Réseau de chaleur urbain à Nantes : Comment ça fonctionne ?

Le réseau de chaleur urbain de Nantes représente une avancée majeure dans la transition énergétique de la ville. En offrant une alternative plus écologique et économique aux systèmes de chauffage traditionnels, il joue un rôle déterminant dans la réduction des émissions de CO2 et la promotion des énergies renouvelables.

À l’heure où les enjeux environnementaux sont de plus en plus pressants, comprendre le fonctionnement et les bénéfices des réseaux de chaleur devient essentiel pour les citoyens et les décideurs locaux. Les promoteurs l’ont compris, c’est pourquoi de nombreux programmes immobiliers neufs à Nantes sont aujourd’hui raccordés au réseau de chaleur urbain.

Depuis plusieurs années, la Métropole s’est engagée dans le développement de ces infrastructures pour répondre aux besoins énergétiques de ses habitants tout en limitant l'impact environnemental.

Nous verrons ici en détails le fonctionnement du réseau de chaleur de Nantes, de ses principes techniques à ses avantages écologiques et économiques. En explorant les différentes facettes de cette infrastructure innovante, nous éclaircirons son rôle et son importance pour la ville de Nantes et ses habitants.

Qu'est-ce qu'un réseau de chaleur ?

Un réseau de chaleur urbain est un système de distribution d'énergie thermique qui permet de chauffer plusieurs bâtiments à partir d'une ou plusieurs sources de chaleur centralisées. C’est une solution alternative au chauffage individuel, à la fois économique et écologique.

Le réseau de chaleur permet de mutualiser la production de chaleur pour desservir un grand nombre de bâtiments, qu’il s’agisse de logements, de bureaux ou d’équipements publics. Cette mutualisation a non seulement des avantages économiques en termes de coût de l’énergie, mais elle permet également de mieux gérer et optimiser les ressources énergétiques disponibles.

L’arrivée et le développement des réseaux de chaleur à Nantes

À Nantes, le développement des réseaux de chaleur s’inscrit dans une stratégie globale de transition énergétique et de réduction des émissions de gaz à effet de serre.

Les premiers réseaux de chaleur ont été mis en place pour répondre aux besoins croissants en énergie thermique tout en exploitant des sources de chaleur renouvelables ou récupérées. La ville a progressivement étendu ces infrastructures pour couvrir de nouveaux quartiers et inclure de plus en plus de bâtiments, qu’il s’agisse de résidences, de bureaux ou de bâtiments publics.

Depuis leur création, les réseaux de chaleur de Nantes ont connu plusieurs phases d'expansion. Un objectif sort du lot : Optimiser l’efficacité énergétique et réduire les coûts pour les usagers, tout en augmentant la part des énergies renouvelables dans le mix énergétique local.

Aujourd’hui, le réseau de chaleur de Nantes est l'un des plus avancés en France, un beau témoignage de l'engagement “vert” de la ville envers une gestion durable et responsable de ses ressources énergétiques.

En mutualisant les besoins en chaleur des différents bâtiments, les réseaux de chaleur permettent non seulement des économies d’échelle, mais aussi une meilleure gestion des ressources énergétiques. La ville peut ainsi utiliser des sources de chaleur variées, telles que :

• la biomasse,
• la chaleur issue de la combustion des déchets,
• ou encore la récupération de chaleur industrielle,

... réduisant ainsi sa dépendance aux énergies fossiles et ses émissions de CO2.

De plus en plus de programmes immobiliers neufs de dernière génération à Nantes sont, dès la conception, prévus pour bénéficier du réseau de chaleur urbain. Quant au parc immobilier existant, la Nantaise d’Habitations a investi 1 000 000 € en 2023 pour raccorder un maximum de logements, et compte faire de même pour 2024 (255 raccordements prévus).

Le fonctionnement du réseau de chaleur

Un réseau de chaleur fonctionne en centralisant la production de chaleur pour la distribuer à travers une série de canalisations souterraines vers les différents bâtiments connectés. Voici les étapes clés de ce processus :

Production de chaleur : La chaleur est produite dans des installations spécifiques appelées chaufferies. À Nantes, ces chaufferies utilisent principalement des sources de chaleur renouvelables, telles que la biomasse, mais peuvent également intégrer des systèmes de récupération de chaleur industrielle et des unités de valorisation énergétique des déchets.

