Utiliser l’énergie de l’eau du lac

Une source d’énergie du futur : l’utilisation thermique de l’eau du lac

Les lacs suisses représentent une immense source d’énergie respectueuse du climat. On ne parle pas des lacs de montagne dont les barrages produisent de l’électricité. Non, les fournis-seurs d’énergie du futur sont les lacs du Plateau et des Alpes, sur les rives desquels se trou-vent de nombreuses grandes villes suisses. Ils constituent un réservoir inépuisable d’énergie permettant d’approvisionner des dizaines de milliers de ménages et d’entreprises en énergie renouvelable et pratiquement inépuisable.

Notre projet sur les rives du Léman

Sur la commune de Tolochenaz, Energie 360° a développé un réseau d'énergie durable qui garantit un approvisionnement énergétique 100% renouvelable aux bâtiments de l'entreprise Medtronic. Ce projet ambitieux permet à Medtronic des économies de CO2 de 480 tonnes par an. Des extensions du réseau EnerLac vont permettre d’alimenter les quartiers et zones in-dustriels avoisinants en énergie renouvelable grâce au lac Léman. Lorsque l’entier du potien-tiel du réseau sera exploité, 2’100 tonnes de CO2 seront économisées par an.

Energie 360° a développé plusieurs grands projets de ce type, par exemple à Meilen, à Hinterkappelen près de Berne ou encore à Tiefenbrunnen dans le canton de Zürich.

Comment valoriser l’énergie de l’eau de lac ?

L'eau est captée à une profondeur de 20 à 50 mètres pour être acheminée jusqu’à la station de pompage. Ensuite, le réseau de conduites amène celle-ci jusqu’au client ou jusqu’à la cen-trale énergétique. Les pompes à chaleur de ces derniers valorisent l’énergie thermique de l’eau en la transformant en chaud ou froid selon les besoins. Après son passage dans le cir-cuit, l’eau est rejetée dans le lac, propre et intacte.

Voici l’impact de l’utilisation thermique de l’eau de lac sur l’environnement

Quel est le potentiel d’utilisation de l’énergie de l’eau du lac en Suisse ?
J’estime que dans les villes suisses situées sur les plus grands lacs, un à deux millions de personnes pourraient chauffer ou refroidir leur maison grâce à la chaleur ou au froid d’un lac. Si la technologie était introduite à l’échelle nationale, nous pourrions théoriquement extraire jusqu’à deux gigawatts d’énergie des lacs. Cela correspondrait à la production de deux cen-trales nucléaires.

Vous dites que cette puissance pourrait être exploitée. Quels sont les facteurs contraignants ?
D’une part, la distance jusqu’au lac et la densité de population. Pour amener la chaleur dans les maisons, il faut poser des tuyaux. Plus les propriétés sont éloignées du lac et plus elles sont parsemées, plus les conduites seront longues. D’autre part, l’altitude des clients joue également un rôle typiquement lorsque les lotissements d’une ville sont construits sur une pente. Certes, des pompes peuvent être utilisées pour gravir les pentes. Mais cela accroît bien sûr la complexité de l’installation et influence sa rentabilité.

Cette forme de production d’énergie de chauffage et de refroidissement n’est-elle pas extrê-mement coûteuse ?
Il va sans dire que la pose d’un réseau de canalisations dans des zones densément peuplées coûte cher. Une planification à long terme et la sécurité financière des préinvestissements coûteux sont donc indispensables. Cependant, l’exploitation économique d’un grand projet est tout à fait réaliste si le plus grand nombre possible de foyers sont connectés dans la zone d’approvisionnement. L’idéal serait donc de raccorder des zones résidentielles entières lors de leur construction. Il est donc logique de préparer cette forme d’utilisation de l’eau du lac en termes d’aménagement du territoire.

Comment l’extraction de la chaleur de l’eau affecte-t-elle l’écologie dans les lacs ?
Tout est une question de proportion. Il faut veiller à ce que l’extraction de la chaleur se fasse dans des limites raisonnables. Mais même si la réalisation de grands projets devait entraîner une réduction de la température des lacs d’un demi-degré, cela serait sans danger pour l’environnement. En raison du réchauffement climatique, la température de surface de nos lacs a augmenté d’environ deux degrés au cours des 40 dernières années. L’extraction de la chaleur pourrait donc même contribuer à freiner cette évolution.

Et à l’inverse, qu’en est-il de l’utilisation de l’eau de lac pour le refroidissement ?
De manière générale, l’extraction de la chaleur du lac est effectivement moins problématique que l’apport de chaleur. Le refroidissement avec l’eau de lac mérite donc certainement une plus grande attention. Nous préconisons de renvoyer l’eau dans le lac dans ce que l’on ap-pelle la thermocline, à une profondeur de 15 à 40 mètres. Dans cette zone, les températures naturelles de l’eau fluctuent continuellement et parfois même très fortement en peu de temps. Les poissons et autres créatures sont donc habitués aux fluctuations de température. Nos exemples de calculs montrent également que le réchauffement des lacs en raison de l’apport de chaleur à long terme n’est pas illimité. En hiver, ils diffusent cette chaleur et remettent ainsi le compteur à zéro.

Protection de la flore et de la faune

Les réseaux énergétiques utilisant les eaux lacustres ont-ils une influence sur les organismes vivants dans et autour du lac ?
À peine. Les animaux et les plantes sont habitués aux fluctuations de température. Les eaux ne sont généralement refroidies que d’un dixième de degré lorsqu’elles sont utilisées pour le chauffage; un refroidissement aussi léger ne pose donc aucun problème aux organismes vi-vants. C’est plus délicat, lorsque l’on a besoin de l’eau pour le refroidissement. Cette eau réin-jectée dans le lac ou la rivière est plus chaude et ces derniers sont déjà réchauffés en raison du changement climatique. En la matière, il existe donc des directives juridiques claires: par exemple, on ne peut plus libérer de chaleur dans les cours d’eau s’ils affichent une tempéra-ture supérieure à 25 degrés.

L’eau est aspirée à une profondeur pouvant atteindre 40 mètres. Comment s’assure-t-on qu’aucun poisson n’entre dans les tuyaux ?
Le dispositif d’aspiration est conçu de manière à ce que les poissons ne soient pas piéger dans le système. Différentes techniques sont utilisées suivant le projet. Dans tous les cas, l’eau ne doit pas être aspirée trop rapidement pour éviter toute contrainte.

Quels sont les autres aspects à prendre en compte lors de la planification d’une installation en vue de protéger les êtres vivants ?
Dans les lacs, il est important que les couches de densité et les flux de nutriments ne soient pas trop fortement impactés. Cela pourrait se produire si, par exemple, l’eau est prélevée dans la zone profonde d’un lac et réinjectée à la surface après son utilisation. L’injection d’eau pro-fonde riche en nutriments à la surface pourrait alors entraîner une prolifération indésirable d’algues. La construction des conduites pour l’extraction et la réinjection de l’eau est par ail-leurs une intrusion au niveau local dans le plan d’eau. Dans ce cas, il faut veiller à ce que les sites qui représentent une valeur écologique tels que les zones protégées, les roselières ou les frayères de poissons ne soient pas endommagées.