Le réseau de chaleur de Heerlen : des anciennes mines inondées au chauffage urbain circulaire

Alors que l’ère du fossile touche à sa fin, il devient nécessaire de trouver des sources d'énergie innovantes pour chauffer nos maisons, nos bureaux et autres bâtiments. L'une de ces nouvelles sources d'énergie est produite par le réseau de chaleur urbain circulaire de Mijnwater B.V. aux Pays-Bas. Ce qui débuta comme une façon d'utiliser l'eau souterraine des mines pour chauffer et refroidir les bâtiments d'Heerlen, est sans doute devenu le réseau de chauffage urbain le plus innovant d'Europe.

Lorsque les mines de charbon du Limbourg méridional furent fermées à la fin des années 1960, les galeries étaient remplies d'eau souterraine naturellement chauffée par l'énergie géothermique. En 2003, la municipalité de Heerlen décida de forer quelques puits d'exploration dans les mines dans l’idée d’en faire une source d’énergie durable. Il s’est avéré que l’eau des mines pouvait être utilisée afin de chauffer et refroidir les bâtiments d'une manière durable. Heerlen a donc lancé avec succès une initiative fondée sur ce principe : le projet Mine Water. Cinq puits ont été forés, et reliés entre eux par une canalisation principale pour l'alimentation et l'évacuation de l'eau. Dans la ville de Heerlen, 50 000 m2 de surface utile de bâtiments ont été raccordés à la première centrale de production de chaleur sur eaux minières.

 

Une approche globale

Le projet municipal s'est transformé en entreprise sociale : « Lorsque le projet municipal a évolué en entreprise, la question était de savoir ce qu'il fallait faire de l'eau de mine et de la tuyauterie. Un certain nombre de bâtiments y étaient reliés, mais pour que le concept réussisse, il fallait l'aborder à plus grande échelle », explique Herman Eijdems, directeur de l'innovation de Mijnwater B.V.

Mijnwater B.V. a dû mettre en place un usage plus intelligent de l'énergie en surface. 

Des mines au réseau urbain

« Nous avons mis en place un nouveau type de réseau de chaleur urbain, peut-être le réseau d'énergie thermique le plus innovant d'Europe », explique Eijdems. Mijnwater B.V. a développé le premier réseau de canalisations urbaines en Europe fournissant chaleur et froid aux clients raccordés. Lorsqu'un bâtiment est refroidi, il restitue simultanément la chaleur fatale au réseau et vice versa. Dans ce réseau l’alimentation des bâtiments en chaleur et en froid se fait en circuit fermé. L'énergie est échangée par des sous-sols souterrains contenant les échangeurs et les pompes à chaleur. L'eau des mines fonctionne désormais davantage comme une batterie thermique que comme une source d'énergie verte. De ce fait, les émissions de CO2 des bâtiments raccordés peuvent être réduites jusqu'à 65%. En 2018, l’entreprise a alimenté 200 000 m2 de bâtiments en chauffage, eau chaude et refroidissement. »

L'offre et la demande

« Le réseau de chauffage urbain de Mijnwater est basé sur trois principes : il est axé sur la demande, circulaire et capable stocker l'énergie. Prenons d’abord le fait que l'offre réponde à la demande. Supposons qu'il fasse 5 °C à l'extérieur et 20°C dans un bâtiment : il vous faut élever la température de 15°C. En brûlant du gaz, c’est une flamme de 1000 degrés qui sera nécessaire pourra chauffer de 15°C ce bâtiment. Pour éviter de gaspiller toute cette énergie, nous utilisons uniquement des sources qui se situent sous la barre des 50 ou 60°C. L’installation d’une pompe à chaleur garantit que l'utilisateur reçoive exactement l'énergie dont il a besoin.»

Une boucle énergétique fermée

« Beaucoup d'énergie est souvent perdue lorsque les bâtiments sont chauffés et refroidis, explique H.Eijdems. Par exemple, lorsqu'un bâtiment est refroidi, un grand ventilateur sur le toit libère de l'air chaud. Si nous captons et réutilisons cette chaleur, nous n'avons théoriquement besoin de fournir qu'un tiers de l'énergie originale à partir d’une autre source. C'est pourquoi nous avons mis en place un circuit fermé. Quand nous fournissons de la chaleur, c’est un flux de froid qui nous revient. On s'en sert pour rafraîchir d’autres bâtiments. Le Collège Arcus de Heerlen, par exemple, fonctionne grâce à la chaleur du data center de la caisse de retraite de l’APG ».

Stockage de l'énergie excédentaire

Enfin, Mijnwater B.V. peut stocker l'électricité dans les bâtiments et sous terre. Supposons qu'une grande quantité d’électricité soit produite suite à des vents forts ou à de l’ensoleillement. Avec une pompe à chaleur, il est possible de stocker cette énergie sous forme de chaleur dans les bâtiments et dans les réservoirs d’eau. Quand le soleil ne brille plus, vous pouvez réutiliser cette chaleur.

Une découverte, plus qu’une invention

« Ce qui est drôle, c'est que nous n'utilisons pas du tout des innovations passionnantes, explique Eijdems. Les pompes à chaleur, les tuyaux et les sous-sols de stockage sont des techniques qui existent depuis 50 ans ou plus. Nous avons simplement relié ces différentes solutions d'une nouvelle façon. Nous n'avons rien inventé, mais nous avons découvert quelque chose de très beau. L'eau des mines peut également être utilisée sur d'autres anciens sites miniers pour construire des bâtiments.»

 

Pour en savoir plus:

Etude de cas sur le réseau de chaleur et de froid de Heerlen 

Site de Mijnwater

Site du projet D2Grids

 

À propos de Mijnwater

Mijnwater est le chef de file du projet Interreg D2Grids. Les partenaires du projet prendront exemple sur le réseau de Heerlen pour déployer la 5ème génération de chauffage et de refroidissement urbain (5GDHC) dans tout le nord-ouest de l'Europe.

crédit photo : Mijnwater B.V Heerlen / Pascal Moors