Distribution de la chaleur : Une fois produite, la chaleur est acheminée via un réseau de canalisations bien isolées pour minimiser les pertes thermiques. Ces canalisations, qui peuvent s’étendre sur plusieurs kilomètres, transportent de l’eau chaude ou de la vapeur jusqu’aux bâtiments raccordés au réseau.

Utilisation de la chaleur dans les bâtiments : La chaleur est ensuite utilisée pour chauffer les bâtiments et fournir de l’eau chaude sanitaire. Chaque bâtiment est équipé d’une sous-station, un dispositif qui permet de transférer la chaleur du réseau de distribution à son propre système de chauffage.

Principales sources de chaleur utilisées

À Nantes, le réseau de chaleur utilise plusieurs sources de chaleur pour maximiser l'efficacité énergétique et réduire l'empreinte carbone.

• Biomasse : La biomasse, principalement sous forme de bois déchiqueté, est une source de chaleur renouvelable. La combustion de biomasse dans les chaufferies produit de la chaleur tout en émettant des niveaux relativement faibles de CO2, surtout lorsque le bois utilisé provient de forêts gérées durablement.

• Énergies renouvelables : Outre la biomasse, le réseau de chaleur peut intégrer d’autres sources renouvelables telles que la géothermie, qui utilise la chaleur du sous-sol, ou encore les panneaux solaires thermiques.

• Récupération de chaleur industrielle : Les industries locales peuvent également contribuer en fournissant la chaleur résiduelle de leurs processus de production. Cette chaleur, qui serait autrement perdue, est captée et réinjectée dans le réseau de chaleur.

En combinant ces différentes sources, Nantes Métropole parvient à réduire considérablement sa dépendance aux énergies fossiles et à minimiser les émissions de gaz à effet de serre. Par exemple, la combustion de biomasse permet à elle seule d'éviter le rejet de 61 000 tonnes de CO2 par an, contribuant ainsi de manière significative à la lutte contre le changement climatique.

Les réseaux de chaleur urbains à Nantes Métropole

Aujourd’hui à Nantes et dans sa Métropole, ce sont 7 réseaux de chaleurs qui parcourent 150km de souterrains et chauffent environ 41 000 logements, dont 25 000 logements sociaux et de nombreux équipements publics (sport, éducation, santé, tertiaire...). Nantes Métropole, exemplaire dans son programme de transition écologique, met le paquet sur ces réseaux avec près de 115 millions d’euros d’investissement entre 2005 et 2019. La métropole a également pour projet d’ouvrir un pôle spécialisé en écologie urbaine pour promouvoir ce type d’investissements.

Quels sont les différents réseaux de chaleur à Nantes ?

Les réseaux de chaleur Nantais, bien que fonctionnant sur des principes similaires, sont adaptés aux spécificités de chaque quartier en termes de densité de population, de types de bâtiments et de sources d'énergie disponibles. Les 3 principaux (sur 7) réseaux de chaleur urbains à Nantes Métropole sont les suivants :

• Réseau Nantes Centre-Loire : C’est le réseau de chauffage urbain historique Nantais, desservant environ 20 000 logements. Géré par ERENA, filiale d’Engie, ce réseau long de 87 km (grâce à l’extension opérée entre 2012 et 2017) dispose de 2 chaufferies biomasse produisant un mix énergétique de 84% d’énergies locales, renouvelables et de récupération (EnR&R). Son objectif : 50% de réduction des émissions de CO2 par habitant d’ici 2030 et 100% d’EnR&R d’ici 2050.
• Réseau Bellevue Chantenay : Géré par Cléa, filiale de Dalkia, ce réseau est le deuxième plus grand et alimente environ 11 000 logements. D’ici 2043, le réseau Bellevue-Chantenay représentera 34 km de canalisations, 12 000 logements supplémentaires desservis, 86% d’EnR&R et une réduction de 124 000 tonnes d’émissions de CO2.
• Réseau Nord-Chézine : Plus récent des 3, le réseau de chaleur Nord-Chézine a été mis en service en 2020. Il est géré par Novae, filiale du groupe IDEX, court sur 32 km et assure la fourniture de chauffage et d’eau chaude sanitaire pour environ 10 000 logements de la métropole Nantaise. En 2022 le Sillon de Bretagne, plus grand immeuble HLM de l’ouest français, y a été raccordé.

