La récupération de la chaleur fatale est un des leviers de la transition énergétique car elle représente une source d’économie d’énergie importante. En 2023, l’Ademe évaluait le gisement de chaleur fatale à presque 110 TWh dans le secteur industriel (soit 36 % de sa consommation totale de combustible) et à un peu moins de 9 TWh1 dans les usines d’incinération d’ordures ménagères, les data centers et les stations d’épuration d’eaux usées. La chaleur fatale présente donc un potentiel d’énergie considérable et des avantages environnementaux indéniables.
Qu’est-ce que la chaleur fatale ?
La chaleur fatale est la chaleur générée par un procédé, industriel ou autre, dont la finalité n’est pas la production d’énergie. Si on prend l’exemple d’un four industriel, seuls 20 à 40 % de l’énergie du combustible consommé constituent de la chaleur utile au fonctionnement du four, ce qu’on appelle aussi les utilités industrielles. Les 60 à 80 % restants forment la chaleur fatale, qui est potentiellement récupérable et valorisable.
Bon à savoir : La chaleur fatale est produite sous différentes formes : rejets gazeux, liquides et diffus (dus dans ce dernier cas à des défauts d’isolation des canalisations, des parois, et à des ouvertures non fermées).
Pourquoi récupérer la chaleur fatale ?
La récupération de chaleur fatale présente plusieurs avantages, tant sur le plan économique qu’environnemental.
Avantages économiques
D’un point de vue économique, la récupération de chaleur fatale permet de :
- Faire une économie d’énergie en entreprise,
- Réduire ses dépenses et sa dépendance aux énergies fossiles,
- Avoir une meilleure visibilité sur les coûts de production,
- Disposer d’une énergie thermique déjà payée et satisfaisant les besoins de chaleur en interne,
- Produire de l’électricité qui est autoconsommée,
- Réaliser un gain en réinjectant la chaleur thermique dans un réseau de chaleur urbain et/ou en raccordement à un autre site industriel ou à une serre agricole,
- Revendre l’énergie électrique produite et l’injecter dans le réseau public.
Enfin, la récupération de chaleur fatale participe au développement d’une synergie économique et environnementale avec le tissu industriel et les territoires.
Avantages environnementaux
La récupération de la chaleur fatale est une démarche éco-efficiente qui s’inscrit directement dans la transition énergétique des différents secteurs d’activité. Cette stratégie est d’ailleurs soutenue par l’Ademe à travers le Fonds Chaleur. Ce dispositif a pour vocation d’inciter les professionnels à remplacer des installations utilisant des énergies fossiles par des équipements de production d’énergies renouvelables de chaleur et de froid, ou à mettre en place un mécanisme de récupération d’énergie (EnR&R). Ces systèmes peuvent être raccordés à des réseaux de distribution.
La récupération de la chaleur fatale participe activement à la décarbonation de l’industrie et de tous les secteurs sources de chaleur fatale. Cette démarche permet de :
- Réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) en utilisant une énergie de récupération à contenu CO2 nul,
- Réduire les émissions de polluants issus de la combustion,
- Développer une économie circulaire, avec une approche plus durable de la production.
La récupération de chaleur fatale et sa valorisation en interne et/ou en externe enrichissent également la stratégie RSE2 de l’entreprise et confortent ses engagements en matière de développement durable et de sobriété énergétique.
Comment fonctionne la récupération de chaleur fatale ?
Concrètement, les solutions mobilisées pour mener à bien la récupération de la chaleur fatale dépendent de la nature des rejets à traiter :
- Les rejets gazeux (fumées, air chaud et vapeur). Ils sont captés grâce à des échangeurs thermiques positionnés sur leurs conduits d’évacuation.
- Les rejets liquides (eaux usées, refroidissement et purge). Dans ce cas, l’échangeur thermique est raccordé directement au flux de liquide. L’énergie est alors récupérée pour chauffer l’eau chaude sanitaire, et alimenter les pompes à chaleur (PAC).
- Les rejets diffus. Ils sont difficiles à capter car il s’agit d’un gisement anormal de chaleur fatale, et ils ne sont pas associés à un flux prévisible.
