La récupération de la chaleur des eaux d`égouts, objet du projet

La récupération de la chaleur des
eaux d’égouts, objet du projet INNERS
Au cours des dernières années, l’on s’est
Le projet de Dewsbury
beaucoup consacré à diminuer au mieux
“La durée du projet INNERS est de quatre ans. Période pendant laquelle nous nous efforçons de comprendre le fonctionnement de la chaîne de l’eau de
ville dans le domaine de l’énergie, de mettre en
pratique des solutions novatrices dans le réseau
urbain, et de proposer les lignes directrices pour la
gestion future en Europe. A mon avis, le quartier
Dewsbury est un des projets INNERS les plus importants au Royaume-Uni : en collaboration avec une
société immobilière locale, l’université de Bradford
est impliquée dans les recherches sur les possibilités d’utilisation de l’eau de pluie pour le chauffage
et le rafraîchissement des maisons d’habitation”.
les pertes de chaleur dans les bâtiments,
en considérant notamment l’enveloppe
du bâtiment et la ventilation avec récupération de chaleur. L’étape logique suivante
est la récupération de l’énergie de nos
eaux usées.
“L
a récupération de la chaleur des eaux
d’égouts est possible, mais ce process
est encore à ses débuts dans notre pays”,
affirme Wendy Francken, directeur de VLARIO. Il est
donc bon d’observer ce qui se passe au-delà des
frontières. Le projet INNERS (INNovative Energy
Recovery Strategies), auquel collaborent onze partenaires de six pays - dont VLARIO et Aquafin - dans
le cadre de projets tests qui prennent en considération tout le réseau d’eau, de la production d’eau à
l’épuration de l’eau, permet de donner forme à l’idée
et de préparer les applications concrètes.
On peut tirer beaucoup de bénéfices des égouts communaux. INNERS repose sur cinq piliers : chercher
la meilleure manière de récupérer et de réutiliser
l’énergie dans les circuits d’eau urbains; démontrer
les possibilités et optimaliser l’utilisation de
l’énergie thermique des eaux usées; identifier et
lever les barrières juridiques et organisationnelles à l’implémentation de techniques novatrices.
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Dans plusieurs pays (dont la Suisse, l’Allemagne et
la Suède), il y a des installations qui récupèrent la
chaleur des égouts par l’intermédiaire d’une pompe
à chaleur ; elles fonctionnement à la satisfaction de
tous. Dans certaines circonstances, cette manière
de faire s’avère meilleur marché qu’une pompe à
chaleur géothermique. En Flandre aussi on finance
des études de faisabilité visant à explorer les possibilités de cette technique. Entre aussi en considération, la rentabilité du chauffage collectif résidentiel
et du chauffage dans les grands bâtiments (institutions de soins et hôtels par exemple).
Wendy Francken : “Dans le cadre de son projet test
de Louvain, le centre d’excellence VLARIO étudie
la possibilité de récupération de chaleur dans les
égouts communaux et explore les conditions juridiques auxquelles il faut faire face. A qui appartient
finalement la chaleur récupérée dans les égouts ? A
la commune ? A la société de distribution de l’eau?
Aux habitants qui paient pour le traitement des
eaux usées ? En outre, la dissémination des connaissances est une tâche commune de tous les partenaires liés au projet. Certains égouts véhiculent
un grand débit d’eau chaude. Sous quelles conditions techniques, juridiques et économiques peutelle être utilisée comme source de chaleur alternative pour les pompes à chaleur?”
Fiabilité d’approvisionnement
Une pompe à chaleur géothermique est la solution
par excellence. Le système fonctionne bien, mais
coûte cher. Dans un tel système il faut, en moyenne, la chaleur récupérée dans les égouts de 30
maisons d’habitation anciennes et moyennement
isolées pour chauffer une maison. Il faut un débit
d’au moins 15 m³/h. Puis, il y a les problèmes à
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d tir
résoudre qui apparaissent inévitablement si on
couple, comme source, le réseau des eaux d’égout
à la pompe à chaleur.
“Il est conseillé de coupler l’énergie thermique des
égouts à l’énergie provenant d’une installation classique de chauffage”, précise Wendy Francken. “La
distance entre les égouts et les utilisateurs a toute
son importance. Si la distance est supérieure à 200
m, la récupération de l’énergie thermique des égouts
publics n’est pas intéressante sur le plan économique. Il y a également lieu de considérer le profil
d’utilisation pour s’assurer s’il y a un sens à installer le système”.