Il faut savoir que 5 nouveaux réseaux de chaleur urbains sont à l’étude voire déjà en installation :

• Les réseaux de Thouaré-sur-Loire et La Chapelle-sur-Erdre seront mis en service fin 2026
• Les réseaux de Saint-Herblain Centre Bourg et Indre sont prévus pour fin 2027
• Le réseau La Beaujoire – Route de Paris sera mis en service d’ici d’in 2030

Les avantages des réseaux de chaleur à Nantes

Réduction des émissions de gaz à effet de serre

En utilisant des sources de chaleur renouvelables comme la biomasse et en récupérant la chaleur résiduelle des industries locales, le réseau de chaleur évite le recours aux énergies fossiles. Cette réduction des émissions est essentielle pour lutter contre le changement climatique et améliorer la qualité de l'air. Par exemple, l'utilisation de la biomasse dans le réseau de chaleur de Nantes permet d'éviter le rejet de 61 000 tonnes de CO2 par an.

Diminution de la pollution atmosphérique

Les chaufferies collectives du réseau de chaleur de Nantes sont équipées de technologies avancées de filtration des fumées, ce qui permet de minimiser les rejets de polluants atmosphériques tels que les particules fines et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

Ces technologies de filtration répondent à des normes strictes, garantissant que les émissions de polluants sont bien inférieures à celles des systèmes de chauffage individuels, comme les cheminées ouvertes ou les poêles à bois. Ainsi, le réseau de chaleur fait d'une pierre deux coups en réduisant les émissions de CO2 et en améliorant la qualité de l'air pour les habitants de Nantes.

Contribution à l'indépendance énergétique locale

Le réseau de chaleur renforce l'indépendance énergétique de Nantes en réduisant la dépendance aux énergies fossiles importées. Privilégier l'utilisation de ressources locales et renouvelables, telles que le bois issu de forêts gérées durablement, c'est mieux maîtriser son approvisionnement énergétique. Cette indépendance énergétique permet d’assurer la stabilité des prix de l'énergie et protéger les consommateurs des fluctuations des marchés internationaux.

Bénéfices économiques pour les usagers

En mutualisant la production et la distribution, le réseau de chaleur permet de réaliser des économies d'échelle qui se traduisent par des coûts de chauffage plus compétitifs. Les usagers bénéficient ainsi de factures d'énergie plus stables et prévisibles. De plus, le recours à des sources de chaleur renouvelables et locales permet de réduire les coûts liés à l'importation de combustibles fossiles, générant ainsi des économies supplémentaires.

Innovations technologiques et améliorations prévues

En pleine évolution et avec des projets d’extensions déjà concrétisés ou prévus pour les prochaines années, les réseaux de chaleur de la métropole Nantaise prévoient également l’adoption de plusieurs innovations technologiques.

Smart Grids : L’intégration de technologies de réseau intelligent (smart grids) permet de mieux gérer la distribution de la chaleur, optimisant ainsi l'efficacité énergétique et réduisant les pertes. Les smart grids facilitent également la surveillance en temps réel des performances du réseau et la détection rapide des anomalies. Cela s’apparent un peu à un système domotique, mais à grande échelle.

Stockage de la chaleur : Le développement de solutions de stockage de la chaleur est une voie prometteuse pour améliorer la flexibilité et la résilience du réseau. Les systèmes de stockage thermique permettent de conserver l’excédent de chaleur produit durant les périodes de faible demande et de le redistribuer lorsque la demande augmente.

Efficacité énergétique : L'amélioration continue des technologies de production et de distribution de chaleur, telles que les chaudières à haute efficacité et les canalisations isolées, contribue à réduire encore plus les pertes d'énergie et à augmenter l’efficacité globale du réseau.