L’innovation au service du chauffage des parisiens


CPCU

Depuis sa création en 1927, le réseau de chaleur de la ville de Paris est géré par la Compagnie Parisienne de Chauffage Urbain (CPCU). Cette société, détenue par la ville de Paris (27%) et GDF-Suez (73%), produit, transporte et distribue de la chaleur pour répondre aux besoins de chauffage et d’eau chaude sanitaire de l’habitat et du tertiaire public ou privé dans Paris et en proche périphérie.

Plan du réseau parisien de la CPCU

Le réseau de 500 km de chauffage de Paris et de la petite couronne qu’elle gère, est alimenté par ses 8 sites de production, les 3 usines d’incinération parisiennes (Issy-Les-Moulineaux, Saint-Ouen et Ivry) et les quelques autres chaufferies implantées dans la région. Il permet de chauffer les parisiens tout au long de l’année. En effet, les chaufferies fonctionnent en continue 5 mois de l’année et les usines d’incinération, gérées par le SYCTOM (Syndicat interCommunal du Traitement des Ordures Ménagères), suffisent à répondre aux besoins le reste du temps.

Parmi les sites de production de la CPCU, le site de Saint Ouen est particulier car il regroupe les trois types de chaufferies utilisées par l’entreprise : des chaufferies à gaz et au charbon qui produisent à elles seules 56% de la vapeur surchauffée fournie par la CPCU au réseau urbain et une unité de cogénération qui produit de l’électricité et de la vapeur surchauffée. Ce site est un exemple des efforts d’innovation que met en place l’entreprise afin de produire de la chaleur en plus grande quantité avec un impact écologique plus faible.

L’innovation au service d’un plus faible impact carbone

Depuis de nombreuses années, la CPCU participe activement à l’amélioration de la qualité de l’environnement des franciliens (du traitement des effluents à la valorisation des déchets des chaufferies).

Le durcissement des normes de rejet de gaz polluants (CO2, CO, NOx, soufre) a imposé à l’entreprise d’investir massivement dans des systèmes de traitement de ses fumées. Nous avons d’ailleurs pu constater, lors de notre visite [1], que ces systèmes englobent deux tiers d’une installation fonctionnant au charbon. La diminution des rejets passe notamment par une optimisation maximale des procédés de combustion permettant ainsi une meilleure production d’énergie : le recyclage d’une partie des fumées dans l’air de combustion (gaz), le choix des matières premières (charbon à faible teneur en soufre et broyé en très fines particules pour améliorer la combustion), et enfin la réinjection de produits secondaires dans la chambre de combustion permettent de tirer un meilleur parti de la chaufferie. Cela permet à chacune de ces installations de rejeter dans l’atmosphère des quantités de gaz polluants inférieures de moitié aux normes légales.

Le traitement des effluents gazeux est aussi pour la CPCU l’occasion de tester des procédés expérimentaux innovants, notamment sur le captage du CO2 ou du soufre.

Si la chaufferie à gaz ne rejette pas ou peu des déchets solides, la combustion du charbon produit du mâchefer (10% de la masse) et de la suie (10% de la masse) qui sont valorisés par des partenaires pour être utilisés dans les revêtements routiers, le renflouement de carrière ou les ciments.

La gestion de l’eau est également une préoccupation permanente puisque les chaufferies en consomment de très grandes quantités. L’eau de la Seine, toute proche, est pompée et déminéralisée par diverses techniques avant d’être chauffée et injectée dans le réseau de chaleur. Si le réseau de chaleur se veut théoriquement en circuit fermé, il perd en réalité 50% de la quantité d’eau injectée au démarrage. Les « pertes » sont en partie dues à la vente de vapeur à certaines industries, blanchisseries notamment, mais surtout aux fuites et à la vétusté des installations de chaleur des immeubles.

Vers une énergie considérée comme verte ?

