Pierre Veltz [1] : « les besoins de chaleur et de froid […] représentent près de la moitié de la demande énergétique (deux fois plus que l’électricité) et […] sont, dans le cas français, le levier principal et méconnu de décarbonation des territoires ».

La SPL Territoire d’Innovation a entrepris pour la desserte de la ZAC Ferney Genève Innovation (2 500 logements, 200 000 M² SDP activités économiques) de réaliser un réseau d’anergie (25°C température aller et 20°C température retour). 
Principalement, ce réseau exploitera les rejets de chaleur de l’accélérateur de particules du CERN dont l’un des puits de maintenance se situe à moins de 2 km de la ZAC Ferney Genève Innovation.

Une puissance de l’ordre de 10 MW est ainsi disponible en fonctionnement normal.

De plus, ce réseau repose sur un système de stockage géothermique inter saisonnier conçu pour emmagasiner l’énergie plus abondante de la période estivale afin de la restituer en hiver, au moment où la demande est importante. 

L’appel à manifestation d’intérêt démonstrateur de la ville durable

Le 17 mars 2022, la SPL Territoire d'Innovation, en charge du projet d'aménagement de la ZAC Ferney Genève Innovation pour le compte de Pays de Gex agglo, a été désignée lauréate de l'appel à manifestation d'intérêt démonstrateurs de la ville durable lancé fin 2021 par l'Etat.

Le dossier retenu propose de mettre en œuvre des démonstrateurs s'inscrivant dans la stratégie bas carbone de la ZAC Ferney Genève Innovation. Les réseaux de 5ème génération constituent l'axe le plus important de la candidature. 

Le projet va maintenant être accompagné par l'État pour une période de 36 mois, et va permettre à la SPL et ses partenaires institutionnels, industriels, académiques et de la recherche de bénéficier du soutien financier du programme d'investissement d'avenir jusqu'à 500 000 € afin d'amener à maturité les projets environnementaux. Ultérieurement, l'Etat pourrait contribuer à hauteur de 10 M€ pour le financement des démonstrateurs issus de cette phase d'incubation.

Cette aide va contribuer à la mise en place de l'écosystème d'innovation que l'Agglo du Pays de Gex et la SPL Territoire d’Innovation portent depuis de nombreuses années. 

Le réseau multi-énergies support d’un bouquet d’innovations

Les boucles tempérées permettent de récupérer, de stocker et de restituer plusieurs sources d’énergies renouvelables et de récupération. Demain l’enjeu est de multiplier les sources de récupération et de se relier à d’autres vecteurs énergétiques afin d’augmenter la part d’ENRR du réseau. Conscient du potentiel illimité du réseau d’anergie qui concerne tous les usages de la ville, lui donnant une forte capacité de réplicabilité, la SPL Territoire d’Innovation souhaite utiliser le réseau comme support à l’innovation ouverte. 

L’AMI démonstrateur de la ville durable permettra d’apporter des innovations pour l’ensemble de la chaine de valeur du réseau : les activités opérationnelles (récupération de chaleur / transport / Stockage / relève de température / distribution) et les fonctions supports (pilotage/commercialisation). Ainsi, près d’une dizaine de projets dont les niveaux de maturité (TRL) sont compris entre 5 et 7 pourront être testés :

• Récupération de la chaleur fatale sur voirie

Ces innovations sont en recherche d’un modèle économique robuste (par ex., réduction des couts d’entretien hivernal à évaluer) et d’une gouvernance adaptée. 

• Réseau Eaux Usées comme partie prenante du réseau d’anergie :

le procédé habituellement utilisé pour la récupération de chaleur sur le collecteur Eaux Usées serait ici utilisé pour évacuer les excédents de chaleur. L’ajout d’un nouvel usage à un dispositif existant permettrait de supprimer des installations de refroidissement plus consommatrice d’énergie (tour aéro-réfrigérante, …).

