CHAUFFAGE
Install Magazine 973 – novembre 2020
Riothermie à la mairie d’Uccle
Les eaux usées comme source de chaleur
Les eaux usées ont été détournées pendant les travaux à travers cette canalisation, afin que les échangeurs de chaleur puissent être installés dans la tranchée de l’égout. L’eau retournera bientôt dans les égouts et passera donc sur les échangeurs de chaleur.
Le collecteur d’égouts est accessible via une gaine en acier.
L’échangeur de chaleur est en plastique.
Le nouveau bâtiment des services municipaux sera chauffé grâce à l’énergie récupérée des eaux usées.
À partir de février 2021, les eaux usées bruxelloises seront utilisées pour chauffer et refroidir le centre administratif rénové d’Uccle, couvrant une superficie de 15 000 m2. Le projet doit permettre des économies d’énergie. Les émissions de CO2 s’en trouveront également réduites.
Vivaqua, l’intercommunale bruxelloise qui gère la distribution d’eau potable mais aussi le réseau d’égouttage de la Région de Bruxelles-Capitale expérimente à Uccle la récupération de chaleur du réseau d’assainissement. Vivaqua réalise actuellement le premier projet de riothermie dans un bâtiment administratif rénové de la commune d’Uccle. L’ensemble du personnel municipal déménagera en 2021 dans un immeuble de 15 000 m². Sous la rue de Stalle, Vivaqua a rénové une partie du réseau d’égouttage et a installé des échangeurs de chaleur qui sont raccordés au bâtiment. « L’immeuble de la commune d’Uccle par exemple peut partiellement être chauffé en hiver et refroidi en été », explique Saar Vanderplaetsen de Vivaqua. « La riothermie rendra le procédé fort économe énergétiquement. L’administration communale d’Uccle réalisera ainsi d’importantes économies d’énergie. »
Le concept s’appelle la riothermie. Les eaux usées sont une source d’énergie a température constante de 12 °C à 15 °C, en été comme en hiver. « Les eaux usées sont chaudes parce que de nombreuses personnes prennent un bain et une douche, mais font également usage d’une machine à laver et d’un lave-vaisselle », explique Saar Vanderplaetsen de Vivaqua. « Cette eau chaude finit dans les égouts. Là, elle est souvent mélangée à de l’eau de pluie, mais la température d’eau dans le système d’égouttage reste relativement élevée. Nous pouvons récupérer cette chaleur pour chauffer les bâtiments. En été, l’eau est alors relativement plus froide que la température ambiante, nous permettant de l’utiliser pour rafraîchir les bâtiments. »
Échangeur de chaleur bon marché
Les eaux usées ne peuvent pas satisfaire à la totalité de la demande en chaleur. « Environ 25 % du chauffage et du refroidissement du bâtiment d’Uccle seront assurés par les eaux usées bruxelloises », déclare Olivier Broers, directeur des études et investissements chez Vivaqua. « Nous avons installé une pompe à chaleur supplémentaire pour le chauffage d’appoint de l’eau. » En outre, l’échangeur de chaleur joue sur une distance de 100 mètres un rôle crucial dans le projet. Il extrait la chaleur des eaux usées bruxelloises et la transfère dans un circuit fermé d’eau propre. L’échangeur de chaleur a été développé en interne par Vivaqua. « L’innovation consiste à fabriquer cet échangeur avec un matériau bon marché, de sorte qu’il fasse effectivement partie des coûts de rénovation des égouts, sans trop de surcoût », stipule Broers. « Nous utilisons des tubes en plastique PEHD. Ce matériau a une moins bonne transmission de chaleur que l’alu ou l’inox. Mais le coefficient thermique plus défavorable est alors compensé par la plus grande longueur. L’avantage du PEHD est également son prix réduit. Une rénovation d’égout a un prix similaire à un coffrage permanent traditionnel. Les échangeurs de chaleur pour les égouts existent déjà, mais ils sont constitués de matériaux plus coûteux. Nous avons clairement opté pour une solution plus économique. En conséquence, à l’avenir les échangeurs de chaleur seront éventuellement installés en standard dans les collecteurs pour la plupart des rénovations d’égouts bruxellois. »
Moins de CO2
