Les systèmes d assainissement Vecteurs d énergie

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Paulette Leclerc
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1 Les systèmes d assainissement Vecteurs d énergie par Bernard Saunier, Ph. D Président de Saunier & associés Président de BSR Technologies Membre de l Académie des Technologies SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

2 Prise de conscience des enjeux La France est autonome en production électrique, et son électricité est peu émettrice de Gaz à Effets de Serre (GES) La France importe une grande partie de son énergie «Chaleur», notamment celle destinée au chauffage des ses bâtiments : fuel, gaz Cette énergie importée dégrade sa balance de paiements, et contribue à émettre du CO2 et des GES La culture du NEGAWATTS permet de réduire ces besoins Des gisements d énergies fatales sont disponibles et méritent d être valorisés notamment ceux des eaux et des eaux usées en particulier En théorie, une politique agressive de récupération des énergies fatales, en s appuyant sur l effet amplificateur des pompes à chaleur, permettrait avantageusement de couvrir tous les besoins de chauffage des bâtiments du pays Au-delà du seul calcul financier du TRI brut (avant subvention d ajustement), c est toute une industrie nouvelle, créatrice d un savoir faire nouveau, créatrice d emplois, qui peut en découler La vision des subventions accordées pour favoriser un tel développement doit aussi intégrer les composantes: innovation, sociale, exportation, etc. dans l évaluation d une telle politique 2 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

3 Prise de conscience des enjeux Production de Gaz à effet de serre en France Répartition des sources Transport 28 % Bâtiment 25 % Industrie 22 % Agriculture 12 % Divers 13 % Consommation d énergie en France Répartition des sources Bâtiment 46 % Industrie 28 % Transports 24 % Divers 2 % 3 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

4 Principes de base pour le recours aux EnR Principes de base pour le recours aux ENR Réduction des consommations inutiles: isolation renforcée, éclairage basse consommation, récupération sur l air extrait, etc Avec un coût d investissement initial plus élevé, et un coût d exploitation moindre, les ENR doivent-elles être dimensionnées pour fournir la totalité de l énergie ou une partie seulement? Recours systématique aux systèmes de chauffage basse température dans les bâtiments Mobiliser davantage les potentialités locales de stockage intersaisonnier de l énergie 4 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

5 Principes de base pour le recours aux EnR Connaissance de la courbe monotone de consommation d énergie dans un bâtiment. La surface inférieure délimitée par la courbe correspond aux besoins énergétiques annuels du bâtiment Puissance 200 kw Besoins de chaleur 180 kw Pmax chaufferie nécessaire 160 kw 140 kw 120 kw 10 % fournie par énergie traditionnelle P Enr optimale 100 kw 80 kw 60 kw 40 kw 20 kw 90 % d énergie fournie par EnR 0 kw 1 h h h h h Nbre d heures annuelles de mobilisation de l énergie 5 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

6 L idée : Récupération des calories des eaux usées Les canalisations d assainissement véhiculent, dans les zones urbaines, des eaux dont la température se situe entre 13 et 20 C toute l année. Cette ressource en énergie est disponible, continue et peut être utilisée pour le chauffage et le rafraîchissement des bâtiments via une pompe à chaleur. Ressource disponible à proximité des consommateurs potentiels. Les températures des eaux usées permettent de très bonnes performances des pompes à chaleur Cette ressource permet la diminution des émissions de CO2 liées à la production de chaleur et de froid 6 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

7 Sources d EnR - Eaux usées Chaufferie Pompe à chaleur Station d épuration Échangeur pour récupération de calories 7 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

8 Sources d EnR - Eaux usées Fonctionnement du système ~ Système fonctionnant en chauffage des bâtiments Échangeur Système fonctionnant en production de froid ~ ~ ~ Canalisation Pompe à chaleur 8 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

9 Sources d EnR - Eaux usées Technologie, échangeur rapporté dans les canalisations existantes 9 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

10 Sources d EnR - Eaux usées L optimisation du rendement d une PAC Le coefficient d opération (COP) caractérise le fonctionnement d une pompe à chaleur (PAC): pour un kwh électrique la pompe à chaleur fournit plusieurs kwh thermiques Le COP dépend étroitement de la différence entre la température de la source et la température objectif produite par la PAC Avec une température de 15 C et la production d une température objectif de 50 C le COP dépasse 4. Pour 1 kwh électrique, production > 4 kwh thermique produit Pour l utilisation de l énergie produite avec les EnR très basse température il faut prévoir des systèmes compatibles: plancher chauffant, convecteurs basse température SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

11 Stockage d énergie inter-saisonnier 11 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

12 Des réalisations 12 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

13 Des réalisations 13 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

14 Des réalisations 14 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

15 Les eaux usées source d énergie 15 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

16 La technologie de demain: les réseaux d assainissement 16 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

17 La technologie de demain: les réseaux d assainissement Utilisation des réseaux d assainissement pour transporter la chaleur fatale Nécessaire amélioration de la gestion du transport des eaux usées, au niveau du stockage, des déversoirs d orage, de l autocurage, de la formation de l H2S Oui la formation de l H2S est contrôlable économiquement Oui les réseaux d eau usée peuvent supporter des eaux à température de 25 à 30 C. C est déjà le cas dans les réseaux d assainissement des villes françaises aux Antilles Oui cela peut devenir économiquement rentable au niveau local 17 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

18 Conclusion Les systèmes d assainissement constituent des investissements urbains très lourds pour les Collectivités En milieu urbain ils sont déjà utilisés pour transporter les courants faibles : câbles téléphoniques, câbles TV, fibres optiques Il peuvent être valoriser encore plus, non seulement pour optimiser les rejets d eau pluviale dans les milieux récepteurs, mais aussi pour transporter la chaleur fatale Ils peuvent aussi servir à la recharge du sous-sol en chaleur pendant la saison chaude susceptible d être utiliser pendant la saison froide Ils peuvent être utiliser pour recevoir la chaleur des systèmes de refroidissement La mobilisation des EnR est couteuse en investissement initial. Leur promotion passe par un système d aides financières déconnectée du budget de l Etat basé sur le principe «pollueur-payeur» et prévisible. Ce n est hélas pas le cas aujourd hui avec l appel à projets mis en place par l Ademe, dans le cadre du Fonds Chaleur. 18 SYNTEAU - Colloque sur les enjeux de l'eau

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