réticence des agriculteurs à intégrer des boues en codigestion dans le digesteur de leur exploitation (crainte de présence de métaux lourds dans le digestat produit) constituent des freins. RESSOURCES BRUTES Le département de la Dordogne compte 289 stations d épuration urbaines, traitant les eaux usées de équivalents habitants [EH] tonnes de matières sèches de boues sont produites annuellement sur l ensemble de ces STEP 28. La quasi-totalité de ces boues est actuellement épandue directement (16%), ou après compostage sur site (80%). Une centaine de tonnes sont réintroduites en amont des STEP. Le compost n est actuellement valorisé sous forme de compost «produit» que sur une STEP tonnes de matières sèches de boues ont été produites en 2011 sur le département de la Dordogne. Comme indiqué au préalable, leur aptitude à la méthanisation dépend de leurs caractéristiques. En l absence de données sur ce sujet, nous retenons un potentiel méthanogène 26 Boues issues de la décantation des eaux usées 27 Également appelées boues secondaires, elles proviennent d une épuration biologique des eaux (aération) 28 Chiffres MEDDE, 2011 AXENNE 2013 P.94

95 correspondant à la fourchette basse des boues méthanisées par des installations existantes au niveau national. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES La totalité de ces boues étant actuellement épandue, leur méthanisation est donc théoriquement possible et permettra une réduction des volumes à épandre. On considère donc l ensemble de ces boues comme gisement mobilisable, soit t MS. Potentiel biogaz : Dans l hypothèse d une valorisation en cogénération, près de MWh de chaleur et environ MWh d électricité pourraient être produits chaque année en théorie Les coproduits et déchets des collectivités Les déchets verts NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les déchets verts sont des déchets organiques formés de résidus issus de l'entretien des espaces verts, des zones récréatives, des jardins privés, des serres, des terrains de sports On désigne par déchet vert les feuilles mortes, les tontes de gazon, les tailles de haies et d'arbustes, les résidus d'élagage, les déchets d'entretien de massifs, les déchets de jardin des particuliers. Ils proviennent des collectivités locales, des organismes publics ou parapublics (HLM, universités ), des sociétés privées d'entretien des espaces verts, d'entreprises privées Les déchets verts possèdent un pouvoir méthanogène relativement faible. De plus, ils contiennent généralement des matières ligneuses qui ne sont pas méthanisables et doivent être éliminées par criblage. Les déchets restants sont broyés et peuvent être intégrés au méthaniseur afin de structurer le mélange. Toutefois, des précautions sont à prendre lorsque ces déchets sont issus d espaces verts traités par des fongicides qui risquent de perturber la méthanisation. En règle générale, les quantités sont faibles et on préfère le compostage à la méthanisation. Les tontes de gazon représentent toutefois un gisement directement mobilisable, localement et ponctuellement par les méthaniseurs ruraux. RESSOURCES Les déchets verts sont apportés en déchetterie où ils sont broyés puis compostés. Le gisement brut en déchetterie est de tonnes 29. Le compostage est réalisé en bout de champs sur les exploitations agricoles voisines (67%), cocompostées avec les boues d épuration avant épandage (24%) et une partie est compostée sur la plateforme plate-forme de Marcillac-Saint-Quentin et distribuée gratuitement au public (7%). Les deux premières parts peuvent être considérées comme théoriquement mobilisables pour la méthanisation, ce qui représenterait tonnes. Potentiel biogaz : Dans l hypothèse d une valorisation en cogénération, près de MWh de chaleur et environ MWh d électricité pourraient être produits chaque année en théorie. Rappelons toutefois que ce gisement contient une part non méthanisable Les biodéchets des ménages NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les ordures ménagères sont les déchets produits au quotidien par les ménages. Leur collecte et leur traitement relèvent de la responsabilité des communes ou de leur groupement. Les ordures 29 Source : SMD3, 2011 AXENNE 2013 P.95

96 ménagères résiduelles désignent la part des ordures ménagères diminuées des collectes sélectives (papiers, cartons, verre, etc.). Les ordures ménagères résiduelles contiennent une part de déchets fermentescibles, appelée FFOM (Fraction Fermentescible des Ordures Ménagères), ou encore biodéchets. Ceux-ci comprennent tout déchet pouvant faire l objet d une décomposition aérobie ou anaérobie, tels les déchets alimentaires, les épluchures, les déchets de jardin, le papier et le carton. Dans le cadre du Plan National de Prévention des Déchets, l ADEME a réalisé en 2007 une campagne de caractérisation des ordures ménagères, MODECOM. D après les résultats de cette campagne, les biodéchets représentent en moyenne 52% du tonnage des ordures ménagères résiduelles : 10,3 % de papiers, 5,7 % de cartons, et 36 % de déchets alimentaires et de jardins. Les biodéchets représentent un gisement conséquent de matière organique pouvant être valorisée en biogaz par méthanisation, ou en compost par fermentation aérobie. Ce gisement peut être : - collecté à la source, par une collecte sélective en porte-à-porte : ce type de collecte permet d obtenir un matériau homogène et de qualité, et de diminuer le tonnage d ordures ménagères résiduelles à traiter. Cependant, les quantités de biodéchets captées par ce type de collecte restent faibles. - collecté avec l ensemble des ordures ménagères résiduelles, et trié mécaniquement par la suite (Traitement Mécano-Biologique) : ce tri permet d isoler les déchets organiques des déchets valorisables en tant que matériaux (métaux, etc.) et autres déchets. Il permet de diminuer la part des déchets enfouis ou incinérés, et d améliorer le taux de recyclage. Cependant, ce type de tri nécessite des investissements importants. Dans les deux cas, il est indispensable de s assurer que les quantités introduites dans le digesteur ne contiennent que des déchets fermentescibles. RESSOURCES Le gisement théorique de biodéchets est évalué à partir des tonnages d ordures ménagères collectées du département 30, auxquels s ajoutent les refus issus du tri sélectif et des déchetteries. En appliquant le ratio de biodéchets donné par l ADEME, ce gisement total s élève à tonnes. Ces déchets sont pour la plus grande partie stockés sur les deux installations de stockage des déchets non dangereux (ISDND) du département. Ces deux ISDND valorisent déjà le biogaz produit par la fermentation des déchets en électricité. Il n y a donc pas de gisement mobilisable concernant cette ressource. 30 Données 2011 issues du Plan de gestion des déchets non dangereux (PGDND) AXENNE 2013 P.96

