CHAUFFAGE A DISTANCE

 Création d'un réseau de chauffage à distance à bois, à L'Isle/VD

Texte et photos: Eric de Lainsecq


 

Le principal moteur et détonateur du projet de chaufage à distance à été 
le château de L'Isle, qui abrite l'administration et l'école communales.

 
Lorsque toutes les conditions sont réunies, le chauffage à distance à bois s'avère être la solution la plus rationnelle - voire idéale! - à très long terme. Celui mis en service à L'Isle illustre de manière exemplaire l'adéquation entre exploitation d'une ressource énergétique indigène, concept technique bien pensé et confort général à un coût défiant toute concurrence. Démonstration sur le terrain.
 
L'Isle est une commune forestière, dont cinq bâtiments communaux présentaient non seulement d'importantes charges d'exploitation, mais aussi des installations en fin de parcours. En 2002, demande est ainsi faite à un bureau d'ingénieur-conseil d'étudier la possibilité d'une réalisation de chauffage à distance à bois. La nouvelle centrale de chauffe étant implantée au centre du village, force est de constater que le réseau passe par des rues jalonnées d'habitations privées: le bureau d'étude propose alors une variante qui, tenant compte de ce paramètre, permet d'optimiser/rationaliser le projet dans son ensemble.

Deux façons de calculer le coût du kWh. Moyennant une augmentation de la section des conduites du chauffage à distance, l'établissement d'un règlement de l'énergie, la mise en place d'un raccordement et d'un compteur à l'entrée des bâtiments privés, la deuxième solution montre en effet que le prix de l'énergie s'élèvera à 12 ct/kWh, coût permettant à la fois de couvrir les frais d'exploitation et d'amortir l'investissement du projet. Ce coût est certes supérieur au prix d'achat de l'énergie du mazout, qui est de l'ordre de 6 ct/kWh, mais il faut ajouter à ce dernier l'entretien de la chaudière, la révision de la citerne ainsi que du brûleur, la consommation électrique du brûleur, le ramonage, etc. Enfin, il faut tenir compte du fait que l'espérance de vie d'une chaudière à mazout est relativement limitée, soit de 10 à 15 ans. Et, pour un investissement de 12'000 francs, il faut également compter 10 % par an d'amortissement, soit 1'200 francs. Dans le cas d'une maison consommant environ 20'000 kWh par an, le prix d'achat de l'énergie du mazout est, sur ce seul plan, déjà comparable à celui du chauffage à distance. Les avantages du CAD à bois sont, quant à eux, évidents et multiples: il est en mesure de distribuer de la chaleur ad vitam eternam, il n'induit aucun investissement - la sous-station côté primaire restant propriété du CAD -, et il implique que l'utilisateur n'a plus de souci à se faire pour remplir la citerne, effectuer le ramonage et faire appel à des entreprises pour les révisions usuelles de l'installation. En outre, un utilisateur raccordé au CAD ne peut que constater une diminution de sa facture d'électricité

En deux étapes

Le projet se déroule en deux étapes. La première est peu importante pour le réseau, qui alimente depuis début octobre 2004 deux des cinq bâtiments communaux et quatre privés, dont un immeuble locatif. Mais dès l'année 2005, il prendra en considération la rue principale ainsi que deux autres bâtiments communaux. "Sans que nous ayons prospecté, nous avons déjà huit privés désireux de se raccorder, observe Dominique Perritaz, ingénieur responsable du concept et de la direction des travaux. Je précise que notre rayon d'influence est limité: nous sommes obligés de rester rationnels dans l'extension du réseau. En l'occurrence, nous ne pouvons pas l'allonger de 200 m pour aller chercher un client de 15 kW, d'autant plus que le gaz va aussi venir à L'Isle. Nous avons d'ailleurs travaillé avec la commune pour définir d'emblée les zones desservies par le CAD". Une première chaudière à bois de 250 kW a été mise en place, une seconde de 500 kW environ (la puissance sera déterminée par le nombre final de particuliers souhaitant se raccorder) le sera dès l'été 2005. Ces deux chaudières fonctionneront pratiquement toute l'année pour mettre le réseau en température: la plus petite durant l'été et les saisons intermédiaires, combinée avec la plus puissante durant la saison froide

Nous avons travaillé avec la commune pour définir d'emblée les zones desservies par le CAD. Une première chaudière à bois de 250 kw 
a été mise en place, une seconde de 500 kw le sera dès l'été 2005.

