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RÉSUMÉ
Dans cet article, on s'intéresse à la problématique de la réalisation des systèmes centralisés d'alimentation en chaleur avec les avantages et les désavantages des principales ressources énergétiques primaires utilisables et le type de sources de chaleur .Du point de vue du fonctionnement, il existe différentes catégories de sous-stations. Dans les systèmes centralisés, les aspects économiques sont liés à la production et à la tarification de la chaleur.
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Eduard MINCIUC : Maître de conférences - Docteur ingénieur, université POLITEHNICA de Bucarest
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Ion-Sotir DUMITRESCU : Maître de conférences - Docteur ingénieur, université POLITEHNICA de Bucarest
INTRODUCTION
On désigne sous le nom de chauffage urbain une distribution de chaleur à un certain nombre d'immeubles d'une ville, d'un quartier ou d'un ensemble immobilier : cette distribution se fait par un fluide chauffant circulant dans un réseau de tuyauteries.
On a, depuis quelques années, tendance à désigner ces installations par le terme réseaux de chaleur, mais il est préférable de réserver ce nom au réseau proprement dit, c'est-à-dire aux tuyauteries de transport du fluide chauffant qui relient la source de chaleur aux sous-stations (points de livraison de la chaleur aux usagers).
L'article « Réseaux de chaleur. Transport » [BE 2 170] traite essentiellement du transport de l'énergie entre la source, les sous-stations et les usagers et le présent article [BE 2 172] traite des sources de chaleur et des sous-stations.
Les avantages et inconvénients de la distribution par réseaux de chaleur sont développés dans [BE 2 170] avec également les notions :
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de puissance à fournir au réseau ;
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de courbe de charge donnant en fonction du calendrier la puissance à fournir au réseau au cours d'une année ;
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de courbe des débits classés donnant le nombre d'heures au cours de l'année durant lesquelles un pourcentage donné de la puissance maximale installée a été fourni ;
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de coefficient de charge, rapport de la somme des puissances appelées par les usagers à un instant donné à la somme des puissances souscrites ;
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de rendement instantané, rapport de la puissance fournie à l'ensemble des usagers à celle fournie au réseau au même instant ;
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de rendement moyen annuel, rapport de la somme des consommations annuelles des usagers à celle fournie au réseau pendant la même période.
Les chauffages urbains, qui utilisent des fluides à haute pression et haute température et les distribuent à travers le domaine public et les immeubles d'habitation, doivent tenir compte des dangers que peuvent présenter ces fluides : les installations doivent être réalisées en tenant compte de toutes les réglementations qui leur sont applicables et ne rien négliger sur le plan de la sécurité.
On désigne en général par le terme usagers les occupants des locaux chauffés à partir du chauffage urbain par l'intermédiaire des sous-stations centralisées et/ou des sous-stations individuelles. Le concessionnaire du chauffage urbain facture la chaleur aux représentants des usagers, désignés en général par le terme d'abonnés.
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3. Sources d'énergie primaire
Jusqu'à l'apparition de la crise de l'énergie, les chauffages urbains étaient alimentés, en France, par des chaufferies brûlant des combustibles classiques, à part quelques rares cas d'usines d'incinération d'ordures ménagères ou de combinaisons chaleur- force.
On a vu se développer des installations alimentées par des sources géothermales, d'ordures ménagères, des rejets industriels et d'énergie solaire.
En ce qui concerne l'utilisation de l'énergie nucléaire, il semble qu'elle se soit limitée à quelques essais.
3.1 Combustibles
Les incertitudes sur le prix des combustibles rendent le choix délicat compte tenu de la durée de vie des installations de production de chaleur.
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L'augmentation du prix du pétrole a redonné un certain attrait à l'utilisation du charbon dont les réserves sont très importantes et assez réparties à la surface du globe. Toutefois, la politique de remplacement du fuel et du gaz naturel par le charbon pour les besoins de chauffage peut être remise en cause par la variation importante du prix du pétrole.
Si les sujétions d'emploi ne peuvent que conduire au déclin de l'usage du charbon dans les foyers domestiques, il n'en est pas de même pour les chauffages urbains. En effet, dans de telles chaufferies, on peut disposer de moyens puissants et bien au point sur les plans stockage, manutention et combustion du charbon, évacuation des mâchefers, dépoussiérage et désulfuration des fumées.
À l'heure actuelle, cependant, il y a des règles strictes concernant l'utilisation des différentes installations de désulfuration et l'évacuation des cendres dense pour les centrales à charbon, ce qui conduit à une augmentation significative de l'investissement dans une telle installation et, respectivement, à une baisse de l'attractivité de l'utilisation du charbon. La présence du soufre dans le combustible peut conduire à un risque de corrosion sur les surfaces d'échange de chaleur. Pour éviter ce risque, la température de l'eau entrant dans l'unité doit avoir une certaine valeur limite, en fonction de la teneur en soufre du carburant. D'un autre côté, les problèmes majeurs actuels concernant les émissions des gaz à effet de serre, notamment le CO2,...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AMORCE - La cogénération dans les réseaux de chaleur (synthèse). - Rapport d'enquête RC04 (2002).
-
(2) - ATHANASOVICI (V.) (coordonateur), DUMITRESCU (I.-S.), MINCIUC (E.) et al - Traité d'ingénierie thermique. Alimentations en chaleur. Cogénération. - Éditeur AGIR, Bucarest, ISBN 978-973-720-314-4 (2010).
-
(3) - ASHRAE - * - Handbook, Fundamentals (2009).
-
(4) - US Environmental Protection Agency - Combined heat and power partnership. - Catalog of CHP Technologies (2008).
-
(5) - DORVAL (C.) - Choix des investissements. - [A 4 450] (1981).
-
(6) - GRIMBERT (D.) - Production de chaleur à partir de combustibles liquides. - [B 2 120] (1985).
- ...
ANNEXES
Directive 2003/87/CE du Parlement européen et du Conseil, du 13 octobre 2003, établissant un système d"échange de quotas d"émission de gaz à effet de serre dans la Communauté et modifiant la directive 96/61/CE du Conseil.
Directive 2006/32/CE du Parlement européen et du Conseil du 5 avril 2006 relative à l"efficacité énergétique dans les utilisations finales et aux services énergétiques et abrogeant la directive 93/76/CEE.
Directive 2009/28/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 relative à la promotion de l'utilisation de l'énergie produite à partir de sources renouvelables et modifiant puis abrogeant les directives 2001/77/CE et 2003/30/CE (Texte présentant de l'intérêt pour l'EEE).
Décret no 2012-394 du 23 mars 2012 relatif au classement des réseaux de chaleur et de froid.
Loi n 80-531 du 15 juillet 1980 relative aux économies d"énergie et à l"utilisation de la chaleur.
Directive 2009/29/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 avril 2009 modifiant la directive 2003/87/CE afin d'améliorer et d'étendre le système communautaire d'échange de quotas d'émission de gaz à effet de serre.
Directive 2008/98/CE du Parlement européen et du Conseil du 19 novembre 2008 relative aux déchets et abrogeant certaines directives.
Décret no 75-496 du 19 juin 1975 relatif à la répartition des frais d"eau chaude dans les immeubles collectifs.
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