97 Huiles alimentaires NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES Les huiles alimentaires usagées (HAU) sont les résidus de matières grasses issus de la cuisson à la poêle ou dans un bain d huile. Ces huiles sont essentiellement produites par la restauration (traditionnelle, collective, et rapide) et l hôtellerie. Les HAU peuvent être valorisées en méthanisation. Figure 36 : Collecte des fûts d'huiles alimentaires usagées (Ecogras) RESSOURCES BRUTES Les quantités d HAU produites par la restauration dépendent, pour une grande part, des pratiques telles que l orientation culinaire des établissements ou encore la fréquence de renouvellement des huiles de friture. En pratique, on considère qu'un litre d'huile neuve utilisée génère environ 0,3 litre d'huiles alimentaires usagées. Toutefois, il semblerait que la production d'huiles alimentaires usagées soit beaucoup plus importante en restauration commerciale (30 ml par repas), restauration rapide en particulier (80 ml par repas), qu'en restauration collective (8 ml par repas) 31. Le nombre de repas servis par type de restauration est évalué sur la base de données nationales 32 rapportées au département par un ratio sur la population. On estime ainsi la production d HAU à environ tonnes par an sur le département soit L environ. Ce gisement non valorisé est ensuite traité dans les STEPS ; ou suit la filière de traitement des ordures ménagères. Afin d éviter les doubles comptes avec ces filières, ce gisement ne sera pas directement pris en compte. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Outre ce gisement théorique, la quantité d HAU collectée par les déchetteries au niveau départemental s élève à 48 t MS, soit 42 t MO. Malgré un pouvoir méthanogène important (de 800 à 850 m 3 /t MO), les huiles usagées présentent plusieurs contraintes : - Le ph de la solution présente dans le digesteur risque d être abaissé par une concentration trop forte en acides gras, - Le fonctionnement du digesteur peut être entravé par la mousse formée par les huiles usagées, qui s accumulent en surface de la solution, - La digestion incomplète des corps gras peut avoir un impact négatif sur la perméabilité des sols (à travers l épandage du digestat). En conséquence, il est préférable de limiter la part des huiles alimentaires usagées dans les cosubstrats. Le chiffre d un ratio de 5% 33 maximum est souvent avancé. 31 «Le Guide de tous les déchets», ADEME Rhône Alpes. 32 INSEE, GIRA, CREDOC 33 Étude du gisement des matières fermentescibles et du potentiel de développement de la méthanisation agricole dans le département des Ardennes, ALE 08, 2007 AXENNE 2013 P.97

98 Déchets organiques des Grandes et Moyennes Surfaces (GMS) NATURE DES RESSOURCES MOBILISABLES La grande distribution produit des déchets alimentaires variés, issus des rayons fruits et légumes, boucherie, fromage, boulangerie, etc. Ces déchets peuvent être en vrac (pertes et invendus) ou conditionnés (invendus et denrées hors date limite de consommation, type viande en barquettes). Les gisements de ces déchets sont concentrés en zones urbaines et périurbaines. Les déchets organiques de la grande distribution ont un bon potentiel de méthanisation, et sont rarement valorisés. Cependant, la méthanisation de ces déchets présente plusieurs contraintes : Nécessité d un tri performant avant leur introduction dans le digesteur, Nécessité d enlèvement fréquent des déchets organiques pour des raisons d hygiène et de maîtrise des nuisances, ce qui suppose des coûts de transport importants ou une proximité de l installation de méthanisation avec la grande surface, Nécessité de disposer d une unité de pasteurisation/hygiénisation dans le cas de méthanisation de sous-produits animaux de catégorie RESSOURCES BRUTES Afin d estimer la quantité de déchets organiques des grandes et moyennes surfaces, un ratio de production par employé est utilisé. Le ratio retenu (0,4 tonne par employé) est issu de l étude «Structuration de filières de traitement pour les déchets organiques de l industrie agroalimentaire, de la restauration et de la grande distribution du département des Côtes-d'Armor» (CCI des Côtesd Armor, 2004). C est une moyenne par rapport à des ratios fournis par d autres sources. Le nombre d employés des grandes et moyennes surfaces du territoire est donné par l Annuaire des Entreprises de France. Ainsi, environ 470 tonnes de biodéchets seraient produites sur le département par les grandes et moyennes surfaces. RESSOURCES POTENTIELLEMENT MOBILISABLES Sur la base des observations de l INSEE en 2006 sur le devenir des déchets des GMS, on considère que 26% des déchets sont actuellement valorisés. En conséquence, 76% des biodéchets seraient mobilisables, soit 350 tonnes. La méthanisation des biodéchets des grandes et moyennes surfaces permettrait de produire m 3 de méthane. Une valorisation par cogénération permettrait en théorie de produire 116 MWh d électricité et 149 MWh de chaleur. Remarque : Le SMD3 travaille sur un projet de compostage en restauration collective et sur des projets de méthaniseurs avec la FD CUMA. Il est donc important de rester cohérent et d éviter la concurrence entre les procédés de méthanisation ou de compostage. 34 Matières ne présentant pas de risque sanitaire pour la santé animale ou la santé publique. Elles comprennent notamment des parties d animaux abattus et jugés propres à la consommation humaine mais que la chaîne alimentaire humaine ne valorise pas, ainsi que les denrées alimentaires d origine animale non destinées à l alimentation humaine pour des raisons commerciales. AXENNE 2013 P.98

99 Bilan des ressources Figure 37 : répartition des tonnages de matière organique mobilisables sur le département Figure 38 : Répartition des gisements par potentiel méthanogène sur le département AXENNE 2013 P.99

100 Figure 39 : Bilan des ressources mobilisables pour la méthanisation Potentiel brut Le contenu énergétique est évalué à partir des potentiels méthanogènes de chaque intrant et du PCI 35 du méthane, soit 9,94 kwh/m 3. L énergie primaire représente l énergie totale valorisable par combustion du biogaz. Elle correspond donc également à l énergie directement valorisable par l injection du biogaz dans le réseau de gaz naturel. La combustion de ce biogaz dans une unité de cogénération permettra la production d électricité (avec un rendement d environ 35%) qui pourra être injectée sur le réseau électrique, et de chaleur (avec un rendement de 45%) qui pourra être valorisée dans le procédé de méthanisation ou pour le chauffage des bâtiments et le fonctionnement des équipements agricoles. Potentiel biogaz : La méthanisation de l ensemble des gisements identifiés, sans aucune contrainte, représenterait un potentiel théorique de 732 GWh. Attention! Les chiffres de production présentés sont très élevés mais purement théoriques. Ils sont dus à une très grande quantité de résidus de culture (pailles et menues pailles). Or, plusieurs points sont à prendre en considération concernant cet intrant : Le gisement de pailles ne constitue pas un intrant fiable pour la méthanisation (incertitude sur le prix de vente futur des pailles et leur mobilisation par d autres acteurs), et la collecte des menues pailles est peu développée pour le moment. Le tonnage de matière sèche est donc soumis à variations. Le pourcentage de matière sèche des pailles et menues pailles est très élevé, de l ordre de 90%. Or, le bon fonctionnement de la digestion est conditionné aux caractéristiques de la ration (mélange de substrats), dont sa teneur en matière sèche : Un procédé de méthanisation par «voie semi-liquide» nécessite une teneur en matière sèche inférieure à 15%, 35 Pouvoir Calorifique Inférieur AXENNE 2013 P.100

