La récupération de chaleur : un potentiel inexploité pour la transition énergétique des bâtiments

Dans un contexte d’urgence climatique et de hausse des prix de l’énergie, la récupération de chaleur fatale émerge comme une solution prometteuse mais sous-exploitée pour réduire la consommation énergétique et les émissions de CO2 des bâtiments.

Cet article explore le potentiel considérable de cette technologie et les défis à relever pour son déploiement à grande échelle.

Qu’est-ce qu’un système de récupération de chaleur et comment le mettre en place ?

La mise en place d’un tel système commence par une étude des sources de chaleur disponibles et de leur potentiel de récupération. Ensuite, un dispositif adapté est installé, qu’il s’agisse d’échangeurs thermiques, de pompes à chaleur ou de récupérateurs sur les conduits d’air ou d’eau. Un système de stockage peut également être intégré pour optimiser l’utilisation de la chaleur en fonction des besoins.

Un système de récupération de chaleur est un dispositif permettant d’exploiter la chaleur perdue dans divers processus industriels, domestiques ou commerciaux afin de réduire la consommation énergétique et les émissions de CO2. Cette chaleur peut provenir des systèmes de ventilation, des eaux usées, des compresseurs ou encore des fumées industrielles.

Transition énergétique des bâtiments : Comment récupérer la chaleur ?

Il existe plusieurs méthodes pour récupérer la chaleur en fonction de la source et de l’utilisation prévue :

1. Les échangeurs thermiques : Ces dispositifs transfèrent la chaleur d’un fluide chaud vers un fluide froid sans les mélanger. Ils sont souvent utilisés dans les systèmes de ventilation ou de chauffage.
2. Les pompes à chaleur (PAC) : Les pompes à chaleur exploitent la chaleur de l’air, de l’eau ou du sol pour produire du chauffage ou de l’eau chaude sanitaire.
3. La récupération sur les eaux usées : Certains systèmes permettent de capter la chaleur contenue dans les eaux usées domestiques (douches, machines à laver) pour préchauffer l’eau froide entrante.

Les systèmes de cogénération : Ils produisent simultanément de l’électricité et de la chaleur utilisable, notamment dans les industries et les réseaux de chaleur urbains.

La chaleur fatale : une mine d’or énergétique à portée de main

Selon une étude de l’ADEME datant de 2017, le gisement de chaleur fatale en France est estimé à 109,5 TWh, dont 16,7 TWh à plus de 60°C à proximité de réseaux de chaleur existants. Plus frappant encore, un tiers de la consommation de combustibles du secteur industriel est actuellement perdu dans l’atmosphère, représentant une opportunité majeure pour les bâtiments environnants.

ADEME, « Chaleur fatale » Référence 8821

La chaleur fatale provient de sources variées, allant des processus industriels aux data centers, les eaux usées ou encore les unités de valorisation énergétique des déchets. Dans le secteur tertiaire, les hôpitaux et les grandes surfaces commerciales représentent des gisements importants. 

Cette diversité offre de nombreuses opportunités de valorisation, tant pour l’autoconsommation que pour l’alimentation de réseaux de chaleur urbains desservant des bâtiments résidentiels et tertiaires.

ADEME, « Chaleur fatale » Référence 8821

La récupération de chaleur présente bénéfices multiples pour une transition énergétique accélérée

La chaleur fatale, un levier puissant de décarbonation

La récupération de chaleur fatale présente un double avantage en termes de réduction des émissions de CO2. D’une part, elle permet de substituer des énergies fossiles par une source d’énergie considérée comme neutre en carbone.

D’autre part, elle améliore l’efficacité énergétique globale des systèmes, réduisant ainsi la consommation d’énergie primaire des bâtiments.

La récupération de chaleur fatale, un atout économique pour les entreprises et les collectivités

La valorisation de la chaleur fatale offre des avantages économiques substantiels. Pour les bâtiments industriels, la réutilisation de cette énergie pour le chauffage, l’eau chaude sanitaire ou les processus industriels peut réduire significativement les coûts énergétiques.

De plus, 63% de la chaleur fatale est déjà valorisée directement sur site en industrie, démontrant la faisabilité et l’intérêt économique de cette approche.

Malgré tout, des obstacles persistants à surmonter

Des défis techniques et logistiques. La valorisation de la chaleur fatale se heurte à plusieurs obstacles techniques, notamment la distance entre les sources de chaleur et les points de consommation dans les bâtiments. Le transport de la chaleur sur de longues distances peut s’avérer complexe et coûteux, limitant parfois la faisabilité des projets.

Malgré les incitations existantes, telles que le Fonds Chaleur de l’ADEME qui a financé 244 projets de récupération de chaleur fatale depuis 2015, le cadre réglementaire et financier reste perfectible. La complexité des démarches administratives et le manque de visibilité sur le retour sur investissement peuvent dissuader certains acteurs de se lancer.

