POMPES À CHALEUR
Install Magazine 989 – mars 2023
La riothermie : une pièce du puzzle
Aquafin veut exploiter le potentiel de la chaleur verte
Écologiser les besoins frigorifiquess et thermiques constitue sans aucun doute l’un des défis majeurs de la transition énergétique. Pour cela, il importera de mettre à profit toutes les sources possibles. L’intérêt pour la riothermie a récemment augmenté, la hausse des prix de l’énergie n’y étant certainement pas étrangère. Une après-midi d’experts a permis de mieux cerner le potentiel et les limites de cette technique. En voici quelques points essentiels.
De la chaleur issue des eaux usées
La riothermie est une forme spécifique d’aquathermie, dans laquelle les eaux usées sont utilisées comme source de chaleur. Cette eau affiche en effet habituellement une température relativement élevée, et peut donc parfaitement servir de source pour une pompe à chaleur dans le cadre du chauffage des bâtiments. Chez nous, cette technique n’est utilisée que dans des cas exceptionnels, mais en raison de l’attention accrue portée à la transition énergétique et de la hausse des prix de l’énergie, l’interêt suscité par celle-ci n’a fait que croître au cours de ces derniers mois. Une rasion suffisante pour Embuild Vlaanderen, Flux50 et Aquafin d’organiser une journée d’experts, au cours de laquelle les expériences ont été partagées et les possisibilités de la technique cartogtraphiées. Le lieu de l’événement -et ce n’est pas un hasard- était le nouveau bureau d’Aquafin. Ce dernier est en effet équipé d’une installation de riothermie.
Le premier orateur Gawein Van Daele (VVSG) est revenus sur la manière dont les communes pouvaient intégrer la riothermie dans leurs projets thermiques. Mathias Possemiers du bureau d’études AGT est revenu sur le potentiel des échangeurs de chaleur dans les égouts pour le chauffage et le refroidissement. Le professor Patrick Hendrick (ULB) a partagé l’ expérience que Vivaqua avait acquise avec des installations bruxelloises. Jona Michiels de l’entreprise de construction Van Roey est quant à elle revenue sur quelques réalisations en Flandre, ainsi que sur d’autres projets en cours. Enfin, Maarten Raemdonck d’Aquafin a exposé ce que l’entreprise pouvait faire dans le cadre d’un projet de riothermie.
Une pièce du puzzle
Les eaux usées constituent une source de chaleur très mal exploitée. Il exixte deux grandes manières de valoriser cette chaleur. La plus connue consiste à extraire directement de la chaleur des eaux d’égouttage. On pose à cet effet des échangeurs de chaleur dans le réseau d’égout; il s’agit généralement de canalisations hydrauliques en PE. Le reste de l’installation est alors comparable à une installation géothermique classique, avec un forage, mais à la différence près qu’il y a une alimentation régulière en eaux usées, et que la source même est donc constamment régénérée. Il existe différents types d’échangeurs de chaleur, intégrés ou non dans la paroi d’égout. Ceux-ci peuvent être spécifiquement posés pour un projet de riothermie, ou bien tout simplement être intégrés dans un projet de rénovation globale des égouts.
La deuxième possibilité consiste à extraire de la chaleur d’une station d’épuration des eaux usées.
Le traitement de l’eau est un processus biologoique qui nécessite non seulement une certaine température min. pour la croissance des micro-organismes, mais qui génére par ailleurs également de la chaleur lors du processus. L’effluent d’une station d’épuration d’eaux usées est donc relativement chaud et peut donc être utilisé comme source de chaleur.