101 Un procédé de méthanisation par voie «solide» nécessite une teneur en matière sèche de l ordre de 25%. Ainsi, il est impératif de mélanger les pailles et menues pailles à un substrat liquide, tel que les lisiers ou les effluents et boues d industries agro-alimentaires, pour obtenir un mélange suffisamment liquide. L élément limitant la méthanisation des résidus de culture est donc la présence de ce type de substrat liquide en quantité suffisante. C est pourquoi on considérera par la suite une utilisation du gisement de résidus de culture limitée à 10% du potentiel théorique. Dans ces conditions, le potentiel théorique en énergie finale est de 363 GWh. Rappel! Le bilan chiffré présenté ci-dessus est une estimation du potentiel brut c est-à-dire que : - il présente des incertitudes dues au fait que l évaluation repose sur des études statistiques comportant chacune leurs limites, - il s agit d un potentiel qui n est pas forcément mobilisable dans la réalité : volonté des acteurs, contraintes techniques, qualité de la ressource (pouvoir méthanogène, tri satisfaisant, etc.), localisation des gisements par rapport au digesteur, concurrence sur certains gisements avec d autres modes de valorisation, etc., - les réactions chimiques ayant lieu au sein du digesteur, susceptibles d inhiber le potentiel méthanogène de certains intrants, n ont pas été prises en compte, - le fait que chaque intrant ne peut généralement pas être utilisé seul n a pas non plus été considéré ; de ce fait, l utilisation de certains intrants peut être limitée par une plus faible disponibilité des autres intrants avec lesquels ils doivent être mélangés. Le travail réalisé constitue donc une approche du gisement mobilisable pour la méthanisation en Dordogne. L intérêt de mobiliser ou non un substrat devra être étudié en détail lors d un projet identifié LES GISEMENTS NETS A partir des ressources du territoire (voir 7.1.5), nous avons pu déterminer les gisements nets pour la filière méthanisation. Ce gisement pourrait permettre au maximum la création de 94 installations de méthanisation à la ferme (avec une puissance moyenne électrique de 180 kw qui correspond à la moyenne des installations en Dordogne). AXENNE 2013 P.101

102 7.3. LES GISEMENTS PLAUSIBLES La ressource est présente sur le territoire, essentiellement pour des projets à la ferme (méthanisation des lisiers, fumiers, déchets agricoles), Sur la base des gisements nets identifiés précédemment, on estime à 94 le nombre de projets possibles sur la base des ressources méthanisable du territoire. Au vu de la dynamique actuelle sur le département et des projets engagés, on estime qu environ 20% de ce potentiel pourra être réalisé d ici 2020 soit environ 19 installations. AXENNE 2013 P.102

103 8. FILIERE EOLIEN 8.1. LES GISEMENTS BRUTS Le grand éolien Le Schéma Régional Eolien (SRE) d Aquitaine a été réalisé en 2012 par Explicit pour le conseil régional. La carte suivante est extraite de ce schéma ; elle présente le potentiel brut éolien de la Dordogne, c est-à-dire les vitesses du vent à 80 mètres. Figure 40 : Vent moyen à 80 m d'altitude en Dordogne (Schéma Régional Eolien en Aquitaine) Attention! La carte ci-dessus présente un caractère informatif plus que discriminant : elle a été réalisée à l échelle régionale, et les incertitudes locales peuvent être très importantes. Ainsi, des zones indiquées comme ayant un faible potentiel à l échelle régionale peuvent se révéler intéressantes localement. Des analyses complémentaires comprenant notamment des campagnes de mesures sur site sur une période significative sont indispensables pour des résultats précis. AXENNE 2013 P.103

104 Les différentes zones délimitées sur cette carte correspondent aux vitesses de vents à 80m (issu du SRE) : - plus de 3,5 m/seconde ; il s agit d un minimum technologique que les professionnels reconnaissent, - plus de 4,3 m/seconde (ce potentiel était considéré comme minimum pour la définition des zones de développement éolien ou ZDE) ; - plus de 4,7 m/seconde (potentiel économique). La vitesse des vents inférieure à 3,5 m/seconde à 80 mètres d altitude constitue un potentiel non intéressant pour le grand éolien. On constate sur la carte que la majorité du territoire présente un potentiel supérieur à 3,5 m/s, ainsi que des zones entre 4,3 et 4,7 m/s. On remarque que pratiquement aucune zone présentant un «fort» potentiel (c est-à-dire un vent supérieur à 4,7 m/s) n est présente sur le département. La majorité des zones de vent moyen sont situées au nord et à l est du département. Suite à l adoption de la loi Brottes en avril dernier, la réglementation concernant le grand éolien a évolué. Ainsi, l obligation qui existait d installer au minimum 5 éoliennes sur un même site, de même que la nécessité de se limiter aux zones de développement éolien ont été supprimées. La réglementation actuelle précise que c est le SRE qui sert désormais de référence pour l instruction des dossiers éoliens. Le seuil de 3,5 m/s a été retenu par le schéma régional éolien d Aquitaine comme seuil de faisabilité pour le grand éolien. On retiendra donc, selon ce critère, que la grande majorité du département présente un gisement potentiel pour le grand éolien Le petit éolien Certains concepteurs ont créé des éoliennes dites urbaines, adaptées aux conditions particulières que sont la turbulence, les vitesses de vent affectées par l environnement, les vibrations, le bruit ou encore les considérations d aménagement. Elles peuvent se classer en deux grandes catégories suivant l orientation de l axe de leurs pales, horizontal ou vertical. ÉOLIENNES A AXE HORIZONTAL Les éoliennes urbaines à axe horizontal sont similaires aux éoliennes classiques quant à leur principe de fonctionnement. Les pales mises en rotation par l énergie cinétique du vent entraînent un arbre raccordé à une génératrice qui transforme l énergie mécanique créée en énergie électrique. Les éoliennes urbaines à axe horizontal se caractérisent par leur petite taille, allant de 5 à 20 mètres, par le diamètre des pales (2 à 10 m) et par leur puissance atteignant pour certaines 20 kw. ÉOLIENNES A AXE VERTICAL Ces éoliennes à axe vertical ont été conçues pour répondre au mieux aux contraintes engendrées par les turbulences du milieu urbain. Grâce à ce design, elles peuvent fonctionner avec des vents provenant de toutes les directions et sont moins soumises à ces perturbations que les éoliennes à axe horizontal. Elles sont relativement silencieuses et peuvent facilement s intégrer au design des bâtiments ou équipements publics (éclairage public). Leur faiblesse réside principalement dans la faible maturité du marché qui engendre des coûts d investissement relativement importants. En raison de leur petite taille, l énergie produite est faible. AXENNE 2013 P.104

