Eco-quartier de Nanterre (Hauts de Seine)

-A A +A
Schéma de principe des installations © Lyonnaise des Eaux
Partie des bâtiments de la ZAC Ste Geneviève © A. Roch, Saunier & associés
Echangeur sur collecteur d'eaux usées © A. Roch, Saunier & associés
Pompes à chaleur en parallèle © A. Roch, Saunier & associés
Système géothermique installé : 
Système ouvert sur PAC
Pompe à chaleur sur aquifère
Pompe à chaleur sur eaux usées

Objectif: combiner la géothermie et la chaleur des eaux usées

  • Surface du quartier de la ZAC de Sainte-Genevière, Nanterre bénéficiant de ce système :  60 000 m²
  • Nombre de logements : 650
  • Longueur du réseau de chaleur :  600 ml (mètre linéaire) avec 14 sous-stations ou postes de livraison
  • Puissance des 2 pompes à chaleur :  800 kW
  • Taux d’énergies renouvelables : 53 % (39% eaux usées, 14% géothermie)
  • Emissions de CO2 évitées :  13 500 tonnes/an

La ZAC Sainte Geneviève, située en lieu et place d’un ancien site industriel, est le nouveau quartier durable de la ville de Nanterre. La particularité de ce nouveau site, dont les premiers logements ont été occupés depuis l’été 2011, est de proposer aux habitants une démarche environnementale intégrant les nouvelles normes en termes d’habitation (logements THPE, BBC). En complément, il s’agissait pour la ville de Nanterre de s’inscrire dans une démarche globale de réduction de ses consommations énergétiques et de développement durable. Dans ce but, la SEMNA, aménageur de l’opération, a souhaité fournir l’énergie thermique des bâtiments à travers un réseau de chaleur alimenté à plus de 50 % par des énergies renouvelables.

Les principaux objectifs de cet éco-quartier d’une superficie de 5 hectares environ pour 650 logements sont :

  • de transformer un ancien site industriel fortement pollué en un véritable quartier de ville durable ;
  • de construire des logements pour tous, proches du centre ville et d’un pôle de transports en commun ;
  • de créer des voies nouvelles accueillant des circulations douces et reliées au centre ancien ;
  • de recomposer une façade urbaine harmonieuse sur la place emblématique de la Boule ainsi que sur les avenues bordant le site ;
  • de préserver la tranquillité des pavillons alentours et créer des lieux de vie calmes en coeur d’ilots.

Chaleur des eaux usées et géothermie sur nappe : principe de bouquet énergétique renouvelable

Le réseau de chaleur mis en place à l’échelle de ce quartier est le premier en France à être alimenté par l’énergie thermique émanant des eaux usées. Associée à la ressource eaux usées et afin d’atteindre l’objectif minimum de 50% d’énergie renouvelable du réseau de chaleur, ce dernier est alimenté en complément par une géothermie basse température puisant son énergie de l’eau remontée (puis réinjectée) d’une profondeur d’environ 80 m. Issue de la nappe phréatique présente dans le sous-sol du site (nappe du Montien), la température de l’eau au niveau du forage est de l’ordre de 14°C. Ce dispositif innovant basé sur un principe de bouquet énergétique renouvelable (eaux usées et géothermie) est utilisé à la fois pour le réseau de chauffage des bâtiments et pour celui d’eau chaude sanitaire.

Chaleur des eaux usées : principe de fonctionnement

Un échangeur a été placé au fond du collecteur d’eaux usées du réseau d’assainissement du Conseil Général des Hauts-de-Seine présent à proximité immédiate du site sous l’avenue Georges Clémenceau, à Nanterre. Il permet de récupérer les calories des eaux usées et de les transférer à un fluide caloporteur. Ce fluide alimente des pompes à chaleur qui assurent le chauffage des bâtiments par une production centralisée d’énergie distribuée par un réseau de chaleur.

Production de chaleur : valorisation énergétique par pompes à chaleur

La production de chaleur est assurée en base par deux pompes à chaleur eau/eau pouvant fonctionner à Haute Température (63°C) et dont la puissance unitaire est de 400 kW. Une chaufferie d’appoint gaz permet de fournir le complément de puissance si besoin.

Coté ressource (circuit évaporateur des PAC) : les deux PAC sont raccordées en parallèle. Le débit d’irrigation de chacune est d’environ 65 m³/h. La chaleur (renouvelable) apportée à l’évaporateur provient à la fois des eaux usées et de la géothermie sur nappe. Les échangeurs sur eaux usées et la géothermie sont raccordés en série avec un passage prioritaire sur l’échangeur sur eaux usées.

En effet, cette ressource n’étant pas constante (variation de débit et de température), la puissance récupérée sera plus importante avec une température d’entrée d’eau plus froide. Ensuite, la géothermie sur nappe, en aval de la récupération de chaleur sur les eaux usées, fournit le complément de puissance pour permettre le fonctionnement optimal des PAC.

Coté utilisation (circuit condenseur des PAC) : les PAC sont raccordées en série, pour optimiser les températures de condensation de chacune d’elle. Le débit d’irrigation de chaque PAC est d’environ 70 m³/h.

La première PAC, sur les retours du réseau de distribution, est régulée sur la loi d’eau du circuit régulé (pour optimiser son COP).

La seconde PAC, en aval de la première, est régulée sur la consigne constante à 63°C (consigne départ constant). Une vanne 3 voies principale (sur la branche départ régulé) permet de gérer le débit circulant sur la deuxième PAC afin d’en limiter l’usage d’appoint.

Les solutions mises en place

  • 80 % des besoins du réseau de chaleur sont couverts par la récupération de chaleur sur les eaux usées et par trois forages qui permettent de puiser et de réinjecter l’eau de la nappe du Montien, d’une température de 14 °C.
  • Mise en place d’un échangeur sur eaux usées de 200 ml de long et d’une puissance de 500 kW.
  • Production (chauffage & ECS) par deux PAC d’une puissance totale de 800 kW alimentant un réseau de chaleur Mix énergétique (récupération d’énergie sur eaux usées, géothermie et gaz naturel).

Les missions

Une délégation de service public de réalisation et d’exploitation de l’installation de production et de distribution de chaleur (chauffage & ECS) a été mise en place. Elle est assurée par la société Cofely (GDF SUEZ Energie Services). Pour la réalisation du projet, Cofely s’est associée à Lyonnaise des Eaux, via sa filiale locale Eau et Force, dont le dispositif Degrés Bleus® permet de récupérer la chaleur des eaux usées. Les études et l’exécution ont été confiées au bureau d’études Saunier & associés.

Les résultats

  • Injection de 53 % d’énergie renouvelable dans le réseau de chaleur.
  • Bénéfice d’une TVA à taux réduit (5,5 %) sur les factures d’énergie renouvelable.
  • 13 500 tonnes d’émissions de CO2 économisées sur les 25 ans de la durée du contrat.
Adresse : 
rue sainte-geneviève
92000 Nanterre
France