Brunnshög LTDH, le plus grand réseau de chauffage urbain basse température au monde

La ville de Lund en Suède compte 120 000 habitants et a développé son réseau de chauffage urbain il y a environ 60 ans. Ce réseau était jusqu'ici alimenté à partir de sources de calories haute température.

La ville se dote désormais du plus grand réseau de chauffage urbain à basse température au monde pour son nouveau quartier de Brunnshög, qui comptera environ 40 000 habitants d'ici 2060.

Très ambitieux, le projet Brunnshög LTDH sera une vitrine du développement urbain durable, avec l'exploitation de la chaleur fatale à basse température de la 4ème génération (Low Temperature District Heating, ou LTDH). Inauguré en 2019, le réseau LTDH de Lund est appelé à devenir le premier site d'essai européen pour les solutions de chauffage durable, financé en partie par le programme Horizon 2020 de l'UE. 

Réalisé par la société énergétique Kraftringen, la cœur de ce projet est la volonté de récupérer de la manière la plus efficace possible la chaleur fatale à basse température (30 à 50 °C) générée par les systèmes de refroidissement des deux grands centres de recherche scientifique, Max IV et European Spallation Source (ESS), tous deux situés à proximité l'un de l'autre dans le nouveau quartier de Brunnshög.

Exploiter le système de refroidissement 

Le centre de recherche MAX IV reçoit le refroidissement à l'eau nécessaire au fonctionnement de ses accélérateurs de 250 mètres de long et lignes de faisceaux en contrepartie de la chaleur fournie au réseau urbain de Lund. La chaleur fournie aux habitants sera régulée à  65 °C, un niveau sûr contre la prolifération de la bactérie Legionella.

L'eau sera chauffée à 3 températures différentes par le synchrotron et sera envoyée au bâtiment Energy Central situé sur le site, où elle sera échangée contre de l'eau de refroidissement.

Valoriser une chaleur excédentaire d'une température de 65°C

Le réseau LTDH exploitera une température d'alimentation bien inférieure à la température des systèmes de chauffage urbain traditionnels d'environ 90 °C, contre 65 °C pour le projet Brunnshög LTDH. Avec une température de retour à 35 °C, le système LTDH démontre son exceptionnelle efficacité thermique.

Le recours à une température plus basse présente plusieurs avantages :

elle rend la production de chaleur plus efficace, réduit les pertes de chaleur et permet d'utiliser des tuyaux de distribution en plastique plutôt qu'en acier. Les tarifs de chauffage urbain de Brunnshög seront nettement inférieurs à celui des solutions traditionnelles. 

A la recherche de nouvelles applications pour les réseaux de chaleur

Le projet Brunnshög LTDH teste de nouveaux modèles commerciaux et de nouvelles applications prometteuses. La chaleur excédentaire et le réseau à basse température seront utilisés pour des applications qui ne recourent généralement pas à ce type de source de chaleur, comme par exemple pour chauffer le sol des arrêts de tramway de Brunnshög afin d'empêcher l'accumulation de neige en hiver. 

Le projet Brunnshög LTDH est également innovant avec l'utilisation de nouveaux types de tuyaux de distribution en plastique, rendue possible par les basses températures des fluides. 

Ces nouvelles canalisations sont rentables grâce à leur facilité d'installation dans le sol et à leur diamètre réduit, qui demande une pression d'eau moins élevée. Les pertes de chaleur sont estimées à environ 3 à 4 %, nettement moins importantes qu'avec un réseau conventionnel.

Alimenter un réseau sans CO₂ et en utilisant des équipements à zéro émission nette

L'ESS ne s'est pas équipée de n'importe quel type d'échangeur de chaleur : c'est l'échangeur en acier à zéro émission nette au monde d'Alfa Laval, premier de ce type, qui sera installé dans la sous-station de refroidissement bêta moyenne de l'accélérateur. Il refroidira principalement les systèmes de l'accélérateur de l'ESS, mais il sera également relié au système de recyclage de la chaleur excédentaire du bâtiment central, qui sera acheminée de l'ESS vers le réseau de chauffage urbain de Lund.

C'est un pas de plus dans l'utilisation de technologies durables pour la réalisation de l'objectif de zéro émission nette d'ici 2050 défini par l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

À propos de MAX IV 

Le laboratoire MAX IV est un laboratoire national d'accélération d'électrons pour la recherche sur le rayonnement synchrotron inauguré le 21 juin 2016. L'installation MAX IV est le plus grand et le plus ambitieux investissement suédois dans les infrastructures de recherche, et la source de rayons X la plus innovante au monde. Elle accueillera chaque année plus de 2 000 scientifiques venus du monde entier. Les recherches portent sur des domaines tels que la science des matériaux, la biologie structurale, la chimie et les nanotechnologies.

Plus de détails dans l'article (en anglais) publié par l'institut MAX IV 

À propos d'European Spallation Source (ESS)

Sur une superficie de 70 hectares au nord-est de Lund, l'ESS European Spallation Source, un centre de recherche unique sur les matériaux, est en cours de construction. L'installation devrait être pleinement opérationnelle et ouverte aux chercheurs externes en 2027.

L'ESS sera une installation de recherche multidisciplinaire exploitant la source de neutrons la plus puissante au monde. L'infrastructure de recherche est en cours de construction et sera gérée par 13 pays européens dans le cadre d'une large collaboration. 

ESS, qui sera la source de neutrons la plus puissante au monde une fois achevée, fournira également de la chaleur excédentaire au réseau de chauffage urbain.

Plus de détails dans l'article (en anglais) publié par l'ESS 

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