105 En milieu urbain, la vitesse du vent et sa direction sont imprévisibles, surtout près des bâtiments. Là où la turbulence ne peut être évitée, les éoliennes à axe vertical peuvent plus facilement capter la ressource éolienne. Il existe deux grands types d éoliennes à axe vertical : le type Darrieus et le type Savonius. Figure 41 : Éoliennes de type Darrieus et Savonius Les avantages de l'éolienne verticale type Darrieus sont nombreux : Elle peut être installée dans des zones très venteuses, puisqu'elle peut subir des vents dépassant les 220 km/h. En outre, cette éolienne émet moins de bruit qu'une éolienne horizontale et occupe moins de place. De plus, il est possible de l'installer directement sur le toit. Autre aspect pratique, son générateur peut ne pas être installé en haut de l'éolienne, au centre des rotors, mais en bas de celle-ci. Ainsi il est plus accessible, et il peut être vérifié et entretenu plus facilement. Les inconvénients de l'éolienne verticale Darrieus sont un faible rendement et son démarrage difficile dû au poids du rotor sur le stator. Les avantages de l'éolienne de type Savonius sont : d'une part, son esthétisme et la possibilité de l'installer sur une toiture, d'autre part, le fait qu'elle fonctionne même avec un vent faible (contrairement au système Darrieus), quelle que soit sa direction. Comme l'éolienne type Darrieus, l'éolienne Savonius n'émet que peu de bruit, mais a un faible rendement. Il est possible d'envisager deux types d'applications, une éolienne "indépendante" et raccordée au réseau (exemple ci-dessous de l'ecoquartier La Marlière) ou une éolienne intégrée aux équipements publics (exemple ci-dessous des lampadaires sur la commune de Bouvron). Figure 42 : Éolienne à axe verticale installée sur l'écoquartier la Marlière à Courcelleslès-Lens Figure 43 : Lampadaires alimentés par une éolienne mixte (Darrieus / Savonius) sur la commune de Bouvron AXENNE 2013 P.105

106 CARACTERISTIQUES TECHNICOECONOMIQUE Il est difficile d obtenir des données de coûts précises de la part des producteurs. Les informations précisées ci-dessous sont donc des données approximatives. D autre part, le petit éolien est encore aujourd hui au stade des balbutiements : les technologies ont une marge de progrès importante et les prix sont encore très élevés. Si cette filière se développe, les prix baisseront avec l effet d échelle. Coûts d investissement Le coût d une éolienne dépend fortement du constructeur. Il varie en fonction de la puissance nominale de la machine, mais également du type de rotor (axe horizontal, vertical, Darrieus, Savonius, etc.). Le coût moyen d investissement pour une éolienne à axe horizontal s élève de à /kw installés alors que celui d une éolienne à axe vertical est plutôt de l ordre de à /kw. Les éoliennes à axe horizontal sont, à l heure actuelle, moins chères que les éoliennes à axe vertical et connaissent également de meilleurs rendements énergétiques. Cependant, les éoliennes à axe horizontal soulèvent trois points qui sont de moindre importance pour les éoliennes à axe vertical. Il s agit du bruit, des vibrations et de la sécurité. Coût du raccordement électrique La connexion au réseau suppose une procédure longue et complexe. Les gestionnaires du réseau imposent souvent leur propre matériel de connexion (onduleur, câblage, etc.). Le coût forfaitaire associé s élève environ à 1 k /kw installé pour des puissances inférieures à 36 kw. Coûts d exploitation Au Royaume-Uni, sur la vingtaine de machines installées, les coûts de maintenance annuels sont évalués entre 150 et 500 /an (soit 223 et 744 /an). En Hollande, les exploitants ont indiqué qu il n y avait pas de coût d exploitation et que la seule maintenance consistait à changer l onduleur tous les dix ans (coût d un onduleur : ). D autre part, un exploitant a indiqué un coût annuel d exploitation/maintenance de 175. Coût de l énergie produite Le coût du kwh produit varie en fonction de la vitesse moyenne du vent considéré. Le coût de revient pour une petite éolienne à axe horizontal est donc de l ordre de 20 à 35 c /kwh alors qu il est de 25 à 80 c /kwh pour les petites éoliennes à axe vertical. PRODUCTIBLE Il est difficile de déterminer précisément le gisement d un site sans une étude de vent (mesures) d au moins une année sur le lieu même pressenti pour l implantation de l éolienne. Cependant, le coût d une telle étude peut être prohibitif par rapport à la production attendue de l éolienne ; il est alors préférable de se référer au retour d expérience des projets existants et aux enseignements qu il en découle sur l implantation conseillée des éoliennes urbaines. Une éolienne de type Darrieus H de 4,7 m de diamètre et une hauteur de pâle de 2,5 m (voir photo ci-contre), pourra produire environ 15 MWh/an (avec un vent moyen de 6m/s). L'investissement est de 47 k, soit sur une période de 15 ans, un coût de kwh produit à 28 cts /kwh. Figure 44 : éolienne Darrieus H de 6 kw AXENNE 2013 P.106

107 Une éolienne de type mixte (Darrieus / Savonius) pour l'éclairage public, de diamètre 1,4 m et d'une hauteur de 1,5m sera en mesure de produire environ 750 kwh/an. Le lampadaire à 6m de hauteur développe sur une surface de 25 m X 6 m, 23 lux avec un candélabre à LEDs de 48 Watts. Figure 45 : éolienne mixte Darrieus / Savonius pour l'alimentation autonome d'un lampadaire REGLEMENTATION Si la hauteur du mât ne dépasse pas 12 m (sans les pales) alors il n'est pas nécessaire de déposer un permis de construire, il n'y a donc pas non plus d'enquête publique et il n'y a strictement aucune modalité d'évaluation de l'impact sur l'environnement. Si elles ne sont pas encore rentables, le législateur a toutefois facilité leur implantation puisqu'au strict opposé des grands parcs éoliens, aucune autorisation n'est nécessaire pour installer ce type de machine si la hauteur du mât est inférieure à 12m. Il est toutefois nécessaire de respecter la réglementation en vigueur, même si aucune autorisation n est nécessaire. Cette remarque prévaut en particulier pour le respect de la réglementation contre le bruit de voisinage AXENNE 2013 P.107

