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Qu’est-ce que la chaleur renouvelable ?

La chaleur, qu’est-ce que c’est ?

Qu’est-ce que la chaleur ? Quelle est sa part dans la consommation d’énergie globale ? Quels sont les enjeux de sa production ? Comment celle-ci peut-elle être qualifiée de « renouvelable » ?

On vous explique tout !

Aujourd’hui, quand on réfléchit à l’énergie que nous consommons, on pense souvent en premier lieu à l’électricité que nous utilisons tous les jours à la maison, ou à l’essence que nous mettons dans nos voitures. Pourtant, l’énergie que nous consommons c’est aussi et principalement de la chaleur !

Le saviez-vous ?

Les besoins en chaleur correspondent à la moitié de la consommation finale d’énergie !

Cette consommation finale d’énergie, qu’est-ce que c’est ?

C’est l’ensemble de l’énergie consommée par les utilisateurs finaux tels que les ménages, les entreprises de services, l’industrie et l’agriculture. En d’autres termes, c’est l’énergie qui est livrée au consommateur final pour tous les usages énergétiques.

La part belle de la chaleur dans la consommation d’énergie

graphique répartition de la chaleur dans la consommation d'énergie

Voici comment se répartit dans l’Union Européenne la consommation finale entre les principaux usages énergétiques : l’électricité, le transport (voiture, train, avion…) et la chaleur.

L’utilisation d’énergie sous forme de chaleur représente plus de 47%, c’est le premier poste de consommation d’énergie primaire (une source d’énergie primaire est une forme d’énergie disponible dans la nature avant toute transformation).

En France, compte tenu de notre histoire et de nos spécificités économiques, cette répartition est légèrement différente, la chaleur restant toutefois le premier poste.

Si vous voulez en savoir plus, l’association Negawatt a créé un graphique complet, permettant de visualiser de manière plus détaillée les flux énergétiques de notre pays : les sources primaires et les « vecteurs » qui permettent de transporter cette énergie jusqu’aux usagers finaux. Je consulte le graphique.

Chez Newheat que retenons-nous de cette situation ?

La chaleur, autrement appelée énergie « thermique » ou énergie « calorifique », c’est 50% des besoins en énergie de l’humanité, et elle est produite à 80% par des énergies fossiles : il est temps d’agir !

La chaleur pour quels usages ?

La consommation de chaleur peut se décomposer en 2 principaux usages :

La chaleur utilisée dans l’industrie :

Dans l’industrie, la plupart des procédés de création d’un produit ou de transformation de matière, nécessitent un apport en énergie thermique. Par exemple pour cuire, faire fondre, sécher, etc.

Il suffit de regarder autour de nous pour trouver des produits qui nécessitent tous beaucoup de chaleur pour leur production : le métal, le plastique, le bois, le papier, le verre, le plâtre, les produits agro-alimentaires, les produits chimiques, les briques, etc. Rien (ou presque) n’est produit ou transformé sans énergie thermique.

Photo représentant le brulage du gaz au sommet d'une cheminée d'usine

Pour mieux comprendre les enjeux de ces besoins en chaleur industrielle (qui en Union Européenne représentent 47% de la consommation de chaleur), il est important de noter que ceux-ci varient fortement en fonction des secteurs industriels, notamment en termes d’intensité (volume) mais aussi de niveau de température.

Ainsi, certains secteurs comme la production de fer et d’acier vont consommer beaucoup d’énergie thermique et surtout de la chaleur dite à « haute température » (supérieure à 400°C). Quand d’autres secteurs, comme l’industrie agroalimentaire, consomment principalement de la chaleur à « basse température » (inférieure à 100°C).

graphiques représentant la répartition besoins en température dans l'industrie

La chaleur utilisée pour les bâtiments et logements :

Concernant les besoins en chaleur des bâtiments et logements, ils correspondent principalement au chauffage, mais également à la production d’eau chaude sanitaire et de cuisson pour l’alimentation. Ils représentent 48% de la consommation de chaleur en Union Européenne et sont en très grande majorité constitués de besoins de chaleur à « basse température ».