Mais la riothermie a également ses limites. Celles-ci sont principalement géographiques: il doit y avoir un collecteur d’égout ou une station d’épuration dans les parages. Si on veut extraire de la chaleur du collecteur, on a besoin d’un débit suffisant pour atteindre la puissance souhaitée. Le débit limite aussi le nombre de consommateurs qui peuvent être raccordés à un segment de collecteur donné. Les échangeurs de chaleur tubulaires dans les égouts peuvent être comparés à des forages, mais horizontaux. Cela signifie donc qu’il ne peut y avoir qu’un seul client pour une longueur donnée d’égout. Enfin, la chaleur des eaux usées ne peut être utilisée qu’une seule fois. Une température mimimale des eaux usées entrantes est nécessaire au bon fonctionnement de l’épuration des eaux. Le but n’est pas d’extraire encore et encore de la chaleur aux eaux usées, sinon on risque que de l’eau glacée arrive finalement dans la station d’épuration. Chaque projet de riothermie a donc une influence sur d’autres projets potentiels en aval. La riothermie ne va donc pas résoudre à elle seule tous les problèmes, mais il faut plutôt la considérer comme une pièce du puzzle.
Évaluer la capacité
Afin de mieux évaluer le potentiel de la technique, on a travaillé à des instruments adaptés sous différents angles. Aquafin a ainsi présenté une carte interactive, avec l’emplacement des stations d’épuration et des collecteurs entrant en ligne de compte. Ces données peuvent alors être combinées avec la carte d’inspiration chaleur de VVSG. Cette dernière indique là où il y a une demande thermique concentrée, et où on peut dès lors envisager un réseau de chaleur. On travaille par ailleurs à des instruments de conception. Dans le cadre du projet Sewer de Flux50, des études de faisabilité ont été réalisées, avec entre autres des ‘thermal response tests’ (TRT) sur des dispositifs d’essai d’échangeurs de chaleur de réseau d’assainissement. Sur base des données mesurées d’un projet à Uccle, l’ULB développe également un logiciel de dimensionnement. Tout cela doit favoriser l’émergence rapide de nouveaux projets.
La riothermie a beau ne pas être applicable partout, elle affiche toutefois un potentiel intéressant. C’est ce qui ressort notamment du projet De Nieuwe Dokken à Gand, dans lequel un tiers des besoins thermiques peut être couvert par de la récupération de chaleur sur le traitement des eaux usées. En d’autres mots, à l’heure où chacun évoque la réduction de la consommation de gaz, un tiers de l’énergie thermique potentielle est simplement jetée à l’égout.
La riothermie est en outre une source stable et sûre. Dans les projets classiques avec de la chaleur résiduelle, on prévoit habituellement un back-up, parce que la source de chaleur n’est jamais garantie à 100%. La riothermie, elle, offre toutefois une sécurité bien plus grande, ce qui fait qu’il est possible de se passer de back-up: les collecteurs ne seront pas déplacés à court terme, et on peut partir du principe que l’on continuera à se doucher et à nettoyer; il y aura donc toujours des eaux usées à disposition. On se base également sur la grande stabilité des échangeurs de chaleur: une fois posés dans les égouts, ils dureront des décennies, soit une durée de vie supérieure à celles des PAC qui sont reliées à ceux-ci.
Et il faut encore évoquer les possibilités de refroidissement. L’intérêt pour le confort estival ne cesse de croître, et les bâtiments modernes requièrent de plus en plus une certaine forme de rafraîchissement. Les échangeurs de chaleur présents dans l’eau d’assainissement permettent de faire de refroidissement passif en été. Bruxelles a un projet en cours qui va dans cette direction (Brucity); de fait, l’installation de riothermie de celui-ci ne fonctionnera qu’en mode refroidissement.
Partenaire en chaleur verte
L’activité principale d’Aquafin est certes la gestion de l’infrastructure d’épuration supracommunale, mais l’entreprise désire également se profiler comme un partenaire de projets en chaleur verte. Avec 600 km de réseaux d’assainissement et 300 stations d’épuration, elle a en effet beaucoup à offrir. Aquafin attache à ce titre beaucoup d’importance à la transparence des engagements. Contrairement à d’autres projets dans lesquelles on gère en son nom la source de chaleur, les projets de riothermie impliquent toujours différents acteurs. La question ‘qui paie quoi à qui’ est donc déterminante pour la résussite du projet. Aquafin veut ici se présenter comme un partenaire fiable.
Par Alex Baumans
