Le passé et le futur se rencontrent dans le projet de chauffage urbain pionnier de la ville de Lemgo

5 fév. 2024

La ville de Lemgo dans le nord-ouest de l’Allemagne possède un joli centre historique où les maisons à colombages côtoient de beaux bâtiments en pierre. Les autorités locales prévoient de générer jusqu’à 80 % du chauffage urbain nécessaire pour la ville à partir de sources renouvelables, un plan ambitieux qui l’est encore plus compte tenu des contraintes imposées par le bâti historique de Lemgo.

Avec plus de 100 ans d’expérience en ingénierie, y compris en mécanique et en ingénierie des installations, GEA sait que la seule façon de réussir dans la lutte contre les émissions de CO₂ est d’innover, de résoudre les problèmes et de travailler avec des clients pour surmonter les barrières pour progresser.

D’après l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), les villes sont responsables de plus des deux tiers de la consommation d’énergie dans le monde et trois quarts des émissions de carbone sont attribuables aux activités humaines. Avec le développement rapide de l’urbanisation, le chauffage urbain est devenu un des facteurs les plus importants pour rendre les villes plus neutres en carbone. 

Le chauffage urbain est donc toujours plus la solution privilégiée pour le développement de nouveaux bâtiments publics et d’habitations. Les pompes à chaleur sont souvent utilisées pour extraire de la chaleur de sources renouvelables. Elles en augmentent la température afin qu’elle puisse être utilisée dans des communautés entières, à la fois dans des immeubles résidentiels et des bâtiments publics. Le chauffage urbain est plus efficace dans les zones où la densité de la population est élevée. Il offre une solution respectueuse de l’environnement en mesure de remplacer les combustibles fossiles.

Des plans ambitieux pour la vieille ville de Lemgo

La mise en place du chauffage urbain est plus économique si la densité de raccordement peut être augmentée dans les zones où des réseaux sont déjà présents. Cela n’est cependant pas une condition absolument indispensable pour l’installation, car si une zone s’est développée depuis peu ou si l’infrastructure d’une zone change, adopter une technologie efficace peut également permettre d’en booster le développement. Il est cependant plus difficile de mettre en place un réseau de chauffage urbain dans des zones remplies de bâtiments historiques.

La ville de Lemgo dans le nord-ouest de l’Allemagne possède un joli centre historique où les maisons à colombages côtoient de beaux bâtiments en pierre. Les autorités locales prévoient de générer jusqu’à 80 % du chauffage urbain nécessaire pour la ville à partir de sources renouvelables, un plan ambitieux qui l’est encore plus compte tenu des contraintes imposées par le bâti historique de Lemgo. Grâce à la technologie novatrice de GEA, la ville a été en mesure de réduire sensiblement son empreinte carbone et de faire entrer ses services publics dans le 21^e siècle par la grande porte.

Le réseau de chauffage urbain de Lemgo remonte aux années 1960 et s’étend désormais sur plus de 80 km à travers la ville. Le réseau original avait été conçu pour une température du flux d’environ 120⁰C afin de compenser les fortes déperditions de chaleur des bâtiments à l’époque et les défauts de conception des radiateurs qui équipaient les différents bâtiments. Depuis, la technologie du transfert thermique s’est énormément développée. Un système unique de régulation des températures a été installé dans ce réseau de chauffage urbain pour abaisser la température du flux à 100⁰C en hiver tout en continuant à chauffer suffisamment l’ensemble du réseau, y compris les anciens bâtiments historiques du centre-ville de Lemgo. 

Objectifs importants pour la modernisation et la préservation

Nombreux des bâtiments anciens de Lemgo sont classés et doivent être conservés pour les générations futures. Les interventions à l’intérieur du tissu urbain ne peuvent donc être que très limitées. Lemgo s’est donnée pour but de concilier les objectifs suivants pour son centre historique :

• atteindre des émissions nettes de CO2 égales à zéro (décarbonation) ;
• protéger son tissu urbain historique (rénovation) ;
• maintenir l’apparence de la vieille ville et sa capacité à attirer les visiteurs ;
• maintenir/augmenter l’attractivité de la vieille ville historique en tant que zone résidentielle (mise en place d’un registre des logements inoccupés).

