Les boucles énergétiques : tout le monde y gagne
Parmi les nombreux moyens mis en œuvre ou envisagés pour atteindre les objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre (GES) fixés par le gouvernement du Québec dans son Plan pour une économie verte en 2030, la mise en œuvre de boucles énergétiques est sans doute l'une des solutions les plus prometteuses. Pourquoi? Parce qu'en mutualisant les économies d'énergie – et donc la réduction des émissions de GES – à l'échelle de plusieurs bâtiments, voire d'un quartier, une boucle énergétique crée une synergie profitable à toutes les parties prenantes : promoteurs, propriétaires, constructeurs, distributeurs d'énergie, municipalités et résidents.
Économies circulaires
Au sein d’un même quartier, une boucle d’échange thermique agit comme réseau de distribution d'énergie commun à plusieurs bâtiments qui répartit les masses d'air chaud et d'air frais en fonction des besoins de chaque espace. Ces installations incluent le centre de pompage, les sources de chaleur primaire, d’appoint ou d’urgence de la boucle ainsi que les pompes à chaleur décentralisées. Ainsi, en hiver, l'excédent de chaleur dégagé par un centre commercial, une usine ou un centre de données peut par exemple servir à chauffer un complexe multirésidentiel qui a besoin de cette chaleur. Les rejets de chaleur ou de froid d’un bâtiment deviennent des intrants pour le bâtiment voisin.
Un cercle vertueux
Cette mise en commun de l'énergie présente des avantages économiques et environnementaux pour chaque groupe impliqué dans un projet de boucle énergétique, et ces avantages créent un « cercle vertueux » dont chacun profite et fait profiter les autres. Le schéma présenté ici-bas illustre bien cette idée voulant que si chacun met l’épaule à la roue, tous y trouve son compte.
Figure 1: Schéma cercle verteux
Avantages pour les promoteurs
Performance énergétique et économique
Une boucle énergétique permet aux promoteurs d'améliorer considérablement la performance énergétique de leur projet. On estime en effet qu'elle peut mener à une réduction de 40 % de la consommation d'énergie globale comparativement au même projet sans boucle. Cette réduction de la consommation s'accompagne d'une réduction des émissions de GES, qui peut atteindre 75 % selon les plus récentes études. De plus, l'intégration d'une source d'énergie comme le gaz naturel renouvelable, l’aérothermie ou la récupération de chaleur sur les eaux d’égout, par exemple, peut permettre d'atteindre la carboneutralité.
Perception positive
Ces performances énergétiques et environnementales engendrent en retour une perception plus positive du projet, a fortiori si le promoteur obtient une certification attestant son rendement énergétique ou environnemental comme la certification LEED, ce qui favorisera les ventes ou les locations d'espaces aux clientèles visées. De plus, en intégrant, dès le départ ou graduellement, des sources d'énergie locales et renouvelables à une boucle énergétique, les promoteurs contribuent directement au développement économique de leur région.
Soutien financier
Autre avantage notable, les projets qui font appel à une boucle énergétique sont admissibles à de nombreuses subventions, qui aideront à financer sa réalisation et à réduire la période de retour sur investissements (PRI).
Avantages pour les propriétaires et utilisateurs
Réduction de la facture d'énergie
Une meilleure performance énergétique de l'espace se traduit évidemment par une réduction de la facture d'énergie pour les propriétaires et utilisateurs des bâtiments. De plus, l'évolutivité d'une boucle d'énergie permet d'y intégrer graduellement des énergies renouvelables d'origine locale : biomasse végétale provenant de scieries ou d'usines de production de meubles, géothermie, énergie solaire, chaleur résiduelle issue de procédés industriels ou de centre de données. etc. À terme, les propriétaires peuvent donc bénéficier, en partie ou en totalité, d'une énergie propre et à faible coût.
