Froid et alimentation
Pompes à chaleur sur eau de rivière pour décarboner le chauffage urbain. Défis technico-économiques, environnementaux et sociologiques
Auteur(trice)s : Marc Clausse, Frédéric Lefevre, Yoann Jovet, Antoine Fontaine, Laurence Rocher, Nicolas Riviere, Louis Gostiaux, Emmanuel Mignot, Ivana Vinkovic, Sara Puijalon
Cet article s’intéresse aux impacts environnementaux des pompes à chaleur utilisant l’eau d’une rivière pour alimenter les réseaux de chaleur urbains.
Résumé
Les pompes à chaleur sur eau de rivière peuvent jouer un rôle important en décarbonant les réseaux de chauffage urbain (RCU) tout en refroidissant activement la ressource aquatique. L’objectif de cet article est d’identifier les défis scientifiques à relever et les progrès à réaliser au regard de l’état actuel des connaissances. À titre d’illustration, une évaluation rapide du potentiel est menée pour la ville de Lyon, en France, aboutissant à un refroidissement de ~1,5 K, supérieur au seuil minimal pour observer un impact sur l’écosystème aquatique, tandis que les économies de CO₂ sont significatives pour le RCU (~ d’un facteur 10). De par sa nature holistique, l’évaluation d’impact d’un tel système implique la prise en compte d’une grande diversité d’indicateurs : énergétiques, environnementaux, économiques et sociologiques, qui doivent être définis et quantifiés avec précision. Dans chaque domaine, des progrès au-delà de l’état de l’art à réaliser ont été identifiés, par exemple l’analyse 4E (énergie, exergie, économie et environnement), la dispersion des panaches d’eau froide, l’intégration de la biodiversité dans l’analyse du cycle de vie (l’ACV).
Summary
River water heat pumps can play a major role by decarbonising district heating networks (DHNs) while actively cooling the aquatic resource. Hence, the objective of this short communication is to identify the scientific challenges to be met and the progress to be achieved considering the current state of the art. To illustrate the point, a rapid evaluation of the potential is performed for the city of Lyon in France, resulting in an achievable cooling of ~1.5 K which is above the minimum threshold to see an effect on an aquatic ecosystem while the CO2 savings are significant for the DHN (~ divided by a factor of 10). Because of its holistic nature, the impact assessment of such a system implies consideration of a broad range of indicators (energy, environmental, economics and social indicators) that need to be appropriately defined and quantified. In each field, progress beyond the state of the art to be achieved has been identified, e.g. 4E analysis, cold water plume dispersion, integration of biodiversity in life cycle analysis (LCA).