Chauffé de mille et une façons différentes - chaudière à mazout dans une cave avec sa citerne, chaudière électrique sous les combles, radiateurs électriques directs, classes encore pourvues de poêles à bois -, le principal moteur et détonateur du projet de réseau de chauffage à distance à été le vénérable et non moins superbe château de L'Isle, qui abrite, entre autres, l'administration et l'école communales.
Pour rester dans le droit fil de l'histoire, la chaufferie a, quant à elle, trouvé place dans une ancienne grange de stockage de bois. Mitoyen à la centrale de chauffe, un silo d'une capacité de 100 m3 est directement accessible par camion. Activés par des vérins hydrauliques, deux racleurs en extraient les copeaux de bois, et les acheminent sur une vis sans fin via la centrale. "Nous n'avons pas construit un grand silo car, d'une part, l'idée est aussi de rester souple sous ce couvert et, d'autre part, la commune a construit un hangar de stockage de plaquettes en forêt de 1'000 m3. Dans une première étape, une pleine charge du silo durera un mois en moyenne. Dans la seconde, elle se fera au maximum tous les dix jours", commente Dominique Perritaz.

La chaufferie est située dans une ancienne grange à bois

L'armoire est dotée d'un ordinateur travaillant comme un serveur Web: depuis son bureau, l'ingénieur peut agir, lire, tirer des courbes de fonctionnement, faire des analyses et optimiser l'installation.
 

Dès l'année 2005, le réseau de chauffage à distance prendra en considération la rue principale ainsi que deux autres bâtiments communaux.

Visite de la centrale de chauffe

A l'heure où nous publions, la chaudière à bois de 250 kW avec son multicyclones pour le dépoussiérage des fumées a déjà été mise en service. Entre outre, toutes les réserves nécessaires à l'installation d'une seconde chaudière à bois de 400, 500 ou 600 kW selon les besoins ont été réalisées.
La chaufferie comprend aussi une chaudière à mazout avec sa citerne. Cette chaudière de 250 kW a plusieurs fonctions: apporter un secours en cas de problème, écrêter des pointes - dimensionner le bois coûtant plus cher en puissance que le mazout -, et assurer la production de chaleur lors d'une très faible demande d'énergie, par exemple en été. Enfin, on trouve tout le système d'expansion relié au réseau d'eau chaude, et les pompes du CAD avec leur départ à 80° C dans le terrain et leur retour à 72° C. Ces pompes sont à débit variable. L'une va tourner en hiver, l'autre en été et demi-saisons. "J'ai là aussi essayé de les décanter sur les plans du débit et de la pression, remarque l'ingénieur. On doit toujours essayer avec les appareils - que ce soient des chaudières à bois ou des pompes - d'être dans les plages optimales de fonctionnement, pour minimiser leur consommation d'électricité et prolonger leur durée de vie. Lorsque des éléments d'une installation sont surdimensionnés, c'est tout le projet qui devient onéreux. Si, par exemple, les pompes sont trop grosses, elles ne tournent pas suffisamment vite. Mais diminuer leur vitesse signifie aussi que leurs moteurs vont rapidement griller puisqu'ils doivent tourner à un certain nombre de tours pour assurer leur refroidissement"

 

 

 

 

Visite de la centrale de chauffe

A l'heure où nous publions, la chaudière à bois de 250 kW avec son multicyclones pour le dépoussiérage des fumées a déjà été mise en service. Entre outre, toutes les réserves nécessaires à l'installation d'une seconde chaudière à bois de 400, 500 ou 600 kW selon les besoins ont été réalisées.

