SYNTHESE du Projet de Fin d Etudes

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1 Institut National des Sciences Appliquées de Strasbourg GENIE CLIMATIQUE ET ENERGETIQUE SYNTHESE du Projet de Fin d Etudes ETUDE DE LA VALORISATION DE LA TECHNOLOGIE POMPE A CHALEUR GAZ NATUREL A ABSORPTION GEOTHERMIQUE Projet de Fin d Etudes réalisé à GrDF par Pierre-Maël GORRA TUTEUR : B. FEBVRE JUIN 2011

2 Fiche d objectifs Janvier 2011 Thème : Approvisionnement énergétique des projets d écoquartiers Valorisation de la technologie PAC-gaz naturel à absorption géothermique pour les projets d aménagement durable, de construction et de rénovation Le Projet de Fin d Etudes consiste à étudier la pertinence technico-économique des solutions de récupération d énergie à partir des pompes à chaleur gaz naturel, au sein de projets de construction et de rénovation de bâtiments, et plus globalement pour des projets d aménagement. Les études porteront sur: - La récupération d énergie sur boucle d eau issue de nappe, - La récupération d énergie sur les eaux usées du réseau d assainissement, - La récupération d énergie sur les eaux usées collectées dans un bâtiment (projet Biofluides ), - La production d ECS solaire via le projet HELIOPAC gaz. Le chargé de mission confrontera son analyse et son expertise technique en accompagnant notamment des collaborateurs GrDF (conseillers aménagement et Ingénieurs d affaires) au sein de quelques affaires réelles d éco-quartiers où ce type de solutions pourrait être envisagé. Planning prévisionnel de l étude : 1/ Montée en compétences / développement de l expertise sur les enjeux GrdF, la pompe à chaleur gaz naturel à absoprtion géothermique, et les solutions de récupération d énergie [M0 à M1]. - Exploitation étude R&D menée par le CRIGEN sur les solutions géothermiques (livrée fin janvier), - Consultation d un AMO/BET expert pour réalisation d une étude spécifique sur solutions boucle d eau et récupération d énergie sur eaux usées, - Retour d expérience sur les références menées en France sur le sujet (consultation AMO, exploitant, ) 2/ Pilotage de l étude technique [M1 à M3] - Caractétisation de la technologie : domaines d application, dimensionnement / conception, performances énergétiques et environnementales des procédés, positionnement économique - Etude des différents montages juridiques pour des opérateurs énergétiques, - Réalisation de support de synthèse pour accompagnement technique des Ingenieurs experts techniques de GrdF intervenant en région. 3/ Accompagnement technique sur affaires [M2 à M4] - Intervention en appui technique auprès des équipes GrDF pour la réalisation d étude d approvisionnement énergétique dimensionnement et chiffrage des scénarios Géothermie / Boucle d eau (2 ou 3 affaires), 4/ Positionnement des solutions sur des bâtiments et quartiers [M2 à M4] - Intégration des solutions géothermie / eaux usée dans l outil de dimensionnement des pompes à chaleur de GrdF (Ecopac), (et étude de sensibilité paramétrique selon le type de bâtiment), - Intégration des solutions boucle d eau / eaux usées au sein de l outil GrDF relatif à l approvisionnement énergétique des quartiers (et étude de sensibilité paramétrique selon la typologie d écoquartiers) - Positionnement technico-économique des solutions, en comparaison avec d autres solutions énergétiques (gaz décentralisé, géothermique électrique, RCU bois ) Le projet sera encadré par Monsieur Brice FEBVRE, en charge de la prescription énergétique sur les projets d aménagement pour le compte de GrDF.

3 Remerciements Alain BERTY, Alain MILLE, Didier AUBERT, Elisabeth AUBERT, Emmanuel BAVOUX Jean-Sébastien BISCH, Michel KLIMCZAK, Olivier ROULETTE, Thomas MULLER, ainsi qu à toute l Equipe Développement de GrDF pour leur disponibilité et leur gentillesse. Tous les Ingénieurs d Affaires qui m ont intégré à leur projets et accordé leur soutien. Juliette PROMELLE chef de projet pompe à chaleur (CRIGEN), pour sa contribution à écopac. Valérie BOSSO, pour avoir partagé son bureau à Condorcet et pour son humour et sa gentillesse. Olivier BROGGI, pour m avoir beaucoup aidé et avoir supporté toutes mes questions sur les PAC à absorption. Christophe BELLET, pour m avoir proposé ce PFE et m avoir accepté au sein de l équipe Céligaz. Sans oublier de remercier mon tuteur, Brice FEBVRE, en charge pour la prescription énergétique sur les projets d aménagements, d abord pour son rôle décisif dans la réussite de ce projet, et ensuite pour le temps et la confiance qu il m a accordé tout au long du projet.