108 CONTRAINTES LORS DE L'INSTALLATION SUR LES BATIMENTS Afin d identifier les conditions nécessaires à une meilleure intégration des éoliennes en milieu urbain et de promouvoir l émergence de la technologie en tant que moyen de production d électricité à l échelle des villes en Europe, un projet européen, WINEUR, a vu le jour en Ce projet a permis d obtenir les premiers éléments de réponse par rapport à cette technologie. Les conclusions que l on peut tirer de cette expérience en termes de potentiel sont les suivantes : Le vent soufflant autour d un bâtiment est dévié en atteignant le haut du bâtiment. Afin d utiliser de manière optimale le vent soufflant au-dessus du bâtiment, il faut une certaine marge entre le bord du bâtiment et la flèche de l éolienne. Cela doit être calculé pour chaque site. Cela est traduit par la simulation réalisée par un bureau d études hollandais, DHV. Figure 46 : Comportement du vent dans un environnement urbain (Source : DHV) La turbulence en milieu urbain en dessous du toit peut pousser les éoliennes à axe horizontal à chercher le vent sans réussir à capter un flux d air lui permettant de générer de l électricité. Là où les directions de vent dominant convergent, l utilisation d éolienne à axe vertical fixe peut être possible, cependant elle doit être placée de manière à récupérer le vent au-dessus du bâtiment et donc placée pas trop bas. Lors de la sélection d une éolienne, la courbe de puissance doit être évaluée en considérant le profil du vent. Cependant, une vitesse de vent moyenne ne permettra pas forcément d obtenir des informations adéquates, même si celle-ci est mesurée à un endroit précis pour une installation spécifique. Idéalement, la durée relative à une gamme de vent doit être considérée avec la courbe de puissance. Nous avons pu voir qu il est difficile de calculer le productible de l éolienne et de définir la position optimale de celle-ci. Quelques règles permettent de choisir un emplacement pour une meilleure récupération de la ressource : Le toit où sera installée l éolienne doit être bien au-dessus de la hauteur moyenne des constructions environnantes (environ 50 %) ; Dans un contexte urbain présentant une importante rugosité, une turbine à axe horizontal sera installée à une hauteur supérieure de 35 % à la hauteur du bâtiment. Cela permet d éviter les phénomènes de turbulence. Cependant, des turbines à axe vertical adaptées aux flux turbulents peuvent permettre d éviter cette contrainte de hauteur ; Pour sélectionner un site adéquat, la rose des vents doit indiquer une vitesse moyenne de 5 m/s ; Le site sélectionné doit présenter une productivité énergétique de 200 à 400 kwh/m².an, mais cela peut varier d un facteur 2 à 5 en fonction du site. Le choix du site est donc particulièrement décisif, mais difficile. À basse altitude, le régime aéraulique est extrêmement perturbé par la proximité du sol, mais aussi par les nombreux obstacles (arbres, bâtiments, etc.), ce qui rend la réalisation d un atlas de vent à faible altitude sur un territoire impossible. On peut donc noter que l évaluation du potentiel énergétique est particulièrement difficile à l heure actuelle et doit être réalisée au cas par cas. AXENNE 2013 P.108

109 CONCLUSION Les contraintes techniques (rugosité du vent, etc.), économiques (coût élevé de la technologie), et une mise en œuvre délicate (servitudes, réglementation) désavantagent cette technologie. Néanmoins, le potentiel de développement de cette technologie reste important LES GISEMENTS NETS / GISEMENTS PLAUSIBLES Grand éolien Le Schéma Régional Eolien (SRE) a été approuvé le 6 juillet 2012 et annexé au Schéma Régional Climat Air Energie le 15 novembre Il définit les zones favorables à l implantation d éoliennes, en considérant les vitesses de vent du territoire ainsi que les contraintes limitatives. Parmi ces contraintes, le schéma a identifié les contraintes d ordre patrimonial (sites classés, zones de protection du patrimoine ), les zones naturelles (Zones Natura 2000, arrêtés de protection de biotopes ), les zones urbanisées (périmètre de 500m autour de ces zones), les zones militaires et utilisées par l aviation civile, les zones de radars, etc. Outre ces contraintes rédhibitoires pour la réalisation des projets éoliens, une étude d impact est obligatoire lors de la création d une éolienne de plus de 50 m de haut, et, dans tous les cas, l impact des projets sur le paysage doit obligatoirement être évalué. La carte ci-dessous présente les zones ne présentant pas de contraintes pour le développement du grand éolien et pour lesquels le gisement est supérieur à 3,5 m/s. AXENNE 2013 P.109

110 1 2 Figure 47 : Zones favorables pour l éolien (SRE) Le SRE définit deux hypothèses de développement de l éolien à l horizon En Dordogne, les hypothèses concernent une zone nord appelée «Périgord vert» et une zone sud appelée «Perigord» (respectivement zones 1 et 2 sur la Figure 47). Les hypothèses retenues sont les suivantes : Zone Hypothèse 1 Hypothèse 2 Périgord Vert (1) 25 MW 37 MW Périgord (2) 12 MW 38 MW Figure 48 : Perspectives d implantation de l éolien en Dordogne à l horizon 2020 (SRE) Ces puissances totales ont été définies par le SRE selon l étendue des zones favorables ainsi que les objectifs nationaux de développement de l éolien. Ils correspondent (pour des éoliennes de 3 MW) à la création de 8 à 12 éoliennes pour la zone 1 et 4 à 12 pour la zone 2. La carte suivante reprend les données du SRE par commune concernant les surfaces identifiées comme favorables par commune. AXENNE 2013 P.110

111 Figure 49 : Surfaces favorables pour le grand éolien par commune Petit éolien En l absence de données fiables sur les gisements à l échelle locale, on prend l hypothèse qu une vingtaine de petites éoliennes de 25 kw pourraient être installées d ici 2020 en Dordogne. AXENNE 2013 P.111

112 9. FILIERES DE RECUPERATION DE CHALEUR 9.1. LES GISEMENTS BRUTS Valorisation des eaux usées La température des eaux usées oscille entre 10 C et 20 C toute l année. En hiver, les eaux usées sont plus chaudes que l air extérieur, constituant ainsi une source de chaleur. Le cas inverse se produit en été ; les bâtiments peuvent être rafraîchis grâce aux eaux usées. La récupération de chaleur (ou de froid) se fait de manière simple : un fluide caloporteur capte l énergie des eaux usées par l intermédiaire d un échangeur de chaleur, et conduit les calories vers une pompe à chaleur qui va élever (ou abaisser) la température de l eau chauffant (ou refroidissant) les bâtiments. L énergie peut être récupérée à différents niveaux : au niveau du bâtiment, au niveau de la station d épuration, ou au niveau des collecteurs d eaux usées. Récupération de l énergie au niveau du bâtiment Récupération de l énergie au niveau des canalisations Récupération de l énergie au niveau de la station d épuration Figure 50 : Récupération de l'énergie des eaux usées Source : Gestion et services publics, Suisse LA RECUPERATION DE L ENERGIE DES EAUX USEES AU NIVEAU DES COLLECTEURS Présentation Le chauffage collectif des bâtiments peut se faire de manière centralisée ou décentralisée. Dans le premier cas, la chaleur est produite au sein d une unique chaufferie puis l eau est acheminée à haute température vers les lieux de consommation via des canalisations isolées. Ce système est idéal lorsque les consommateurs sont proches les uns des autres. La figure suivante présente ce type d installation. Dans le cas d un système décentralisé, l eau est acheminée à basse température (entre 7 et 17 C) vers les chaufferies présentes dans chaque bâtiment. Cette solution présente l avantage d utiliser des canalisations non isolées et donc meilleur marché, ainsi que de réduire les pertes de chaleur. Elle est adaptée dans le cas de consommateurs éloignés de la source de captage de l énergie. En revanche, les coûts d installation et de maintenance de plusieurs chaufferies seront plus importants. AXENNE 2013 P.112