Moins de frais, plus d'espace
Les réseaux énergétiques de quartier assure d’une part la fiabilité des opérations, des difficultés de disposer de main d’œuvre qualifiée pour faire face à la complexité des nouveaux équipements et de la responsabilité accrue pour l’entretien de certains éléments reliés aux systèmes CVAC centralisé (tours d’eau, réfrigérant). D'autre part, la centralisation des équipements permet de diminuer les frais d'exploitation et de libérer de l'espace qui pourra être utilisé pour optimiser l'utilisation des lieux ou les revenus de location, par exemple. De plus, une certification énergétique et/ou environnementale reconnue aura un effet positif sur la location ou la vente des locaux.
Avantages pour les distributeurs d'énergie
La réduction de la consommation d'énergie offerte par une boucle énergétique permet d'atténuer la pression exercée sur les réseaux de distribution, en particulier en période de pointe, minimisant ainsi les risques de surcharge et de bris. En réduisant la demande, les boucles énergétiques peuvent également permettre une diminution des coûteuses importations d'énergie et des dépenses liées à la mise à niveau des réseaux de distribution.
Avantages pour les municipalités
Meilleure qualité de l'air
Les municipalités sont des acteurs de premier plan dans la lutte contre les émissions de GES et la plupart d'entre elles se sont dotées d'un plan d'action en ce sens. Les boucles énergétiques peuvent contribuer à l'atteinte de leurs cibles de réduction de GES et à une amélioration appréciable de la qualité de l'air, au bénéfice de tous les citoyens.
Réduction des îlots de chaleur
Par ailleurs, la réduction des rejets de chaleur dans l'atmosphère permet d'atténuer durablement les îlots de chaleur, une problématique commune aux régions fortement urbanisées qui a des conséquences directes sur la qualité de vie et la santé des résidents.
Gestion des déchets
Les boucles énergétiques présentent également un intérêt économique, puisqu'elles constituent un débouché pour les biogaz issus de la valorisation des déchets domestiques et des boues municipales. Les usines de biométhanisation comme celles déjà en place à Saint-Hyacinthe et bientôt à Québec, peuvent générer des revenus [et des emplois] supplémentaires pour les municipalités et avoir un impact positif sur les émissions de GES, puisque le gaz naturel renouvelable ainsi obtenu est carboneutre et renouvelable à 100 %. De plus, en réduisant la quantité de déchets enfouis ou incinérés, les municipalités peuvent réaliser des économies appréciables, tout en améliorant la qualité de l'air.
Avantages pour les constructeurs, exploitants et partenaires financiers
Réduction des coûts d'énergie
La mixité des usages est un élément clé de tout projet de boucle énergétique. Or cette mixité, associée à la capacité de stockage thermique d'une boucle énergétique, crée un profil de charge plus uniforme qui permet une production de froid et de chaleur plus économique et plus efficace. Les constructeurs et exploitants peuvent donc réduire leurs coûts et offrir aux propriétaires et locataires des tarifs d'énergie plus concurrentiels.
Meilleure rentabilité
En outre, si la boucle énergétique se trouve dans une zone où le réseau électrique est fortement sollicité, les exploitants peuvent bénéficier de certains programmes d'aide financière en contrepartie d'une réduction de leur demande de puissance durant les périodes de pointe. Enfin, les constructeurs peuvent rentabiliser leur projet grâce aux différentes subventions disponibles (volets Nouvelle construction efficace et Innovation du Programme d'efficacité énergétique d'Énergir et plusieurs autres) et à la vente de crédits carbone.
Une solution qui a de l'avenir
En raison de leur potentiel de réduction des émissions de GES issues du chauffage et du refroidissement, de leur faible coût énergétique, de leur capacité à améliorer la qualité de l’air, à augmenter la part des énergies renouvelables et à réduire la dépendance aux énergies fossiles tout en augmentant la résilience des villes, les boucles énergétiques s’imposent désormais comme un incontournable dans le développement des réseau d’énergie thermique au Québec..
De plus, si elles exigent une planification et une conception rigoureuse, les boucles d'énergie créent une synergie bénéfique pour toutes les parties prenantes, ainsi que pour la population en général, en favorisant la mixité, la densité et l'efficacité des quartiers, conformément aux objectifs de développement durable poursuivis au Québec et dans le monde.
AutRICE
Ann-Judith Bélanger, ing., Conseillère DATECH, conception efficace chez Énergir