Pour ceux qui auront suivi jusqu’ici, les 5% de consommation de chaleur restante, en dehors de l’industrie et des bâtiments et logements, se retrouvent principalement dans le secteur agricole.

photo représentant un champ de capteurs solaires pour alimenter un réseau de chaleur urbain

Lorsqu’on analyse la manière dont ces besoins sont adressés, on remarque qu’il existe 2 principaux types de solutions de chauffage des bâtiments et des logements:

  • individuelles (chaque bâtiment ou logement disposant de sa propre solution de chauffage, de type chaudière gaz ou radiateur / ballon d’eau chaude électrique)
  • collectives (un groupe de bâtiments et/ou logements mutualisant l’utilisation d’une unique solution de production de chaleur centralisée, soit des chaudières collectives ou à plus grande échelle ce qu’on appelle les « réseaux de chaleur »).

Si l’on observe les différents pays européens, on remarque qu’il existe une forte disparité dans le développement de ces deux types de solutions. Cela s’explique principalement par les choix industriels et stratégiques historiques de ces différents pays.

Ainsi, on va retrouver dans certains pays comme la France, la Grande-Bretagne ou les Pays-Bas, une très grande domination des moyens « décentralisés ». En France, le choix historique de développer l’énergie nucléaire, permettant de produire massivement et à coût compétitif de l’électricité décarbonée, a conduit à l’installation massive de système de chauffage individuels électriques. Le renchérissement de ce coût d’électricité pour le nucléaire « nouvelle génération », les contraintes d’intermittence des nouveaux moyens de production d’électricité renouvelable (solaire photovoltaïque, éolien sur terre et en mer) et la falaise d’investissement qui se dresse face à nous pour remettre à niveau notre parc nucléaire tout en développant ces nouvelles capacités de production électriques renouvelables remettent actuellement fortement en cause la pertinence économique de ce modèle…

Mais d’autre pays, comme le Danemark, la Finlande, la Suède, ou en Europe de l’Est, ont fait le choix de développer des réseaux de chaleur, permettant ainsi de mettre en commun leurs moyens de production de chaleur.

Chez Newheat, nous sommes persuadés que l’approche par le développement de réseaux de chaleur est la bonne méthode ! Elle permet d’intégrer massivement des énergies renouvelables dans la consommation de chaleur des bâtiments et des logements. En effet, cette approche « centralisée » permet de réaliser des centrales de production de chaleur renouvelable d’une taille unitaire suffisamment grande pour pouvoir être réellement compétitives par rapport aux solutions fossiles actuelles.

La consommation de chaleur est composée de 2 principaux usages, relativement équivalents en volume : la chaleur utilisée dans l’industrie, et la chaleur utilisée pour chauffer les bâtiments et les logements.

Ok, mais comment produit-on de la chaleur ?

La principale méthode historique pour produire de la chaleur est de se baser sur un phénomène de combustion d’une source primaire. Cette source est parfois renouvelable (comme le bois qui va « repousser » et donc se renouveler, sous réserve d’une bonne gestion des forêts), mais elle est encore principalement à base d’énergies fossiles (charbon, fioul, gaz…).

Une autre source d’énergie primaire principale importante actuellement est l’énergie atomique des centrales nucléaires. L’énergie produite par ces centrales est toujours d’ordre thermique, et peut être directement utilisée en sortie des centrales pour alimenter des usines ou des réseaux de chaleur de villes situées à proximité. Elle peut également être utilisée pour créer un courant électrique via des systèmes de turbines. La centrale nucléaire produit alors de l’électricité, qui est ensuite transportée, distribuée et utilisée localement dans les systèmes de chauffages électriques, comme les radiateurs (convecteurs ou simples résistances) ou les pompes à chaleur.

Mais il existe également d’autres solutions pour produire de l’énergie thermique renouvelable, sans combustion ni fission atomique : la géothermie ou l’énergie solaire !

Vous l’aurez compris, il s’agit de ces dernières solutions renouvelables, sans combustion, fission ou émission de particules, que nous développons chez Newheat !

Justement, qu’appelle-t-on la chaleur renouvelable ?

Avant de parler de ce que l’on considère comme « renouvelable » dans la production de chaleur, il est important de parler de la seule énergie qui est absolument neutre pour notre environnement : celle que l’on ne consomme pas !

En effet, avant de chercher à produire de l’énergie thermique de la manière la plus vertueuse possible, la première chose à faire est d’en diminuer la consommation. Aucune solution de production de chaleur, aussi renouvelable soit-elle, n’aura un impact nul sur l’environnement : la construction de ces centrales « renouvelables » va forcément nécessiter la consommation de matières premières et autres ressources énergétiques.