113 Figure 51 : Principe de fonctionnement de la récupération de chaleur des eaux usées sur les canalisations Source : Susanne Staubli Dans le cas d un réseau d assainissement neuf ou lors d une rénovation de tronçons, les échangeurs de chaleur peuvent être intégrés à la canalisation. Dans le cas inverse, les systèmes sont réalisés au cas par cas et déposés au fond des canalisations. Cependant, la mise en place de ce système, qui est aisée pour des constructions nouvelles, sera difficile et chère pour des canalisations anciennes et de petits diamètres. Figure 52 : Canalisation préfabriquée avec échangeur de chaleur intégré Source : Guide pour les maîtres d ouvrages et les communes, OFEN Performance du système et économies d énergie Figure 53 : Échangeur installé dans un ovoïde existant (Rabtherm), échangeur pour collecteur existant (Uhrig) Source : Lyonnaise des Eaux La performance du système est conditionnée par le système de chauffage des bâtiments alimentés (haute ou basse température), le débit des eaux, leur température et la configuration du réseau des eaux usées. Selon le bureau d études BPR-Europe, la performance varie de 2 à 5 kw de puissance de chauffage/m² d échangeur à chaleur, soit 1,8 à 8,4 kw par mètre linéaire d échangeur. La longueur de l échangeur est généralement comprise entre 40 et 80 m. AXENNE 2013 P.113

114 Contraintes et recommandations La mise en œuvre de la récupération de chaleur sur eaux usées nécessite que certaines conditions soient respectées par le réseau d eaux usées et le/les bâtiments à alimenter. Sur les bâtiments à chauffer/rafraichir : Paramètre Type de bâtiment Distance collecteur/bâtiments Température de fonctionnement Puissance thermique Volume de consommation Climatisation Contrainte/Recommandation La demande de chauffage ou d ECS doit être régulière pour assurer un temps d exploitation élevé des pompes à chaleur, et améliorer leur rentabilité. Bâtiments les plus adaptés : piscines, résidence de logements, bureaux, hôpitaux, maisons de retraite, hôtels. Les salles de sports, salles de spectacles et centres commerciaux sont à éviter. Préférable : inférieure à 350 m Cas favorable : distance inférieure à 200 m Une température d exploitation basse permet une meilleure efficacité des pompes à chaleur utilisées par la récupération de chaleur sur eaux usées. Les systèmes de chauffage basse température sont préconisés dans le cas de constructions neuves (T < 65 C) Minimum 150 kw (Puissance nécessaire pour l alimentation d une cinquantaine de logements collectifs) Une consommation supérieure à MWh/an est très favorable à la mise en place de l installation de récupération de chaleur. Une consommation inférieure à 800 MWh/an est plutôt défavorable. Utiliser des pompes à chaleur réversibles pour climatiser le bâtiment en été permet d augmenter la rentabilité de l installation. Figure 54 : Contraintes et recommandations sur les bâtiments alimentés par la chaleur des eaux usées Sources : OFEN 36, Lyonnaise des Eaux Sur le réseau de collecte des eaux : Paramètre Débit des eaux usées Diamètre du collecteur Contrainte/Recommandation Débit minimum : 15 L/s (moyenne quotidienne par temps sec). Ce débit est atteint pour à personnes raccordées au réseau. Débit favorable : entre 15 et 30 L/s Débit très favorable : supérieur à 50 L/s Collecteur existant : diamètre minimum de 800 mm pour que l échangeur de chaleur puisse être installé. Renouvellement ou extension de réseau : un diamètre de 400 mm est suffisant (l échangeur est intégré directement à la canalisation). Installation impossible : diamètre inférieur à 400 mm. 36 Office Fédéral de l Énergie Suisse. Il propose un programme en faveur de l'efficacité énergétique et des énergies renouvelables, SuisseEnergie. Dans ce cadre, un «Guide pour les Maîtres d Ouvrage et les communes» sur l utilisation des eaux usées comme source de chauffage ou de rafraichissement est mis à disposition. AXENNE 2013 P.114

115 Température des eaux usées Âge des conduites La température des eaux en entrée de la station d épuration doit de préférence être supérieure à 12 C (1) L'abaissement de la température des eaux usées peut avoir des effets négatifs sur la nitrification et l'élimination de l'azote dans les STEP à boues activées. Cet aspect doit être étudié lors de l étude de faisabilité. L installation d un échangeur de chaleur est plus avantageuse dans le cas où la canalisation doit être rénovée ou remplacée. Figure 55 : Contraintes et recommandations sur les canalisations d eaux usées Sources : OFEN, VSA (Association Suisse des professionnels de la protection des eaux), Lyonnaise des Eaux (1) Rabtherm, société ayant développé le procédé de récupération de chaleur sur eaux usées, a étudié l impact de ce procédé sur la température des eaux usées. Pour un débit de 60 L/s et une puissance de chauffage de 500 kw, la température est diminuée de 1 C pour un gain de 4 C du fluide caloporteur. À l inverse, en mode froid, les eaux usées sont réchauffées de 4 C (de 24 à 28 C) alors que le fluide caloporteur perd 6 C. LA RECUPERATION DE L ENERGIE DES EAUX USEES AU NIVEAU DU BATIMENT Il est également possible de récupérer la chaleur des eaux usées avant que celles-ci n atteignent le collecteur. La récupération se fait au niveau du bâtiment. Les eaux usées des cuisines, salles de bain, lave-linge et lave-vaisselle sont acheminées à une température moyenne de 28 C vers un échangeur à chaleur. Les calories des eaux usées sont transmises au circuit secondaire via l échangeur. L eau ainsi préchauffée peut être directement introduite dans un ballon d eau chaude qui portera sa température à 55 C, tel que proposé par le système Thermocycle 37. Elle peut également être acheminée vers une pompe à chaleur. Ce système est proposé par Biofluides Environnement, PME française 38. Économies d énergie Une réduction de 40 à 60 % de la consommation énergétique en eau chaude sanitaire est envisageable. Ce type d installation peut être couplé à une installation solaire thermique, pouvant alors couvrir jusqu à 80 % de la demande en ECS. Contraintes Il est nécessaire de séparer les eaux grises des eaux-vannes avant le dispositif de récupération de chaleur. Ceci peut nécessiter la mise en place d un nouveau collecteur. Dans certains cas, il peut être impossible de séparer les eaux usées. LA RECUPERATION DE L ENERGIE DES EAUX USEES AU NIVEAU DE LA STATION D EPURATION La récupération de chaleur sur les eaux épurées en sortie de STEP peut être réalisée grâce à différents types d installations. En particulier différents types d échangeurs sont utilisés : échangeurs à plaques, échangeurs multitubulaires (faisceau de tubes), échangeurs coaxiaux. Dans le cadre d un projet de récupération de chaleur en station d épuration, une implantation de l échangeur de chaleur en sortie de STEP est la plupart du temps privilégiée car cela permet de réduire l encrassement de l échangeur par rapport à une implantation en entrée ou au sein du Cf. annexe A AXENNE 2013 P.115