Le projet de Vivaqua s’inscrit également dans la directive européenne qui exige que tous les nouveaux bâtiments soient quasiment neutres énergétiquement d’ici 2021. Grâce à la riothermie, le nouvel immeuble d’Uccle émettra de 40 à 60 tonnes par an de CO2. Le type de chaudière utilisée fera la différence. Le rendement réel doit ressortir du projet test. Vivaqua espère que l’investissement du projet pilote à Uccle pourra être récupéré sur une période de 15 ans. Vivaqua envisage de grands projets pour cette technologie et y voit un potentiel important. Si le projet de la mairie d’Uccle est un succès, Vivaqua souhaite le déployer dans d’autres lieux de la Région bruxelloise. Vivaqua rêve déjà d’une application à grande échelle qui alimente massivement les immeubles publics, les bâtiments résidentiels et autres avec cette énergie verte. « Après évaluation de ce premier grand projet, l’intention est d’installer les échangeurs de chaleur dans les égouts que nous allons rénover », précise Olivier Broers de Vivaqua. « Ensuite, s’il y a de l’intérêt, quiconque le souhaite peut se connecter aux échangeurs de chaleur. Le potentiel est énorme. Si dans les 10 prochaines années l’on peut installer une vingtaine de kilomètres de ces échangeurs de chaleur, on peut parler de réussite : 26 000 tonnes de CO2 en moins d’émissions annuelles pour la Région. »
Débit suffisant
Le réseau d’assainissement de Vivaqua comprend un total de 2 000 kilomètres de collecteurs d’égouts à Bruxelles. Vivaqua en a conclu qu’une cinquantaine de ces 2 000 kilomètres de réseau d’égouttage à Bruxelles entrent en considération pour le projet de riothermie. Le gestionnaire du réseau d’égouttage souhaite dans un délai de 10 ans équiper une vingtaine de kilomètres d’égouts avec la nouvelle technologie. Selon les calculs de Vivaqua, ces 50 kilomètres supplémentaires économiseraient la même quantité de CO2 que celle émise par le grand incinérateur bruxellois sur le canal. Cependant, tous les collecteurs d’égouts ne conviennent pas. « Il faut un certain débit et une certaine vitesse des eaux usées », déclare Broers. « Le site de la rue de Stalle à Uccle est situé dans une vallée, ce qui signifie que l’eau des égouts s’écoule bien. Tous les égouts n’entrent donc pas en considération. » Tous les bâtiments ne sont pas non plus qualifiés pour le projet. « Nous ciblons principalement les nouveaux immeubles bien isolés », explique Broers. « Il doit y avoir du double vitrage et du chauffage par le sol. La riothermie ne peut s’implémenter dans les maisons plus anciennes sans isolation. »
Vivaqua n’en n’est pas à son coup d’essai. Le gestionnaire de l’eau fait déjà des recherches sur la riothermie depuis de nombreuses années. Broers a eu l’idée du projet en 2001. « J’étais alors responsable de toutes les rénovations d’égouts à l’époque », souligne-t-il. « J’avais remarqué que dans les égouts, il faisait très froid en été et très chaud en automne et en hiver. Le phénomène devait donc pouvoir être exploité. Les eaux d’égout doivent par conséquent pouvoir chauffer et refroidir. Il y a dix ans que nous avons mis au point notre prototype d’échangeur de chaleur. » En 2008, un premier test était réalisé lors de la rénovation d’un immeuble à Anderlecht où la Senne coule en souterrain. Broers installait ensuite un échangeur de chaleur qui utilise l’eau de la rivière par le biais d’une pompe à chaleur pour chauffer ou refroidir le bâtiment. « C’est alors que nous nous sommes rendus compte que l’eau de ville, une fois utilisée et mise à l’égout, a une température plus élevée. Cette dernière reste également stable, même lorsqu’il fait froid ou chaud à l’extérieur. » L’échangeur de chaleur a été testé de manière exhaustive dans un égout de Molenbeek, avec l’aide de l’ULB. « Malgré le faible débit dans le réseau d’égouts, suffisamment de chaleur pouvait encore être extraite pour chauffer entièrement un appartement de 70 mètres carrés », explique Olivier Broers. Vivaqua a de toutes façons déjà déposé un brevet européen pour son échangeur de chaleur développé en interne.
Par : Matthias Vanheerentals