La première des actions consiste à économiser l’énergie que nous consommons

Cette économie d’énergie thermique peut être effectuée de nombreuses manières : en améliorant l’isolation des bâtiments et logements, ou en améliorant les procédés des sites industriels, par exemple en récupérant l’énergie qui est parfois perdue lors d’un procédé industriel (four sans isolation, air chaud de combustion évacué à l’extérieur à 200°C…).

On peut également récupérer l’énergie thermique qui se dégage lors de la combustion d’un déchet que l’on doit faire disparaitre (l’exemple le plus commun étant le cas des Unités de Valorisation Energétique des déchets (UVED), qui brûlent nos déchets ménagers). C’est ce qu’on appelle la chaleur fatale, ou la chaleur de récupération. Vous retrouverez ainsi souvent le terme de chaleur (ou énergie thermique) renouvelable et de récupération, regroupée sous le sigle « EnR&R ».

Mais une fois que l’on a économisé et récupéré cette énergie, il nous reste tout de même à apporter de la chaleur issue d’une source primaire pour faire fonctionner nos usines et chauffer nos bâtiments et logements.

On regroupe sous le nom de chaleur renouvelable plusieurs filières très différentes, mais qui ont toutes en commun d’avoir fait la preuve de leur pertinence et de leur efficacité.  Elles doivent toutes être développées pour réduire notre dépendance aux énergies fossiles et réduire notre impact sur l’environnement :

  • La combustion de bois, ou « biomasse », sous toutes ses formes: que ce soit pour un usage domestique, collectif, industriel ou tertiaire.
  • La géothermie, qui consiste à récupérer l’énergie calorifique interne de la terre, et qui peut être effectuée à grande profondeur (quelques kilomètres, pour aller chercher des niveaux de températures élevés), ou à faible profondeur (100 à 200 mètres, profondeur où le sol reste à 12-15°C toute l’année).
  • La chaleur solaire (ou filière solaire thermique), qui consiste à capter l’énergie thermique du rayonnement solaire (à ne pas confondre avec l’énergie solaire photovoltaïque, qui utilise l’effet photoélectrique afin de transformer les photons émis par le soleil en électricité).
  • Les pompes à chaleur, qui permettent de transférer de l’énergie thermique d’une source froide (qui se refroidira) vers une source chaude (à réchauffer), inversant le sens naturel du transfert spontané de l’énergie thermique. Ces moyens de productions utilisent toutefois une source d’énergie pour fonctionner (électricité ou gaz). Il convient ainsi de bien vérifier le caractère renouvelable de cette source pour que l’on puisse considérer celles-ci également comme des moyens renouvelables.
  • Les gaz renouvelables, qui peuvent consister à la production de méthane en utilisant des matières organiques plutôt liquides (comme des déchets et lisiers) qui sont dégradés par des micro-organismes (la méthanisation), soit en transformant des matières organiques solides via des procédés thermochimiques (la pyro-gazéification). A noter également la possibilité de production d’hydrogène par l’électrolyse de l’eau (et de méthane par méthanation si souhaité) : le gaz est alors dans cette situation un vecteur, l’énergie étant alors l’électricité consommée par l’électrolyse, et la question de son caractère renouvelable étant ainsi déporté sur le secteur électrique.

La chaleur renouvelable actuellement en France

Selon le panorama de la chaleur renouvelable et de récupération, réalisé chaque année par les principaux syndicats des filières de chaleur renouvelable et en collaboration avec l’ADEME, la part de chaleur renouvelable et de récupération correspond à 22,8% de la consommation finale de chaleur en France en 2020 (la part de chaque filière dans la chaleur renouvelable produite se répartissant comme décrit dans le schéma ci-dessus).

Ce niveau est à comparer à la cible de 38% fixée pour l’année 2030 en France dans la Loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (LTECV) adoptée en août 2015 : l’atteinte de cette cible nécessitera une forte accélération du rythme de développement de la filière EnR&R !

En 2020, la part de la chaleur renouvelable et de récupération dans la consommation de chaleur en France était d’environ 22%, très loin des objectifs fixés de 38% pour l’année 2030 !

Chez Newheat, notre objectif est de contribuer fortement au développement des filières de chaleur renouvelable les plus vertueuses, afin d’offrir une alternative énergétique pour construire un avenir durable.

Vous pouvez dès à présenter consulter tous nos projets de centrales solaires thermiques. Elles permettent déjà d’approvisionner en chaleur fiable et compétitive, sans aucune émission de CO2, des réseaux de chaleurs urbains et des sites industriels en France et à l’international !

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