116 process de la station. En sortie, les eaux usées ayant été épurées, cette implantation exposera moins l échangeur aux particules et substances plus épaisses telles que boues, sables, algues et feuilles. Quelle que soit l implantation de l échangeur de chaleur par rapport au process, la plupart des installations récentes, y compris en sortie de STEP, disposent d une étape de préfiltration positionnée entre l arrivée d eaux usées et l échangeur. Cette préfiltration permet de réduire encore l encrassement de l échangeur et de diminuer la fréquence des interventions d entretien et maintenance de l installation Valorisation de la chaleur fatale Par chaleur fatale, on entend une production de chaleur dérivée d un site de production mais qui n en constitue pas l objet premier, et qui, de ce fait, n est pas nécessairement récupérée. Les sources de chaleur fatale sont très diversifiées. Il peut s agir de sites de production d énergie (les centrales nucléaires), de sites de production industrielle, d usines d incinération, etc. Axenne a réalisé en 2012 pour le compte de l ADEME une étude des gisements de chaleur fatale en France. La chaleur fatale est produite par différents types de sites : Les centrales de production électrique : centrales nucléaires, centrales thermiques, cogénératrices, Les usines d incinération d ordures ménagères (UIOM), Les entreprises industrielles, Les réseaux d eau usée. Bien qu ayant des finalités différentes, ces sites présentent des similitudes en termes d équipements de production : fours, chaudières, installations de cogénération, turbines, etc. En conséquence, un recensement des sources de chaleur fatale par équipement a été privilégié. Sur le département, une vingtaine d entreprises ont été identifiées comme présentant un potentiel de récupération de chaleur fatale. Le gisement potentiel sur les différents équipements s élève à environ 243 GWh/an. Equipement Potentiel de récupération de chaleur (GWh/an) Compresseur d un groupe froid 34 Chaudière 15 Compresseur d air 26 Four 28 Séchoir thermique 140 TOTAL ANTEA GROUP et PLANAIR SA, Evaluation du potentiel de récupération d énergie thermique dans les réseaux d assainissement, Région PACA AXENNE 2013 P.116

117 9.2. LES GISEMENTS NETS Nous n'avons pas tenu compte des installations qui valorisent la chaleur des eaux usées qui circulent dans la voirie. Il faut en effet qu'il y ait un débit très important (que l'on retrouve uniquement dans les très grandes agglomérations) et dans le même temps, au même endroit, des besoins de chaleur qui justifient la mise en place d'un tel système (le plus souvent un réseau de chaleur alimentant plusieurs bâtiments). Nous nous sommes donc concentrés sur des systèmes qui s'adaptent à l'intérieur des immeubles ou dans les maisons et qui valorisent respectivement, les eaux usées et l'air vicié, ainsi qu à l industrie Récupération de chaleur sur l air vicié Gisement net pour des chauffe-eaux thermodynamiques sur les maisons existantes (recensement Insee) : On s intéresse au potentiel de développement des chauffe-eau thermodynamique qui utilise l air extrait d un logement pour préchauffer l eau chaude sanitaire par l intermédiaire d une pompe à chaleur. Tous les logements équipés d un système de chauffe-eau individuel peuvent être équipés. Deux types d'équipement sont proposés : une installation dans un local tempéré (buanderie ou garage) avec prise d'air dans le local et rejet à l'extérieur, il n'y a qu'un percement dans le mur. Le COP attendu est de 2 (étude COSTIC sur les systèmes thermodynamiques). l'installation est raccordée à la VMC de la maison, l'air vicié à une T constante de 19 à 25 est utilisé. Le COP est de 3,5. Ce dernier cas de figure le plus performant est toutefois soumis à des conditions d'installation plus délicate à remplir dans une maison existante (possibilité d'installer le ballon thermodynamique à proximité de la gaine d'extraction de la VMC). Afin de refléter ces difficultés nous avons considéré que 75% des maisons existantes pourraient être équipées. Tableau 29 : Gisement net pour chauffe-eaux thermodynamiques sur les maisons existantes Gisement net pour des capteurs verticaux sur les maisons neuves (statistique de la construction): La réglementation thermique 2012 impose, pour les maisons individuelles ou accolées de recourir aux énergies renouvelables pour la production d'eau chaude sanitaire. Les deux seules alternatives à l'utilisation des énergies renouvelables (solaire, géothermie, etc.) pour la production d'eau chaude sanitaire sont une chaudière gaz à condensation ou un chauffe-eau thermodynamique (le cumulus électrique traditionnel est interdit dans les nouvelles constructions à compter du 1 er janvier 2013). AXENNE 2013 P.117

118 Le cumulus thermodynamique dans les maisons neuves représente ainsi une des solutions les plus économiques pour la production d'eau chaude sanitaire qui va vraisemblablement se généraliser dans les futures constructions On appliquera ici un coefficient de 90%. Tableau 30 : Gisement net pour chauffe-eaux thermodynamiques sur les maisons neuves Récupération de chaleur sur les eaux usées SUR LES BATIMENTS D HABITATION La récupération de chaleur peut être effectuée au niveau de l évacuation collective des eaux usées d un immeuble. Pour cela, une pompe à chaleur extrait les calories restantes dans les eaux usées qui sont utilisées pour préchauffer l eau chaude sanitaire via une pompe à chaleur. On estime que ce système peut permettre de couvrir 60% des besoins d ECS des logements. Sur les bâtiments où l eau chaude sanitaire est chauffée collectivement, il est plus facile de mettre en place un tel système. Il est nécessaire de séparer les eaux grises des eaux-vannes avant le dispositif de récupération de chaleur. Ceci peut nécessiter la mise en place d un nouveau collecteur. Dans certains cas, il peut être impossible de séparer les eaux usées. Le gisement net sur les logements existants a donc été étudié sur les bâtiments dont le chauffage est collectif avec une énergie fossile. Seuls 30% des immeubles ont été retenus dans la mesure où il ne sera pas possible techniquement de tous les équiper. AXENNE 2013 P.118