Rentabilité
Récupérer la chaleur des égouts au niveau des
immeubles n’est rentable que s’il y a au moins 50
unités d’habitations. La récupération de la chaleur permet de produire de l’eau chaude sanitaire :
l’investissement est récupéré en 4 à 5 ans. En outre,
les eaux usées de l’immeuble refroidissent moins
vite que dans les égouts. Il en résulte plus d’énergie
par mètre cube et un COP plus élevé. Le principe du
contre-courant est parfaitement applicable pour le
chauffage de piscines.
En résumé : la chaleur des eaux usées peut être récupérée à trois niveau. Tout d’abord, dans l’immeuble
Projet VLARIO
L’objectif d’INNERS est de rendre plus durable la chaine d’eau
sur le plan de l’énergie. INNERS a
débuté en avril 2011 et se termine
en décembre 2014.
Dans le cadre de ce projet, VLARIO prendra la responsabilité de la
récupération de la chaleur des eaux
même. C’est dans ce cas qu’on en tire le plus de bénéfices, par exemple par la récupération de la chaleur
de l’eau des douches ou l’eau des lave-vaiselle. En
deuxième lieu, les égouts proches. La température
de l’eau rejetée y est en moyenne de 15°C : suffisant
pour en tirer un bon rendement, mais avec la possibilité de la formation de boues. Finalement, la récupération de chaleur dans les stations d’épuration. Il
n’y a pas de formation de boues, mais la température
de l’eau est sensiblement moins élevée.
Applications
La récupération de la chaleur des eaux d’égouts au
moyen d’échangeurs de chaleur plans dans les canalisations est appliquée à grande échelle en Allemagne et en Suisse. Elle est applicable aussi bien
dans les installations existantes que dans les nouveaux égouts. Un système de pompage peut être
une alternative pour l’échangeur de chaleur. Il y a
plus de complexité sur le plan des commandes et de
la régulation, mais le rendement de la production
d’énergie est élevé. Concrètement, on pompe l’eau
des égouts et on la fait passer par un échangeur de
chaleur dans le bâtiment ; elle est ensuite déversée dans les égouts. Cette manière de faire nécessite une installation relativement importante, dont
il n’est pas certain que l’on puisse la construire dans
un immeuble en centre-ville. Pourtant, c’est là qu’on
peut en tirer le plus grand bénéfice.
d’égouts de ce premier projet pilote
en Belgique. Plusieurs études de faisabilité ont déjà été réalisées, mais
dans chaque cas, il y avait un des
paramètres cruciaux qui n’était pas
optimalisé. Il faut traiter plusieurs
questions pour rendre un tel projet
faisable. Quels sont les égouts communaux qui conviennent pour la
récupération d’énergie sous cette
forme ? Quand la récupération de
es
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eau
D’autres points méritent attention dans le cadre
de la récupération de la chaleur des eaux d’égout.
Wendy Francken : “Les problèmes d’encrassement
par exemple. Un biofilm – une couche de microorganismes entourée de mucus autoproduit et accrochée aux surfaces – peut réduire le transfert de
re
chaleur de près de 50%. Heureusement la réducdes tirez
tion peut être limitée à 20% en vidangeant pério-ea
ux plus
usé
diquement les eaux usées. Autre possibilité : pases
ser deux fois par an à travers les égouts avec un
jet d’eau à haute pression”.
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Après une première évaluation de la récupération
de la chaleur, il y a lieu d’organiser une campagne
de mesures parce que les variations de débit et de
température des eaux usées sont de grande importance pour la rentabilité du système. Finalement,
pour profiter au maximum de la chaleur tirée des
eaux d’égouts, il faut éviter de les mélanger à l’eau
de pluie. L’eau de pluie est plus froide et diminue
la température des eaux d’égouts. Des systèmes
d’égouts déconnectés constituent certainement
une plus-value.
chaleur est-elle possible avec des
échangeurs de chaleur? De quoi
faut-il tenir compte dans la mise
en œuvre d’un tel système ? De
quels paramètres et de quelles limitations faut-il tenir compte dans
l’exécution du projet ?
Un autre aspect exploré par VLARIO: l’aspect juridique. A qui
appartient la chaleur récupé-
rée? Pour l’instant, il n’y a pas en
Flandre de prescriptions, ni règlements ni, lois qui définissent la
manière de traiter la récupération
de la chaleur des eaux d’égouts.
E
www.vlario.be
E www.inners.eu
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