Pompe à chaleur et récupération des calories sur le réseau d’eaux usées de Lisses (91)

octobre 2020

Agence pour l’Environnement et la Maîtrise de l’Energie (ADEME)

Pourquoi agir ?

La communauté d’agglomération Grand Paris Sud Seine-Essonne-Sénart réunit 23 communes sur deux départements (Essonne et Seine-et-Marne) et compte plus de 350 000 habitants. Dans le cadre de ses compétences, elle a souhaité installer un système utilisant une énergie renouvelable locale pour chauffer l’eau de la piscine du Long Rayage, située à Lisses. Cet équipement sportif comporte notamment un bassin de 25 mètres et une pataugeoire.

Après réflexion, la collectivité a opté pour un dispositif innovant permettant de récupérer la chaleur des eaux usées de son réseau d’assainissement. Les premières études ont été lancées en 2014, les travaux réalisés en 2017, pour une mise en service en novembre 2017.

L’enjeu est important : les consommations d’énergie primaire des bâtiments publics, notamment des équipements sportifs, représentent un poste conséquent, que ce soit sur le plan environnemental (émissions de gaz à effet de serre) ou économique (coûts de fonctionnement). À Lisses, la consommation électrique de la piscine était par exemple de 260 MWh en 2015, et celle de gaz s’élevait à 1 447 MWh.

Or, la chaleur des eaux usées peut être récupérée et valorisée pour contribuer au chauffage et/ou à la production d’eau chaude sanitaire via des pompes à chaleur. Il s’agit d’une forme de géothermie qui utilise la chaleur des eaux usées, et non celle d’une nappe ou du sol.

En partenariat avec le Conseil départemental de l’Essonne, la Direction régionale de l’ADEME en Île-de-France a soutenu la réalisation de cet investissement à Lisses en accordant une subvention financière à la communauté d’agglomération Grand Paris Sud Seine-Essonne-Sénart, dans le cadre de l’appel à projets « Pompes à chaleur ».

Application

Le procédé de récupération d’énergie dans les eaux usées comprend trois composantes principales :

• un échangeur de chaleur situé sur le réseau d’eaux usées, qui récupère la chaleur ;

• un circuit primaire reliant l’échangeur à la pompe à chaleur, avec un fluide caloporteur et une pompe de circulation ;

• une pompe à chaleur (PAC), installée dans le bâtiment, qui transfère l’énergie des eaux d’un niveau à basse température vers un niveau de température plus élevé (35°C à 55°C).

À Lisses, les travaux ont consisté à :

• installer un système de dérivation des eaux usées sur le réseau existant, ainsi que le système d’échange de calories et les réseaux de liaison entre le captage des calories et leur restitution dans le local de la PAC ;

• démolir l’ancien local pour construire un nouveau local abritant la PAC, une nouvelle CTA (Centrale de Traitement d’Air) et des équipements connexes ;

• mettre en place les ouvrages de distribution hydraulique entre les différents organes de production (PAC, circulateurs, équipements périphériques, raccordement au réseau de chauffage existant).

L’installation affiche une puissance globale de 600 kW pour les chaudières au gaz (assurant l’appoint) et de 80 kW pour la PAC. Entre 2015 (année de référence) et 2018 (1re année d’exploitation du nouveau système), la consommation d’électricité a augmenté, passant de 260 MWh à 349 MWh, tandis que la consommation de gaz a diminué de 1 447 MWh à 661 MWh.

Le système de récupération de la chaleur des eaux usées couvre désormais 95 % des besoins en chauffage des bassins, et 53 % des besoins totaux de l’équipement.

Témoignage : La piscine du Long Rayage a été construite dans les années 1970, à une époque où les énergies fossiles constituaient quasiment la seule solution techniquement et économiquement viable pour assurer le chauffage du bâtiment et des bassins. La rénovation de son système de chauffage était nécessaire, et il est apparu évident que nous devions remplacer au maximum le gaz par une énergie renouvelable locale. La géothermie sur réseau d’eaux usées n’est pas très développée en Île-de-France, et nous sommes certains que notre opération servira d’exemple pour d’autres collectivités.

Focus

Après un an d’exploitation, le bilan s’est révélé inférieur aux performances garanties à la communauté d’agglomération par l’exploitant. Pour satisfaire ses engagements contractuels, l’exploitant a pu optimiser l’installation via le dispositif de gestion technique centralisée.

Facteurs de reproductibilité

La chaleur des eaux usées peut être récupérée à partir des eaux épurées en sortie de station d’épuration ou à partir des eaux brutes, dans les canalisations, en amont des stations d’épuration. La performance du système dépend principalement du débit et de la température des eaux usées.

L’ADEME, notamment à travers ses Directions régionales, peut accompagner les porteurs de projets de récupération de chaleur en mettant à leur disposition des soutiens techniques, méthodologiques et, sous condition, financiers.

Références

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