Le réseau de chaleur solaire

Encore rare en France, le réseau de chaleur solaire est utilisé depuis plusieurs dizaines d’années avec succès en Europe. Il trouve peu à peu sa place sur le territoire français et représente l’une des solutions qui a connu le développement le plus rapide ces dernières années. Comment fonctionne-t-il, à qui peut-il profiter et quelles sont les raisons qui ont pu freiner son développement dans l’Hexagone ?

Un réseau de chaleur solaire est alimenté par une unité de production de chaleur de grande dimension qui chauffe l’eau destinée à alimenter le circuit de chauffage des bâtiments qu’il dessert, pour le chauffage ou la production d’eau chaude sanitaire. Il se compose de plusieurs éléments :

• Une unité de production de chaleur : dans le cas d’un réseau solaire, il s’agit d’un champ de capteurs solaires thermiques, installé non loin du quartier concerné.
• Un réseau de distribution primaire, soit un circuit de canalisations qui transporte l’eau ou le fluide calorifique réchauffé par l’unité de production de chaleur
• Un réseau de distribution secondaire, qui permet de répartir localement la chaleur entre les différents bâtiments ou logements, individuels ou collectifs
• Une sous-station, ou chaufferie, où s’effectuent les transferts de chaleur entre les deux circuits, primaire et secondaire, lorsque le réseau concerne un groupe de plusieurs logements individuels

L’eau refroidie retourne via les canalisations se recharger en énergie calorifique, car les réseaux de chaleur fonctionnent en circuit fermé.

Comme la production de chaleur solaire est variable, selon l’heure de la journée et la saison, le réseau de capteurs solaires est la plupart du temps doté d’un système de stockage. Les capteurs solaires peuvent se greffer à des réseaux de chaleur existants, complétant leur action et limitant l’utilisation de ressources autres.

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Environ 750 réseaux de chaleur sont actuellement en activité en France. Ils sont alimentés par plusieurs sources d’énergie thermique, comme le gaz naturel, utilisé seul ou en cogénération, l’électricité, le fioul, le charbon ou la combustion de déchets urbains incinérés.

Dans la loi pour la transition énergétique pour la croissance verte, le gouvernement a inscrit sa volonté d’augmenter fortement la part des énergies renouvelables pour la production d’énergie. La part des énergies renouvelables dans le mix énergétique est ainsi passée de 25 % à 53 % en 10 ans. Environ 80 % des réseaux de chaleur sont alimentés en partie par une énergie verte. Le solaire représente encore moins de 3 % des énergies utilisées pour alimenter les réseaux de chaleur. Elle connaît cependant une croissance notable ces dernières années.

Les réseaux de chaleur peuvent alimenter différents types de bâtiments, individuels, collectifs ou publics. Ce système de chauffage mutualisé est surtout utilisé pour les grands bâtiments, comme les copropriétés, les immeubles et les bâtiments issus du tertiaire, car les coûts engendrés peuvent s’avérer élevés si les usagers du réseau sont trop peu nombreux.

Les logements individuels peuvent toutefois aussi être concernés : certains lotissements ou bâtiments individuels ont l’obligation de se raccorder au réseau de chaleur existant. Ceci n’est vrai pour l’heure qu’en cas de construction neuve et pour des réseaux alimentés au moins à 50 % par une énergie renouvelable, dont les réseaux de chaleur solaire. Les réseaux de chaleur solaire sont pour le moment surtout utilisés pour alimenter des éco-quartiers en milieu urbain, mais ils sont aussi expérimentés avec succès pour alimenter de petites communes rurales.

Développement des réseaux de chaleur solaire

Les réseaux solaires existent depuis une trentaine années déjà : on recense plus de 100 centrales solaires dotées d’au moins 500 m2 de capteurs à travers l’Europe, notamment au Danemark ou en Suède. Mais les panneaux de chaleur solaire restent encore rarement utilisés pour le chauffage collectif en France. La première installation utilisant le solaire thermique a été mise en place en 2014 à Balma. Elle a été rejointe par 4 autres réseaux solaires entre temps et 3 nouvelles installations sont prévues pour 2018.

L’intégration du solaire thermique sur les réseaux de chauffage est en pleine expansion, car elle est au cœur des préoccupations actuelles. Le solaire couplé à une source d’énergie comme le bois ou une ressource issue de la biomasse est souvent la solution utilisée dans ces premières installations solaires. On considère que les installations solaires thermiques sur les réseaux de chaleur offrent la possibilité de couvrir 50 % des besoins sur les réseaux de chauffage où ils sont intégrés.

Les avantages du solaire collectif

Ce développement marque un renouveau dans l’utilisation de l’énergie solaire en France, jusque-là souvent réservée aux installations individuelles. En effet, le réseau de chaleur solaire possède de nombreux atouts :

• Comme tous les réseaux de chaleur, il permet de mutualiser les dépenses de chauffage.
• Le solaire est une ressource gratuite et renouvelable : y avoir recours pour la production d’eau chaude et de chauffage assure donc d’économiser sur la facture énergétique du logement. On considère que l’intégration du solaire à un réseau existant a pour conséquence immédiate 5 % d’économies sur le prix de l’énergie pour les abonnés.
• Les réseaux de chaleur valorisant les énergies renouvelables bénéficient du droit à la TVA à taux réduit.
• Le faible impact environnemental de ce mode de chauffage vertueux contribue à améliorer la qualité de l’air et à réduire l’empreinte CO2 produite par les réseaux utilisant d’autres combustibles.
• Le réseau de chaleur solaire utilise par définition une chaleur produite localement.
• Le prix de cette énergie n’est soumis à aucune variation dans le temps.
• Le solaire utilisé en réseau offre davantage de souplesse et de meilleures performances qu’une installation individuelle : la contrainte de l’orientation des bâtiments est contournée et l’équilibre entre la production et la consommation de chaleur est plus facile à équilibrer entre l’ensemble des usagers.

Pourquoi le solaire n’est-il pas mieux représenté dans le mix énergétique des réseaux de chaleur en France ? Cette source d’énergie présente certaines contraintes qui ont contribué à freiner son développement :

• Les performances du réseau de chaleur solaire dépendent fortement du climat et de la saison. Il reste donc un mode de chauffage d’appoint uniquement.
• Les capteurs solaires thermiques conviennent uniquement sur des réseaux fonctionnant à basse température. Or, en France, la plupart des réseaux fonctionnent à haute température, ce qui explique la faible implantation du solaire sur les réseaux français. Le développement du solaire passe par une baisse globale du nombre de réseaux fonctionnant à haute température. On considère qu’en ce moment, 90 % des réseaux de chaleur en France pourraient intégrer un apport solaire.
• Son coût d’installation reste encore très élevé, comparé à celui des autres types de réseaux de chauffage collectif.