Les principales stratégies étaient, d’une part, de rendre renouvelable l’alimentation en chaleur grâce au chauffage urbain et, d’autre part, de destiner les logements inoccupés qui avaient besoin d’une rénovation à de nouvelles utilisations. Par ailleurs, des travaux visant à adapter le centre-ville à l’impact du changement climatique suivront le projet de chauffage urbain comme prévu dans les projets de développement urbain en cours. 

Un approvisionnement en énergie doublement efficace

Ayant observé les projets menés à bien par GEA en employant des pompes à chaleur pour alimenter des systèmes de chauffage urbain, y compris dans une usine de traitement des eaux usées à Malmöö et au-dessus d’une station de métro à Londres, la municipalité de Lemgo a contacté à l’époque GEA pour acheter deux pompes à chaleur pour les insérer dans un système qui permettrait de chauffer la vieille ville de manière moderne. 

Une des pompes à chaleur extrait de la chaleur d’une station de traitement d’eaux usées municipale, tandis que la seconde utilise la chaleur fatale autrement inutilisée d’une grosse centrale de cogénération en tant que source de chaleur. La chaleur générée par les grosses pompes à chaleur est suffisante pour alimenter l’ensemble du centre-ville historique de Lemgo avec une chaleur faible en carbone. Cela représente environ 18 millions de kilowattheures de chaleur par an, ce qui économise 3200 tonnes d’émissions de CO₂ par an. 

Une conversion de chaleur hautement efficace

La technologie de chauffage urbain est une solution, qui a fait ses preuves dans des lieux du monde entier. Dans le cas de Lemgo, les plus grosses économies sont réalisées par le biais de la nouvelle stratégie d’exploitation, qui contrôle et régule automatiquement le système. Cette stratégie assure que la pompe à chaleur puisse fonctionner constamment pendant jusqu’à 7500 heures par an pour maximiser les avantages. La chaleur est extraite des eaux usées après les phases de traitement dans la centrale de traitement des eaux usées. De cette manière, la contamination des échangeurs thermiques est évitée. Le processus de traitement des eaux usées n’est, par ailleurs, pas perturbé par l’extraction de chaleur. 

Pour atteindre l’objectif mondial de décarbonation complète d’ici 2050, il est important de trouver des manières de générer de la chaleur sans brûler des combustibles fossiles. Lemgo est un bon exemple qui illustre d’une part la décarbonation de la chaleur et, d’autre part, comment décarboner avec la meilleure technologie possible pour minimiser la quantité d’électricité nécessaire.

Une fois encore, la technologie est au service d’un monde meilleur

Les pompes à chaleur à l’ammoniac modernes et efficaces de GEA tiennent leur promesse - « engineering for a better world » - et portent le concept de chauffage urbain au meilleur niveau possible. En associant un tel réseau à une petite source d’approvisionnement en électricité renouvelable, les possibilités sont énormes, car cette technologie est en mesure de générer de la chaleur à partir de toute une variété de sources telles que, par exemple, l’air, le sol, une usine, un réseau de métro, une station de traitement des eaux et, même, des galeries d’anciennes mines. Il est ensuite possible d’augmenter la chaleur de cette source au niveau désiré afin d’approvisionner directement en chauffage et en eau chaude des quartiers résidentiels et des installations publiques d’une manière rentable et complètement propre. 

En remplaçant les chaudières qui brûlent des combustibles fossiles par des pompes à chaleur, GEA peut aider les villes à devenir plus résilientes en réutilisant différentes sources de chaleur fatale pour satisfaire différents besoins en chauffage tout en diminuant considérablement les émissions de CO₂. Les pompes à chaleur qui fonctionnaient avec des fluides frigorigènes naturels comme l’ammoniac assurent en sus un futur respectueux du climat et de la couche d’ozone.