Récupération de chaleur fatale : tout comprendre

D’ici 2028, la Programmation Pluriannuelle de l’Énergie (PPE) vise une ambition majeure : injecter 8,75 TWh par an de chaleur fatale dans les réseaux de chaleur. Issue de la valorisation de chaleur perdue dans les processus industriels ou dans certaines entreprises, la chaleur de récupération peut servir à chauffer ses locaux ou les riverains. Pourquoi et comment la récupérer dans une logique de décarbonation de l’industrie et du tertiaire ?

Qu’est-ce que la chaleur fatale ? Définition

La chaleur fatale est une chaleur produite de manière inévitable lors de certains processus de production, souvent comme un sous-produit non souhaité. Elle constitue des pertes de chaleur pour l’industrie.

Cette énergie peut se manifester sous différentes formes :

• Gazeuse : sous forme de vapeur d’eau, de fumées, ou encore d’air conditionné évacué.
• Liquide : via les eaux de refroidissement utilisées pour abaisser la température des machines ou des processus.
• Diffuse : lorsqu’elle est dispersée dans l’environnement par rayonnement thermique, comme la chaleur émanant des parois chaudes d’un four ou d’un serveur dans le cadre des data centers.

Autrefois, cette chaleur était tout simplement perdue. Aujourd’hui, il est possible de récupérer cette chaleur fatale.

Cette récupération permet de la valoriser, par exemple en l’utilisant pour :

• Chauffer les bâtiments de son entreprise
• Alimenter un réseau de chaleur urbain

Ce faisant, on engage son entreprise dans une démarche de transition énergétique.

Pourquoi récupérer la chaleur fatale ? 3 avantages

La récupération de chaleur fatale présente plusieurs avantages pour les entreprises. Quels sont-ils ?

Réduire sa facture énergétique

Tout d’abord, lorsqu’elle est utilisée à des fins de chauffage ou de production d’eau chaude, la valorisation de chaleur fatale est synonyme d’économies d’énergie. Elle permet à l’entreprise ou l’industrie de diminuer ses factures énergétiques. Elle agit donc comme un levier pour préserver la trésorerie d’une organisation.

Améliorer son bilan carbone

En outre, elle permet de réduire l’empreinte d’une entreprise. En limitant sa consommation d’énergie, cette dernière fait baisser ses émissions de gaz à effet de serre (GES), notamment lorsque la chaleur fatale vient remplacer des combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel, fioul, etc.), et par conséquent améliorer son bilan carbone.

Générer de nouveaux revenus en alimentant un réseau de chaleur ?

Enfin, si la chaleur fatale est réinjectée dans un réseau de chaleur urbain, elle va pouvoir proposer aux riverains un chauffage renouvelable et à moindre coût. Pour l’entreprise qui la vend, c’est un moyen de générer des revenus complémentaires. C’est par exemple le cas à Lyon où Dalkia valorise environ 30 GWh de chaleur fatale, soit l’équivalent du chauffage de 100 000 logements.

Un projet de récupération de chaleur fatale ?

Quelles sont les sources de chaleur fatale ?

La chaleur fatale peut provenir de plusieurs sources, souvent spécifiques aux processus industriels ou aux activités du secteur tertiaire. Les principales sont :

• Les rejets thermiques des procédés industriels : Dans des secteurs comme la sidérurgie, la chimie ou l’agroalimentaire, une grande quantité de chaleur est dissipée par les cheminées ou les systèmes de refroidissement des machines.
• Les eaux usées industrielles ou urbaines : Ces effluents contiennent souvent une chaleur résiduelle exploitable, particulièrement dans les secteurs de la production alimentaire ou des stations d’épuration.
• Les systèmes de refroidissement : Les équipements comme les tours de refroidissement ou les échangeurs de chaleur rejettent fréquemment de l’énergie thermique inutilisée.
• Les bâtiments tertiaires : Les centres de données, les supermarchés ou encore les hôpitaux produisent également de la chaleur fatale, notamment via leurs systèmes de ventilation ou de climatisation.
• L’incinération des déchets et ordures ménagères : Le processus de combustion des déchets génère des pertes de chaleur notables.

Aujourd’hui l’Ademe estime à 109,5 TWh les gisements de chaleur fatale dans l’industrie. À titre de comparaison, « la consommation primaire d’énergies renouvelables pour usage de chaleur s’élève à 181 TWh » en 2023, selon les chiffres du Ministère de la Transition écologique. Elle représente donc un enjeu considérable.

Comment mettre en place la récupération de chaleur fatale ?