4 PRESENTATION DE L ENTREPRISE J ai eu l opportunité d effectuer mon Projet de Fin d Etudes au sein de Céligaz, appui technique national de la Délégation Développement de GrDF, filiale du groupe GDF SUEZ. Le groupe GDF-SUEZ : GDF SUEZ inscrit la croissance responsable au coeur de ses métiers pour relever les grands enjeux énergétiques et environnementaux : répondre aux besoins en énergie, assurer la sécurité d approvisionnement, lutter contre les changements climatiques et optimiser l utilisation des ressources. GDF SUEZ compte collaborateurs dans le monde pour un chiffre d affaires en 2010 de 84,5 milliards d euros. Le groupe est réparti en six branches opérationnelles (cinq dans l énergie et une dans l environnement), dont la branche Infrastructures à laquelle appartient GrDF. La branche Infrastructures gère les réseaux et capacités les plus importants d Europe : terminaux GNL, sites de stockage, réseaux de transport et de distribution. Elle compte collaborateurs et a réalisé un chiffre d affaires de 5,9 milliards d euros en Naissance de GrDF : Depuis le 1 er juillet 2007, le marché du gaz naturel, comme celui de l électricité, est ouvert à la concurrence pour tous les clients. Cela signifie simplement que chacun peut choisir librement son ou ses fournisseurs d énergie à qui il va acheter son gaz naturel et/ou son électricité, et en changer quand il le souhaite. Même s il y a plusieurs fournisseurs en concurrence (fin du monopole pour EDF et GDF), le gaz naturel est identique : les fournisseurs achètent le gaz naturel aux pays producteurs et le revendent au détail à leurs clients. Cependant pour acheminer leur gaz aux clients finaux, les fournisseurs doivent utiliser un seul et même réseau de distribution. Afin de garantir la séparation juridique entre les activités de distribution et de fourniture imposée par la réglementation européenne, Gaz de France - devenue GDF Suez le 22 juillet 2008 a filialisé la gestion de son réseau le 31 décembre 2007 : La société anonyme Gaz Réseau Distribution France (GrDF) voit le jour. Elle est l héritière de plus de 60 ans de distribution chez Gaz de France. 1 L entreprise : En France, GrDF gère dans 95% des cas le réseau de distribution des communes desservies et achemine le gaz naturel vers les clients. GrDF est rémunéré via les contrats d acheminement passés avec les fournisseurs qui souhaitent emprunter le réseau de distribution. Le chiffre d affaires de l entreprise est directement lié aux volumes de gaz acheminés. GrDF en quelques chiffres (2010) : communes desservies soient 77% de la population km de réseau, c est le plus long réseau de distribution de gaz naturel d Europe, 11 millions de clients, 1 Terminaux méthaniers

5 3 184 millions d euros de chiffre d affaire global, 20 fournisseurs de gaz naturel actifs sur le réseau salariés : collaborateurs aux services communs GrDF/ErDF et salariés au service gaz GrDF (dont je fais parti). Les collaborateurs des services communs GrDF / ErDF sont au nombre de 46000, la répartition est la suivante / Les missions GrDF est en charge de la gestion du réseau de distribution de gaz naturel au service de l ensemble des parties intéressées, en garantissant l égalité de traitement et la confidentialité des informations commercialement sensibles. Sur la base des contrats de concession conclus avec les collectivités, GrDF assure la distribution de gaz naturel. A ce titre, GrDF remplit 4 missions (ses «métiers»). L entreprise : Achemine le gaz naturel pour le compte de tous les fournisseurs jusqu aux clients finaux, Négocie les contrats de concessions avec les collectivités locales et territoriales, Développe et entretien le réseau de gaz naturel de façon rentable afin de permettre l accès au gaz naturel au plus grand nombre, Garantit la qualité, la sûreté et la performance économique du réseau de distribution. Les 4 délégations «métiers» (Acheminement, Réseau, Développement, et Collectivités) travaillant au niveau national animent fonctionnellement leurs homologues réparties dans les 8 directions régionales. Le développement Afin de garantir le développement de l énergie et du réseau «gaz naturel», des «équipes développement» ont donc été créées à GrDF. Ces équipes rencontrent les utilisateurs potentiels appelés prospects (entreprises, maîtres d ouvrage du bâtiment, particuliers, syndics de copropriété ). Elles les conseillent sur la solution adaptée à leurs besoins spécifiques et les accompagnent le cas échéant, lorsqu elles sont convaincues que le gaz naturel est la solution la plus pertinente, jusqu au raccordement de leur installation gaz naturel.