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RÉSUMÉ
Avec l’augmentation de la population de la planète qui se concentre majoritairement dans les villes et compte tenu du réchauffement climatique, la demande en climatisation est en forte croissance. Le réseau de froid urbain représente une manière efficace de répondre à cette demande et présente de nombreux avantages par rapport à l’utilisation d’équipements individuels d’air conditionné (notamment: économie d’énergie, gain de place, mutualisation des équipements, optimisation d’exploitation). Dans cet article, le RFU (réseau de froid urbain) est décrit depuis son fonctionnement et ses principaux composants jusqu’aux développements les plus récents au niveau mondial et leurs enjeux.
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Renaud FEIDT : Président de la société INVIVO Consulting sas (conseils aux dirigeants) - Ingénieur énergéticien diplômé de l’École polytechnique de Nantes
INTRODUCTION
Depuis 2006, plus de 50 % des habitants de la planète habitent dans les villes (plus de 74 % dans les pays d’Europe), ce qui justifie amplement l’intérêt porté aux problèmes de notre environnement urbain.
Centre de l’activité économique, les villes consomment la majeure partie des ressources de la planète, mais sont également responsables de l’essentiel de la pollution. C’est pourquoi l’aménagement urbain est une priorité absolue qui implique des décisions à long terme. La demande de services tels que la climatisation augmente déjà rapidement, et augmentera davantage encore à l’avenir en raison notamment du réchauffement climatique, de l’évolution de la densité de population, de l’accroissement du parc d’ordinateurs et de l’étanchéité des enveloppes de bâtiments.
Pour faire face à ces défis, le réseau de froid urbain RFU représente une manière plus efficace de gérer l’énergie, à la fois au niveau de l’économie de celle-ci, de la rationalisation de la distribution, que de la pollution et de la consommation d’eau.
Cet ensemble sur les réseaux de froid urbain se compose de trois articles :
-
Réseaux de froid urbain – Production et stockage du froid [BE 9 321] ;
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Réseaux de froid urbain – Réseaux de distribution [BE 9 322].
Ces différents articles montrent la façon dont les RFU se sont développés dans diverses parties du monde et, en particulier, qu’un grand nombre de solutions techniques ont été mises en œuvre pour chacun des composants des réseaux ; la plupart de ces solutions ont été largement testées en grandeur réelle, mettant ainsi en évidence leurs avantages et leurs inconvénients.
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- Version archivée 1 de janv. 2000 par Jacques DELBÈS, Adrien VADROT
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6. Principaux composants des RFU
Sur le modèle du réseau de chaleur, le réseau de froid (RFU) est composé de :
-
une ou plusieurs unités d’évacuation de la chaleur, qui peuvent être considérées comme des centrales frigorifiques ou des installations de production d’eau glacée ;
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un réseau de canalisations permettant le transport de chaleur par un fluide caloporteur (en général, de l’eau dont la température se situe entre 6 et 12 °C à l’aller et entre 10 et 20 °C au retour) ;
-
de sous-stations assurant la collecte de la chaleur dans les immeubles à climatiser.
6.1 Production frigorifique
La technique la plus utilisée en France (95 %) pour produire le froid est le compresseur, avec rejet de la chaleur dans l’air ou dans l’eau.
Les énergies renouvelables et de récupération ne représentent que 3 % des sources d’énergie des réseaux de froid. En effet, on peut produire du froid à partir de la chaleur fatale d’UIOM (usine d’incinération des ordures ménagères), inutilisée en été, à l’aide de machine à absorption.
La technique du free-cooling (refroidissement gratuit) permet d’utiliser directement (sans compresseur) le froid ambiant de l’air ou de l’eau, augmentant alors fortement la performance énergétique du dispositif. Cette technique est utilisée par le réseau Climespace à Paris, la Seine fournissant environ 50 % des besoins en froid du réseau (figure 5).
HAUT DE PAGE6.2 Réseaux de distribution
Les réseaux de froid fonctionnent en circuit fermé et comprennent donc toujours au moins deux canalisations. L’eau glacée cède une partie de son énergie frigorifique aux installations de l’immeuble à refroidir, puis l’eau réchauffée est ramenée vers les centrales de production grâce à une autre canalisation. Le schéma simplifié du réseau de froid de Climespace à Paris est donné figure 6.
Outre le réseau de froid classique, il est possible de produire du froid à partir d’un réseau de...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - IFF - Le rôle du froid dans l’économie mondiale (the role of refrigeration in the global economy). - 29e note d’information sur les technologies du froid (29th information note on refrigeration technologies), nov. 2015 http://www.iifiir.org
-
(2) - KALIO (A.) - District cooling as a part of combined heat and power production – Urban energy at its best. - International Power Summit, Cannes, France (2013).
-
(3) - Qatar district cooling Company QATAR COOL. - IDEA 101st Conference, Indianapolis États-Unis (2010).
-
(4) - KOSHIBA (K.) - À key to urban comfort and efficiency. - Japan’s district heating and cooling systems. JBS newsletter, n° 82 (2009) http://www.japanfs/org/en/news/archives/news_id029184.html
Via Séva, réseaux de froid, énergie durable et renouvelable http://www.viaseva.org
FEDENE (Fédération des services énergie environnement) http://www.fedene.fr
Site d’information sur les Smart Grids (modernisation des réseaux électriques) http://www.smartgrids-cre.fr
Site HELEN (Helsinki – Finlande) https://www.helen.fi/en https://www.helen.fi/en http://www.dhcnews.com/reseaux-chaleur-froid-helsinki
QATAR COOL (Qatar) http://www.qatarcool.com
CEREMA (Centre d’études et d’expertise sur les risques, l’environnement, la mobilité et l’aménagement) http://reseaux-chaleur.cerema.fr
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ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Conditioning Engineers)
European Marketing Group, District Heating and Cooling
Energy Centre Danemark/Danish Technological Institute
IDEA (International District Energy Association)
IEA (International...
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