La mise en œuvre d’un projet de récupération de chaleur fatale nécessite une approche méthodique. Pour ce faire, il convient souvent de se faire accompagner par un bureau d’étude, comme Akéa Énergies. Voici les principales étapes à suivre :

1. Identification des sources de chaleur fatale, par la réalisation d’un audit énergétique complet. Il permet de repérer les flux de chaleur perdus et d’évaluer leur potentiel de valorisation.
2. Étude de faisabilité technique et économique : Cette phase permet de définir les solutions adaptées pour récupérer et utiliser la chaleur. Elle inclut des calculs sur la rentabilité de l’investissement, en fonction des coûts de mise en place et des économies prévues.
3. Choix des technologies : Selon la nature de la chaleur fatale (basse, moyenne ou haute température), différentes technologies peuvent être déployées, comme les échangeurs de chaleur, les pompes à chaleur, ou encore les turbines pour produire de l’électricité.
4. Mise en œuvre : Une fois le projet validé, il convient de procéder à l’installation des équipements, en tenant compte de toutes les contraintes réglementaires et des normes de sécurité.
5. Suivi et optimisation : Après la mise en service, un suivi régulier est indispensable pour s’assurer de l’efficacité du système et identifier d’éventuelles pistes d’amélioration.

Mis en place par l’Ademe, le site recuperation-chaleur.fr permet aux industriels de se faire une idée des gisements de chaleur perdus dans leur entreprise et des possibilités de valorisation.

Pourquoi mettre en place un Contrat de Performance énergétique (CPE) ?

En outre, l’entreprise peut signer un Contrat de Performance Énergétique (CPE) au moment de mettre en place son plan d’action pour récupérer la chaleur fatale. Il s’agit d’un accord formel établi entre une entreprise industrielle et un opérateur énergétique (souvent un fournisseur d'énergie ou une société spécialisée en efficacité énergétique). Ce contrat vise à définir des objectifs clairs d’économies d’énergie pour l’entreprise.

L’avantage du CPE ? L’opérateur énergétique prend la responsabilité des performances promises. Si les économies d’énergie prévues ne sont pas atteintes, c’est l’opérateur qui assume les pénalités financières. Ce mécanisme offre une garantie de résultats pour l’entreprise, qui bénéficie d’une réduction de ses coûts énergétiques sans prendre de risque financier. Le CPE est donc un partenariat gagnant-gagnant : l’entreprise réduit sa consommation d’énergie et ses coûts, tandis que l’opérateur énergétique est incité à garantir la réussite des projets pour éviter les pénalités.

Quelles sont les aides financières disponibles ?

Bien que cela soit rentable sur le long terme, investir dans un système de récupération de chaleur fatale peut s’avérer très coûteux. Pour accompagner les entreprises et industries à se lancer, il existe des aides financières.

Le fonds chaleur de l’Ademe

Doté d’une enveloppe de 4.3 milliards d’euros, le Fonds Chaleur, géré par l’Ademe, est un dispositif financier destiné à soutenir des projets liés à la récupération et à la valorisation de chaleur, notamment la chaleur fatale.

Il permet de financer l’installation d’équipements pour récupérer la chaleur perdue. Pour qu’une entreprise soit éligible à cette aide, elle doit avoir réalisé un diagnostic énergétique ou une étude de faisabilité dans les deux années précédant sa demande.

Ensuite, le montant de l’aide dépend de plusieurs critères, comme :

• La taille de l’entreprise ;
• Le type de valorisation envisagé (chauffage direct, production d’électricité, alimentation d’un réseau de chaleur, etc.).

L’Ademe va prendre en charge un pourcentage de l’investissement à mener. Entre 12 % et 27 % selon les témoignages que l’on peut lire sur le site.

Les Certificats d'Économies d'Énergie (CEE)

En complément du Fonds Chaleur, les entreprises et industries peuvent se tourner vers le mécanisme des CEE (Certificats d’Économies d’Énergie). Ce dispositif impose aux fournisseurs d’énergie de financer des actions d’efficacité énergétique. Les entreprises qui mettent en place des systèmes de récupération de chaleur peuvent ainsi obtenir des primes énergie dans ce cadre.

Les aides locales

Enfin, il existe des aides régionales pour financer les opérations de récupération de chaleur fatale. C’est par exemple le cas en Provence Alpes Côte d’Azur, où la région propose une aide allant jusqu’à 45 % du coût du projet de l’entreprise ou de l’industrie.

Afin de savoir à quelles aides, elles peuvent prétendre, les entreprises et industries ont tout intérêt à se renseigner auprès des autorités locales ou de la CCI (Chambre de commerce et d’industrie) dont elles dépendent.