De nouvelles technologies émergent pour faciliter la récupération et le stockage de la chaleur fatale, rendant son utilisation dans les bâtiments plus efficace. Ces avancées permettent notamment de mieux gérer l’intermittence entre la production et la consommation de chaleur, un enjeu crucial pour le secteur du bâtiment.

Une nécessaire mobilisation des acteurs

Pour exploiter pleinement le potentiel de la chaleur fatale dans les bâtiments, une approche systémique et collaborative est indispensable. Les collectivités, les industriels et les gestionnaires de bâtiments doivent travailler de concert pour identifier les synergies possibles et mutualiser les investissements.

Cette démarche s’inscrit parfaitement dans une stratégie de responsabilité sociétale des entreprises (RSE) ambitieuse et démontre un engagement concret dans la lutte contre le changement climatique.

La récupération de chaleur, une réussite concrète et témoignages d’experts

Lors d’un entretien réalisé en 2024 par l’entreprise CertiNergy & Solutions, spécialisée en efficacité énergétique, Achraf El Bakkali, responsable technique, et Nicolas Navarre, responsable du développement commercial, ont partagé des exemples concrets de projets :

• Dans une usine agroalimentaire, un système de récupération de chaleur a été installé sur une centrale frigorifique à l’ammoniac. La chaleur récupérée a permis de produire de l’eau chaude sanitaire à 50°C, d’assurer le chauffage de certaines zones et de dégivrer des équipements de froid positif. Ce projet a généré des économies d’environ 160 000 euros par an pour le client.
• Dans le secteur laitier, des pompes à chaleur très haute température (jusqu’à 120°C) sont utilisées pour remplacer les systèmes de pasteurisation traditionnels et répondre aux besoins de nettoyage en place, nécessitant des températures entre 55 et 90°C.

Accélérer encore la transition énergétique avec des systèmes de récupération de chaleur

La récupération de chaleur fatale représente une opportunité majeure pour accélérer la transition énergétique des bâtiments et des industries. Avec son potentiel de 109,5 TWh en France et un coût de production nul pour une valorisation sur site, cette ressource pourrait jouer un rôle crucial dans la décarbonation du secteur.

Les entreprises sont fortement encouragées à explorer leur potentiel au sein de leurs activités. Les avantages sont multiples :

1. Réduction significative des coûts énergétiques, avec des temps de retour sur investissement passant de 5 ans à seulement 2 ans dans le contexte actuel des prix de l’énergie.
2. Amélioration de l’efficacité énergétique globale, contribuant à la compétitivité de l’entreprise.
3. Réduction de l’empreinte carbone, alignée avec les objectifs RSE.
4. Possibilité de bénéficier de diverses aides financières (Fonds Chaleur, CEE, aides à la décarbonation).

Une évaluation approfondie des processus permettra d’identifier les opportunités de récupération et de valorisation, ouvrant la voie à une transition énergétique à la fois bénéfique pour l’économie et pour l’environnement. Les entreprises sont invitées à consulter des experts en efficacité énergétique pour réaliser une étude de faisabilité et explorer les solutions adaptées à leur contexte spécifique.

Un système de récupération de chaleur en vaut-il la peine ?

Investir dans un système de récupération de chaleur présente de nombreux avantages :

• Réduction de la consommation énergétique : En exploitant une chaleur déjà produite, il est possible de diminuer significativement les besoins en énergie primaire.
• Diminution des émissions de gaz à effet de serre : Un usage plus efficace de l’énergie permet de limiter l’empreinte carbone.
• Amortissement rapide : Le retour sur investissement dépend du type de système et de son usage, mais dans de nombreux cas, les économies réalisées permettent un amortissement en quelques années.
• Amélioration du confort thermique : Dans les bâtiments, la récupération de chaleur contribue à une meilleure répartition et gestion de la température.

Toutefois, la pertinence d’une telle installation dépend des besoins spécifiques, des coûts d’installation et de la réglementation en vigueur.

Qui peut installer un récupérateur de chaleur ?

L’installation d’un système de récupération de chaleur doit être confiée à des professionnels qualifiés. Différents acteurs peuvent intervenir selon le type de projet :

• Artisans chauffagistes et plombiers : Pour les systèmes domestiques (pompes à chaleur, échangeurs sur eaux usées, ventilation double flux).
• Ingénieurs thermiciens et bureaux d’études : Pour les projets de grande ampleur dans l’industrie ou les bâtiments tertiaires.
• Entreprises spécialisées en énergie et en efficacité énergétique : Pour la conception et l’installation de systèmes industriels ou collectifs.

Avant d’installer un récupérateur de chaleur, il est conseillé de réaliser un audit énergétique afin d’identifier les solutions les plus adaptées à chaque situation et d’optimiser l’efficacité de l’installation.