A l’heure actuelle, la CPCU cherche à produire au moins 50% de sa vapeur par des énergies renouvelables. Le traitement des effluents et déchets n’y contribue pas directement mais permet de limiter les quantités d’énergie fossile utilisées. Dans le même temps, elle développe la géothermie dans le nord de Paris, associe les incinérateurs à sa production de chaleur et travail sur des chaudières charbon fonctionnant avec un apport de bois. Le charbon est à l’heure actuelle une énergie fossile mal vu par l’opinion et les pouvoir publics mais constitue du point de vue de l’entreprise, l’énergie du futur car il a un très bon rendement énergétique, il est présent en grande quantité et les nouvelles techniques permettent de réduire fortement son impact écologique. Le procédé mis en place utilisant de granulat de bois, va permettre de mixer le charbon avec une énergie renouvelable. Le mix énergétique global constitué par l’ensemble de ces types de production permettra aux clients du chauffage urbain d’obtenir une TVA à 5,5% (TVA verte), au lieu de 20%, sans augmentation du coût hors taxe malgré le surcoût que ces procédés entrainent pour la CPCU.

D’autre part, la CPCU cherche depuis de nombreuses années à développer la cogénération sur certaines de ces chaudières. Les chaudières à gaz et à charbon sont déjà toutes équipées de turbines leur permettant de produire leur propre électricité et ainsi d’être autonomes en cas de problèmes d’approvisionnement. Depuis 2001, elle développe des chaudières qui produisent de l’électricité. Des bruleurs alimentés en gaz naturel chauffent de l’air extérieur qui fait tourner une turbine, entrainant un alternateur producteur d’électricité. L’air chaud en sortie de turbine est réutilisé afin de produire de la chaleur. Néanmoins, la libéralisation du secteur de l’énergie en 2007 a eu un effet pervers sur l’utilisation de cette technologie. Avant cette date, un contrat liait la CPCU et EDF, permettant à cette installation de marcher de façon régulière. Depuis la libéralisation des marchés de l’électricité et du gaz ce contrat n’a pas été renouvelé. Cette installation ne fonctionne dorénavant que très ponctuellement pour la production d’électricité ce qui risque à terme de remettre son utilisation en cause. Cette situation est assez paradoxale lorsque l’on sait que les électriciens cherchent à développer la cogénération sur les centrales nucléaires en récupérant la chaleur qu’elle relâche dans l’atmosphère [2].

Quel avenir le chauffage urbain à Paris?

Avec l’extension de son réseau dans Paris et le raccordement des petits réseaux de la petite couronne, la CPCU va desservir de plus en plus de franciliens dans les années à venir. Les efforts apportés aux traitements de ses effluents ainsi que l’utilisation d’énergies renouvelables pour la production de chaleur devrait lui permettre de concurrencer durablement l’énergie électrique. Reste l’impact psychologique que peu produire une installation comme celle de Saint Ouen sur les personnes qui habitent aux alentours. Mais en y regardant mieux, on s’apercevra rapidement que ces sites, non classés Seveso, sont souvent installés de longues dates sur des emplacements qui étaient à l’époque dénués d’habitations. C’est aujourd’hui la ville qui se construit autour. Certains quartiers, comme l’éco-quartier de Saint-Ouen, intègre de nouveaux réseaux de chaleur dans leur conception. La chaleur apparait donc comme une énergie ayant un bel avenir devant elle.


[1] Cet article résulte d’une visite du site de Saint-Ouen par 14 élèves du Master MTI le 28 octobre 2014.

[2] Pour en savoir plus sur la cogénération, Martin nous a donné sa vision sur le sujet la semaine dernière : http://mti-review.com/transition-energetique-francaise-utopie-realite/

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Grégory Chatelain

Grégory Chatelain

Issu du monde de la recherche, Grégory est depuis de nombreuses années impliqué dans le développement de projets innovants pour l’industrie pharmacologique, nucléaire et des nanotechnologies. Il s’intéresse aujourd’hui à la gestion de projets innovants et aux questions de financement de l’innovation technologiques. Contactez Grégory: gregory.chatelain@hotmail.fr.

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