119 Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif privé existant (recensement Insee) : x 30% Tableau 31 : Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif privé existant Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif public existant (recensement Insee) : x 30% Tableau 32 : Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif public existant Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif neuf (statistique de la construction) : En théorie 100% des immeubles neufs pourraient être équipés. Toutefois on estime que dans 20% des cas cela sera difficile. AXENNE 2013 P.119

120 Tableau 33 : Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans l habitat collectif neuf SUR LES BATIMENTS TERTIAIRES Les bâtiments tertiaires qui ont une consommation d eau chaude sanitaire importante sont adaptés à la récupération de chaleur sur les eaux usées. Les données concernant la construction de ce type de bâtiments sont disponibles par l intermédiaire du fichier des ASSEDIC. Le nombre d établissements est détaillé à la NAF 732 pour l année Nous avons regroupé ensemble : les établissements de santé : hôpitaux, cliniques ; les établissements d action sociale : tous les foyers : personnes âgées, handicapées, jeunes travailleurs, crèches, etc. les établissements d hébergement : essentiellement les hôtels ; les bâtiments sportifs : salle de sport, gymnases ; De même que sur les immeubles de logements, cette récupération n est pas toujours possible. On considère que seuls 50% des bâtiments pourront être équipés. Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans les bâtiments tertiaires existants (données socio-économiques) : Tableau 34 : Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans le tertiaire existant AXENNE 2013 P.120

121 Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans les bâtiments tertiaires neufs (statistiques de la construction) : Tableau 35 : Gisement net de la récupération de chaleur sur eaux usées dans le tertiaire neuf SYNTHESE DU GISEMENT NET DE RECUPERATION DE CHALEUR SUR LES BATIMENTS Le même tableau en tenant compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages et de leur statut d'occupation : AXENNE 2013 P.121

122 9.3. LES GISEMENTS PLAUSIBLES Il s agit d une filière innovante très intéressante sur le plan de la rentabilité des équipements installés. Dans les maisons existantes, le cumulus électrique est voué à disparaître au profit des systèmes thermodynamiques. Nous avons considéré au regard du renouvellement du parc des cumulus électriques que plus de chauffe-eau thermodynamiques seraient installés d'ici Sur les maisons neuves, il s'agit d'une des solutions les moins chères pour la production d'eau chaude sanitaire satisfaisant aux contraintes de la RT2012. Nous avons considéré que cela serait le choix d'un propriétaire sur deux sur la période > Sur les immeubles, la récupération de chaleur sur les eaux usées, avec pas moins de 7 systèmes disponibles, est également très prometteuse. Nous considérons d'un tiers des nouveaux immeubles sera équipé de ce type de système. Sur les immeubles existants, la mise en place de ce système est plus contraignante et nous avons considéré que 10% des immeubles existants s équiperont d ici AXENNE 2013 P.122

123 10. SYNTHESE DES GISEMENTS GISEMENTS BRUTS L ensoleillement de la Dordogne est dans la moyenne nationale et permet tout à fait la production d énergie solaire, que ce soit de l énergie thermique ou de l énergie électrique. Le gisement brut de bois en forêt périgourdine est important sous réserve de pouvoir le mobiliser. Les connexes de l industrie du bois sont déjà bien valorisés et les ressources restantes pourront à l avenir alimenter de nouvelles chaudières industrielles ou représenter un gisement supplémentaire en granulés ou plaquettes. Les autres gisements rebuts, élagage urbain, vigne sont beaucoup plus anecdotiques. Géothermie très basse énergie : - capteurs verticaux : Potentiel non connu avec précision mais approprié à l utilisation des capteurs verticaux. - sur nappe : Le potentiel des nappes en très basse énergie est important sur une grande partie du territoire. Géothermie basse énergie : Plusieurs aquifères présentent un potentiel fort selon la localisation. En particulier le Bathonien-Oxfordien et le Turonien. Le gisement hydroélectrique est important à l échelle du bassin versant de la Dordogne, toutefois la majorité du potentiel se situe en amont du bassin sur les départements plus vallonnés de la Corrèze et du Cantal. Le potentiel hydroélectrique reste toutefois important sur le département, en particulier sur l optimisation et le suréquipement des ouvrages existants. Le gisement de vent est moyen à faible sur le département. Toutefois, il y a des opportunités de développement dans certaines zones du département, notamment sur la partie nord. Le petit éolien peut être envisagé mais doit être étudié au cas par cas. Le potentiel brut de la méthanisation au niveau régional est intéressant : de nombreuses ressources peuvent être utilisées. Ce potentiel devra être étudié au cas par cas pour chaque projet potentiel car il n est pas toujours aisé de mobiliser et combiner les différents gisements. La plupart des projets qui devraient voir le jour sont de nature agricole, de type «méthanisation à la ferme». AXENNE 2013 P.123

124 10.2. GISEMENTS NETS Le tableau ci-dessous présente la synthèse des gisements nets, c est-à-dire les potentiels techniquement réalisables au maximum sur le département en tenant compte de la capacité financière des maîtres d ouvrages. Le gisement net total pour 2020 s élève à GWh/an dont GWh/an d électricité et GWh/an de chaleur. Pour rappel la production actuelle des énergies renouvelables est de GWh/an et la consommation totale du département de GWh/an. AXENNE 2013 P.124

125 AXENNE 2013 P.125

126 10.3. GISEMENTS PLAUSIBLES Le tableau ci-dessous présente un scénario plausible pour le développement des énergies renouvelables en Dordogne à l horizon Dans ce scénario, la production des EnR atteint GWh/an en 2020 contre GWh/an fin AXENNE 2013 P.126

127 AXENNE 2013 P.127

128 AXENNE 2013 P.128

129 BILAN Le gisement potentiellement mobilisable identifié sur le département s élève à GWh/an, dont 641 GWh/an de production d électricité renouvelable et GWh/an de chaleur renouvelable. Figure 56 : Production actuelle, gisement net et gisement plausible à 2020 par énergie renouvelable Cette production représente une multiplication par 1,2 de la production de chaleur renouvelable et par 2,9 de la production électrique entre 2013 et Cette production renouvelable permettrait d éviter l émission tonnes de CO 2 par an en AXENNE 2013 P.129

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