La mise en place d’une stratégie de récupération de chaleur fatale nécessite préalablement la réalisation d’un audit énergétique industriel et thermique pour identifier les sources de chaleur, les volumes et les températures exploitables.
Bon à savoir : Votre agence spécialisée en courtage en énergie pour les ETI et grandes entreprises réalise pour votre compte un audit énergétique complet afin d’identifier les gisements de chaleur fatale. Elle vous accompagne dans la mise en œuvre d’une stratégie de récupération de chaleur fatale et de valorisation interne et/ou externe.
Quels sont les secteurs qui génèrent le plus de chaleur fatale ?
Outre l’industrie, bien d’autres secteurs génèrent de la chaleur fatale, à l’instar des :
- Raffineries,
- Sites de production d’électricité,
- Stations d’épuration des eaux usées,
- Usines d’incinération des ordures ménagères,
- Centres hospitaliers,
- Data centers,
- Bâtiments du tertiaire.
Bon à savoir : Les gisements et les opportunités de récupération de chaleur fatale sont nombreux et présents sur tout le territoire.
Exemples et applications concrètes de la récupération de chaleur fatale
Parmi les nombreux exemples existants, on peut citer la mise en service du système de récupération de chaleur fatale du data center Equinix3, pilotée par le SMIREC (Syndicat mixte des réseaux d’énergie calorifique).
Les kWh issus de la récupération de chaleur fatale proviennent des systèmes de refroidissement des serveurs du data center. L’eau fournie par le centre de données est à environ 28 °C et ses calories alimentent, via un système de pompe à chaleur, le réseau de chaleur de la ZAC Plaine Saulnier. Le premier équipement ayant bénéficié de la récupération de chaleur fatale du data center a été le centre aquatique olympique4.
Les défis et limites de la récupération de chaleur fatale
La récupération de chaleur fatale présente de nombreux avantages économiques et environnementaux, mais la mise en œuvre d’un tel projet peut se heurter à des difficultés techniques et financières. En effet, suivant la nature des rejets de chaleur fatale, il est parfois nécessaire d’avoir recours à des technologies avancées et à des processus complexes pour garantir la rentabilité du projet. En plus, il est essentiel d’intégrer ces étapes et mécanismes de récupération de chaleur fatale aux processus existants.
Malgré ces contraintes, la récupération de chaleur fatale est une filière innovante et à fort potentiel de développement.
Bon à savoir : La chaleur fatale représente une source d’énergie considérable. Il est donc très intéressant d’organiser un système de récupération de cette énergie disponible à volonté et gratuite.
Perspectives d’évolution de la récupération de chaleur fatale
Les perspectives d’évolution de la récupération de chaleur fatale s’annoncent plutôt favorables. Ainsi, la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE) pour la période 2019-2028, adoptée le 21 avril 2020, demande aux centres de données de plus de 1 MW de valoriser cette source d’énergie.
Plus généralement, la loi prévoit5 :
- 38 % de chaleur renouvelable issue de la récupération de chaleur fatale d’ici 2030,
- De multiplier par 5 la quantité de chaleur et de froid renouvelables et de récupération livrée par les réseaux en 2030.
Pour mettre en œuvre une stratégie de récupération de chaleur fatale efficiente, faites appel à votre courtier Optima Énergie, expert en énergie.
- https://librairie.ademe.fr/index.php?controller=attachment&id_attachment=2540&preview=1
↩︎ - https://www.cci.fr/ressources/developpement-durable/responsabilite-sociale-rse
↩︎ - https://www.smirec.fr/actualites/vie-du-reseau/inauguration-de-la-recuperation-de-la-chaleur-fatale-du-data-center-a-saint-denis-le-21-juin-2024.html
↩︎ - https://www.usine-digitale.fr/article/a-saint-denis-le-centre-aquatique-olympique-et-1000-logements-seront-chauffes-par-un-data-center.N2215027
↩︎ - https://atee.fr/system/files/2021-11/02.DGEC_La%20réglementation%20relative%20à%20la%20chaleur%20fatale.pdf
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