• Interconnexion entre les réseaux basse, moyenne et haute température

En partenariat avec Dalkia, SIG et le réseau de Génilac (Suisse), l’objectif serait de piloter des échanges de flux (chaud et froid) qui permettent d’adapter la température et les besoins de chaque réseau (évaluation des quantités et de l’impact sur les réseaux). Ce projet nécessite d’être étudié techniquement, économiquement et contractuellement entre la France et la Suisse.  

• Accompagner des propositions différenciantes en termes de types de sondes ou de mise en œuvre dans des sites contraints

En effet, la SPL Terrinnov prévoit le déploiement de 174 sondes géothermales à 230m de profondeur et souhaite étudier la faisabilité d’acquérir des sondes (coaxiales, dirigées) qui possèdent un meilleur rendement et sont plus pérennes avec un investissement de départ plus important.

• Accompagner à la prescription de solutions de stockage internes au nouveau bâti

Les solutions de géostructures permettant de stocker la chaleur directement dans les structures (fondations, voiles) de bâtiments sont encore très peu courantes mais pourtant économiquement très prometteuses. Il s’agira d’évaluer le modèle économique pour inciter les promoteurs à innover. 

• Proposer une solution de froid résidentiel décarboné

D’après le CEREMA, entre 2002-2007, le taux d’équipements individuels de climatisation dans le résidentiel a doublé passant de +0,7% à+ 1,9%. Il s’agit donc d’identifier des solutions collectives décarbonées de froid. La SPL Terrinnov souhaite accompagner plusieurs promoteurs impliqués à ses côtés dans l’analyse de la faisabilité de sa solution (technique, économique et en termes de confort) et dimensionner la réplicabilité à l’échelle de la ZAC. 

• Matériaux à changement de phase (PCM) pour préchauffer les pompes à chaleur (PAC)

A ce stade, des essais de laboratoire et de premières expérimentations en sites réels ont été réalisés mais uniquement à l’échelle de bâtiments autonomes. Cette expérimentation serait une première opportunité de tester les PCM à l’échelle d’un quartier relié à un réseau basse température. 

• Le pilotage multi énergie, un enjeu de l’efficacité des réseaux de 5ème génération

Les basses températures permettent à la fois de capter des sources diversifiées de chaleur fatales mais également de coupler efficacement d’autres vecteurs énergétiques : photovoltaïque, solaire thermique…

Les réseaux d’anergie sont par nature ouverts aux solutions d’import/export d’énergie, l’enjeu sera de développer techniquement et économiquement ces innovations au sein du réseau. A partir du démonstrateur de Ferney-Voltaire, ces innovations pourront être déployés au sein du Genevois et sur de nouveaux réseaux BT/MT/HT en France. 

Le jumeau numérique du réseau d’anergie

La SPL territoire d’innovation a confié à la société Seed Energy la réalisation du jumeau numérique du réseau d’anergie de la ZAC Ferney Genève Innovation. Ce jumeau numérique est établi à partir du logiciel de modélisation et simulation dynamique Odyssey que Seed Energy a mis au point. Seed Energy est une start-up créée en 2017 sur la valorisation d’une solution logicielle de modélisation et de simulation pour la réalisation d’études techniques de projets multi-énergie sur la production, la conversion et le stockage (essaimage du CEA-Liten).

L’objectif du jumeau numérique est de :

• De disposer d’un outil de modélisation-simulation pour scénariser et tester virtuellement les démonstrateurs qui pourraient s’interfacer sur le réseau d’anergie 
• De produire des séries et profils de consommations prévisionnels (pas de temps horaire) ; 
• D’évaluer l’intérêt énergétique et économique de chaque démonstrateur afin de statuer sur l’opportunité de la mise en œuvre en site réel le cas échéant,
• D’amorcer un système de pilotage énergétique (démarrage/arrêt des pompes, chaudières, …) afin d’établir une stratégie de gestion de l’énergie.
   

Un article signé Gilles Bouvard, directeur de la SPL Territoire d'Innovation

Bibliographie : [1] Pierre Veltz « L’économie désirable, sortir du monde thermo-fossile » La République des Idées, édition du Seuil, janvier 2021

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