La chaufferie comprend aussi une chaudière à mazout avec sa citerne. Cette chaudière de 250 kW a plusieurs fonctions: apporter un secours en cas de problème, écrêter des pointes , dimensionner le bois coûtant plus cher en puissance que le mazout -, et assurer la production de chaleur lors d'une très faible demande d'énergie, par exemple en été. Enfin, on trouve tout le système d'expansion relié au réseau d'eau chaude, et les pompes du CAD avec leur départ à 80° C dans le terrain et leur retour à 72° C. Ces pompes sont à débit variable. L'une va tourner en hiver, l'autre en été et demi-saisons. "J'ai là aussi essayé de les décanter sur les plans du débit et de la pression, remarque l'ingénieur. On doit toujours essayer avec les appareils - que ce soient des chaudières à bois ou des pompes - d'être dans les plages optimales de fonctionnement, pour minimiser leur consommation d'électricité et prolonger leur durée de vie. Lorsque des éléments d'une installation sont surdimensionnés, c'est tout le projet qui devient onéreux. Si, par exemple, les pompes sont trop grosses, elles ne tournent pas suffisamment vite. Mais diminuer leur vitesse signifie aussi que leurs moteurs vont rapidement griller puisqu'ils doivent tourner à un certain nombre de tours pour assurer leur refroidissement"

 

La chaudière à bois de 250kw est opérationnelle, et toutes les réserves nécessaires à l'installation d'une seconde chaudière à bois de 400, 500 ou 600 kw selon les besoins ont été réalisées.
La chaudière à mazout de 160 kw a plusieurs fonctions: apporter un secours en cas de problème, écrêter des pointes et assurer la production de chaleur lors d'une très faible demande d'énergie.
     

Minergie, réalisée par M.Castman, ERBAT Sàrl 
Grand-Rue 32 - 1315 La Sarraz

 
 

Gestion high-tech et conclusion

D'une façon générale, la gestion, la commande et la régulation des chaudières à bois est une affaire propre au fabricant: tout ce qui concerne le silo, l'amenée du combustible, le décendrage, le multicyclone, les chaudières elles-mêmes est géré depuis une armoire située dans le local. Celle-ci regroupe également la gestion de la chaudière à mazout, du départ du CAD, des pompes, des fonctions mais aussi la gestion des alarmes pour l'ensemble des chaudières. Une petite nouveauté technologique: l'armoire est dotée d'un ordinateur travaillant comme un serveur Web; autrement dit, de son bureau, l'ingénieur peut agir, lire, tirer des courbes de fonctionnement, faire des analyses et optimiser l'installation. 

 

Pour conclure, on notera que le CAD de l'Isle à été conçu sans maillon faible, tant sur le plan de la réalisation que sur celui de la qualité des équipements, à savoir les sous-stations avec échangeur de chaleur à plaques permettant de séparer complètement le réseau de l'utilisateur, ou encore les conduites à distance dont le tube de service, la mousse PUR et la gaine PE forment une unité, ce qui exclut une infiltration d'eau le long du tube de service.
Un joli projet d'une puissance totale de 900 kW qui consiste, à terme, à brûler annuellement 2'000 m3 de plaquettes forestières.

Les pompes du CAD avec leur départ à 90°C. dans le terrain et leur retour à 70°C.
Sous-station avec échangeur de chaleur à plaques permettant de séparer complètement le réseau de l'utilisateur.
     



Principaux intervenants:
Ingénieur civil:
Hydro-Concept Sàrl, 1400 Yverdon-Les-Bains

Ingénieurs CVS:
Bois-Energie, 1694 Villargiroud

Dominique Perritaz, ingénieur responsable du concept et de la direction des travaux.

Article parut dans le magazine "domotech"
Magazine professionnel romand des technologies du bâtiment et de le l'énergie
N°1 décembre 2004

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