La valorisation thermique des eaux usées au carrefour des eaux urbaines et de la géothermie : l exemple de l éco-quartier du Mousse à Dax Jean-Luc GIBERT Régie Municipale des Eaux et de l Assainissement de Dax
PLAN DE L EXPOSE 1 L eau usée source d énergie 2 - La valorisation énergétique des eaux usées sur l éco-quartier du Mousse 3 Perspectives et développement
1 L eau usée, source d énergie au carrefour des eaux urbaines et de la géothermie Le positionnement géographique des applications : Zone d intérêt technicoéconomique Eco-quartier du Mousse Station d épuration
1 L eau usée, source d énergie Les caractéristiques de la ressource eaux usées de Dax : température Mélange d eaux usées domestiques et thermales En période hivernale, les eaux usées urbaines sont à une température généralement comprise entre 13 et 20 C L été, elles peuvent dépasser 30 C Température de dimensionnement : 16 C
1 L eau usée, source d énergie Les caractéristiques de la ressource eaux usées de Dax: débit Des débits très conséquents, en particulier l hiver. Valeur de dimensionnement : 400 m3/h
Contexte et objectif : Le collecteur général d eaux usées, de forte capacité, se trouve implanté à proximité de l éco-quartier. L objectif technique consiste à couvrir une part significative des besoins en chauffage et en eau chaude sanitaire du lotissement, par transfert des calories des eaux usées, moyennant l utilisation d une relève par pompe à chaleur. L objectif économique consiste à proposer aux usagers une solution durable, moins chère dès le départ, d environ 5% par rapport à une solution classique gaz naturel. L objectif environnemental consiste, dans le cadre du plan communal de développement durable et du plan climat territorial, à réduire sensiblement les émissions de gaz à effet de serre
Collecteur général d eaux usées Lot 7 Lot 4 Office Public de l Habitat Lot 3 Lots Habitat 1-2 Landes Océanes Lot 5 Eco-quartier Baille ur privé Lot 6
Principe du réseau de chaleur 3 tubes : Production de chaleur par pompes à chaleur centralisées avec distribution en 3 tubes : 1 départ à 65 C pour ECS, 1 départ à 50 C pour chauffage, retour commun. Appoint et secours par chaudière gaz Sans appoint dans les bâtiments
Les échangeurs sur les canalisations d eaux usées : Procédés pour les réseaux gravitaires ou en charge : Echangeur installé à l intérieur du collecteur Echangeur déporté Echangeur rappporté à l extérieur de la canalisation :
Réseau secondaire Echangeur primaire Pompe à chaleur + chaufferie Réseau caloporteur
Besoins du réseau de chaleur : Besoins chauffage : 230 MWh/an (43%) Besoins Eau Chaude Sanitaire : 210 MWh/ an (39%) Pertes en ligne : 100 MWh/an (18% en raison de la faible densité thermique du projet) Production totale : 540 MWh/an Puissance PAC Chauffage : 120 kw Puissance PAC ECS : 40 kw Puissance chaudières gaz : 200 kw (x2) Couverture par eaux usées + PAC : 83 % Energie 80 MWh 70 MWh 60 MWh 50 MWh 40 MWh 30 MWh 20 MWh 10 MWh 0 MWh Appoint : 90,8 MWh/an Couverture PAC : 448,8 MWh/an (soit 83,2%) janv févr mars av r mai juin juil août sept oct nov déc Mois
L échangeur primaire : PKS Thermpipe DN 800 24 tuyaux de 6 ml (144 ml) Puissance : 121 kw Débit réseau caloporteur : 27 m3/h Température d entrée mini : 5 C Température de sortie maxi : 18 C : Avantages : Aucun contact avec les effluents Echangeurs élémentaires en parallèle Echangeur incorporé au tube Echanges avec les effluents et le terrain Système totalement passif Maintenance très réduite Très faible coût d exploitation
L échangeur primaire : PKS Thermpipe Avantages : Facilité et rapidité de pose (canalisateur) Fiabilité et durabilité Pas de réseau d eau glycolée Inconvénients : Puissance spécifique faible Linéaire tubes caloporteurs élémentaires élevé Spécificités : Suivi expérimental sur 2 ans Batterie de sondes de température effluent et sol
Bilan environnemental : Réduction de Gaz à Effet de Serre (par rapport à solution de référence gaz naturel) : 60% Refroidissement des eaux usées de 0,3 C
Bilan économique: Coût d investissement: 800 K HT Durée moyenne pondérée d amortissement : 14 ans Coût moyen annuel chauffage + ECS : Logement collectif : 580 TTC Logement individuel : 760 TTC Economie réalisée la première année par l usager : 5%
3 Perspectives et développement Etude d opportunité au niveau de l ensemble du territoire communal : Potentiel disponible sur les eaux usées dans la zone d intérêt pour couvrir les besoins de chauffage et d ECS de l ordre de 1 000 à 1 500 logements Privilégier la valorisation thermique des eaux usées après traitement en sortie de station d épuration (projet de golf) Recherche d une adaptation à l habitat existant Elargissement de l étude aux potentialités d utilisation : des eaux géothermales disponibles en dehors du thermalisme de la chaleur contenue dans le diapir (sondes géothermiques) Intégration du Plan Climat Territorial Mise en place d un schéma directeur de la géothermie à Dax
3 Perspectives et développement Le positionnement géographique des applications : Zone d intérêt technicoéconomique Nouveaux bureaux de la RDE Zone sportive et commerciale de Maurice Boyau Eco-quartier du Mousse Centre nautique communautaire Station d épuration Centre technique opérationnel Projet de golf
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