Le défi de rendre la consommation d’énergie primaire plus durable dans notre pays reste particulièrement grand, déclare Frederik Loeckx de Flux50. « En 2021, nous avions une consommation d’énergie primaire de 1501 pétajoules (PJ). Seulement 9,5%  de cette somme a été générée de manière durable. Si nous faisons la traduction en Flandre, alors 55% de la consommation totale d’énergie va au chauffage et à peine 6% d’origine verte. La durabilité de notre énergie de chauffage est donc une tâche qui ne doit pas être sous-estimée. La riothermie peut combler une partie de ce besoin d’une manière relativement simple.  C’est ce qui ressort clairement des premiers cas pratiques dans notre pays. »

Simple et rapide 

La riothermie n’est ni plus ni moins que l’extraction de l’énergie thermique des eaux usées ou des effluents, c’est-à-dire l’eau purifiée qui sort d’une station d’épuration. « Et ce qui est génial, c’est qu’il s’agit d’une technique relativement simple », explique Maarten Raemdonck, responsable de l’innovation chez Aquafin. « Pour récupérer la chaleur des eaux usées, il suffit d’installer un échangeur de chaleur dans les conduites d’égout.  Cela peut avoir un impact assez limité et en un minimum de temps. Fait intéressant, la puissance délivrée est relativement bonne. Le fluide conducteur dans l’échangeur de chaleur transportera la chaleur ou la fraîcheur des eaux usées via un réseau de canalisations vers une ou plusieurs pompes à chaleur dans le bâtiment.

Énorme volume disponible

La riothermie est actuellement considérée comme une application de chaleur résiduelle en Belgique.  Cependant, des discussions sont en cours pour définir l’énergie (par analogie avec la réglementation européenne) comme une source verte. Cela aurait un impact positif sur les subventions éventuelles et les calculs PEB/EPC.  Aquafin est déjà un grand partisan de la technologie et voit beaucoup de potentiel dans sa propre infrastructure. Le  spécialiste du traitementexploite actuellement environ 6 000 kilomètres de collecteurs et plus de 300 stations d’épuration. En outre, il gère également environ 1 réseau d’assainissement municipal et urbain sur 3. Avec cela, Aquafin offre un grand potentiel pour l’énergie renouvelable, car l’eau usée est constamment produite. Il est vrai que la puissance disponible (la quantité d’eaux usées dans le collecteur et sa température) ainsi que la distance au réseau d’assainissement déterminent s’il est financièrement intéressant d’appliquer l’énergie thermique des égouts.

Deux types d’énergie thermique 

Non seulement les eaux usées dans les tuyaux d’égout contiennent de l’énergie. L’eau traitée qui sort de la station d’épuration  offre également la possibilité  d’en extraire  de l’énergie thermique  . « C’est pourquoi nous distinguons deux types de riothermie », explique Maarten Raemdonck. Le plus connu est celui dans lequel nous installons un échangeur de chaleur dans le réseau d’assainissement (eaux usées).  Cependant, le  second offre un plus grand potentiel: nous y extrairons la chaleur de l’eau purifiée qui sort de la station d’épuration. La puissance disponible est une distinction importante entre les deux solutions. Lorsque nous utilisons les eaux usées comme source, une puissance de 50 à 600 kW est possible, en fonction du débit dans le collecteur. Dans des cas exceptionnels – à des débits élevés en milieu urbain –   même 1 MW est réalisable.  Par conséquent, dans le cas de l’énergie thermique des égouts basée sur les eaux usées, nous travaillons généralement avec un seul client. Il utilisera toute la capacité pour chauffer ou refroidir un immeuble de bureaux, une piscine ou un complexe résidentiel de 15 à 20 appartements.  Dans le cas d’une station d’épuration, il est possible dans les zones urbaines d’extraire jusqu’à 15 MW des eaux des effluents.  Cela permet à la riothermie de fournir l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un réseau de chaleur. Dans de tels cas, nous envoyons l’eau de l’effluent à travers un échangeur de chaleur pour extraire le ΔT nécessaire, après quoi cette énergie est ensuite valorisée à l’aide d’une pompe à chaleur.  Dans ce cas, la pompe à chaleur est de notre côté, dans un bâtiment de la station d’épuration d’aquafin. « Attention : la quantité d’énergie qui peut être extraite des eaux usées n’est pas infinie. Le processus de purification de l’eau est un processus biologique dans lequel les bactéries ont besoin d’une certaine température pour effectuer leur travail de manière optimale. Dans le même temps, les organismes produisent également de la chaleur pendant leur travail de purification. Aquafin surveille de près ces températures pour s’assurer que les stations d’épuration des eaux usées continuent de fonctionner de manière optimale. C’est pourquoi le nombre de clients sur un collecteur est limité.

Via des formules de leasing

La récupération de la chaleur des eaux usées est une histoire intéressante tant sur le plan écologique qu’économique. C’est ce qui ressort clairement des premières applications pratiques à Bruxelles et en Flandre. Parce que le potentiel n’est pas infini, Aquafin veut créer des règles du jeu équitables pour tous ceux qui ont des plans concrets pour acheter du refroidissement ou de la chaleur via l’énergie thermique des égouts. Maarten Raemdonck : « L’échangeur de chaleur reste notre propriété. Nous les gérons et les entretenons et rendons la chaleur disponible grâce à un modèle de location d’une durée de 25 ans. Pour être  éligible à cette source d’énergie, cinq conditions doivent être remplies. Il doit y avoir un minimum d’achat et un calendrier clair vers la réalisation. Celles-ci sont définies dans un contrat contraignant dans lequel les tâches d’Aquafin sont clairement décrites. Enfin, le client doit verser une indemnité si le contrat n’est pas exécuté. »

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La riothermie en pratique

L’année dernière, Aquafin a mis en service son siège renouvelé, un modèle de durabilité et une nouvelle façon de travailler. Et – comment pourrait-il en être autrement – l’expert en eau lui-même a appliqué le concept de riothermie pour chauffer et refroidir le campus presque neutre en énergie. « L’échangeur de chaleur est intégré dans le réseau d’égouts qui traverse la rue. Le collecteur d’un diamètre de 1800 mm recueille les eaux usées de 22 000 habitants d’Aartselaar et des  environs. Plus précisément, nous y avons placé un échangeur de chaleur de 78 mmangeur. Leze est constitué de coquilles en acier inoxydable et extrait environ 1 ° C des eaux usées sur cette distance. Le circuit de glycol apporte cette énergie à deux pompes à chaleur, afin qu’elle puisse être chauffée et refroidie simultanément », explique Maarten Raemdonck.  L’énergie collectée par le collecteur de 78  m de  long fournit les trois quarts des besoins totaux de chauffage du campus Aquafin et une part encore plus importante de l’énergie de refroidissement requise.

Le groupe Van Roey a réalisé la rénovation du siège social. La responsable de l’innovation de cet entrepreneur, Jona Michiels, affirme que la riothermie est une histoire simple en termes de mise en œuvre. « Aquafin amène les tuyaux de l’échangeur de chaleur à la limite de la parcelle. Là,  nous connectons les  tuyaux que nous avons posés en tant qu’entrepreneur, installons les pompes à chaleur et organisons l’installation. Il est très similaire à un système de boucle BEO, sauf qu’il n’y a pas de forages ou de permis impliqués. La délimitation des responsabilités en matière d’égouts thermiques est donc très claire.  L’installation de l’échangeur de chaleur dans le collecteur n’a aucune influence sur le site : la planification et la logistique restent identiques et il n’y a pas de désagrément supplémentaire. »

Photographies: Aquafin, Frederik Beyens