Intégration de sources urbaines de chaleur fatale au sein d'un réseau de chaleur - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Urban waste heat recovery integration in district heating

Intégration de sources urbaines de chaleur fatale au sein d'un réseau de chaleur

Résumé

District heating systems are considered as key tools to contribute to the energy transition in urban areas through their ability to promote waste and renewable energies. Waste heat sources (also named excess heat) are still under-exploited in district heating systems although there is significant potential, especially in urban areas. Waste heat sources located near or in dense urban areas (wastewater, datacenters, laundries, etc.) are the research topic of this thesis. Methods have been developed to precisely evaluate their energy potential, knowing that all these sources have different technical characteristics (temperature and variability in particular). These methods have been integrated into a simulation tool, named Recov’Heat. It calculates technical, economic and environmental indicators to assess the relevance of an urban heat source. The Recov'Heat model has been tested on various case studies and obtains results close to reality despite a tendency to overestimate the energy recovered. Technical simplifications in the model and the calculation of the maximum energy potential justify these differences. The viability of integrating a waste heat source in a district heating system depends not only on technical and economic parameters, but also on several conditions linked to the local context, which may affect the implementation of such projects. Several case studies show the influence of local authorities’ support on the success of these projects. They have a decisive role to play in stimulating consultation between a multitude of actors involved in these projects and to understand the contractual complexities between them
Les réseaux de chaleur sont considérés aujourd’hui comme des systèmes clés pour accompagner la transition énergétique des milieux urbains. Leur principal atout est de pouvoir valoriser des sources locales d’énergie renouvelable et de récupération. Les sources de chaleur fatale (ou de récupération) sont encore peu exploitées dans ces réseaux alors qu’il existe un gisement important, notamment en milieu urbain, soit très proche des bâtiments consommateurs. Ces sources urbaines de chaleur fatale (eaux usées, datacenter, blanchisseries, entrepôts frigorifiques) sont les objets de recherche de cette thèse. Des méthodes ont été développées pour évaluer finement leur potentiel énergétique, sachant que toutes ces sources présentent des caractéristiques techniques différentes (température et variabilité notamment). Ces méthodes ont été intégrées à un outil de simulation, appelé Recov’Heat, qui calcule des indicateurs techniques, économiques et environnementaux permettant de juger la pertinence quant à la valorisation d’une source urbaine de chaleur fatale. Le modèle Recov’Heat a été testé sur divers études de cas et obtient des résultats proches de la réalité malgré une tendance à surestimer l’énergie réellement récupérée. Des simplifications techniques dans le modèle et le calcul du potentiel énergétique maximal justifient ces écarts. La valorisation d’une source d’énergie fatale dans un réseau de chaleur ne dépend pas que de paramètres technico-économiques, mais également de plusieurs conditions liées au contexte des territoires, qui peuvent remettre en cause la mise en œuvre de tels projets. Plusieurs analyses de cas montrent l’influence du portage des collectivités territoriales sur l’aboutissement de ces projets. Elles ont un rôle décisif pour impulser la concertation entre une multitude d’acteurs concernés par ces projets et appréhender les complexités contractuelles entre ces acteurs
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Origine : Version validée par le jury (STAR)
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Dates et versions

tel-02880929 , version 1 (25-06-2020)

Identifiants

  • HAL Id : tel-02880929 , version 1

Citer

Samuel Chiche. Intégration de sources urbaines de chaleur fatale au sein d'un réseau de chaleur. Génie civil. Université Paris-Est, 2020. Français. ⟨NNT : 2020PESC2007⟩. ⟨tel-02880929⟩

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