Un potentiel à exploiter: comment l’eau de lac devient chaleur

Dans la stratégie énergétique 2050 de la Confédération, un point est étonnamment à peine mentionné: les réseaux thermiques, qui fonctionnent sur la base de la géothermie, des nappes phréatiques ou de l’eau des lacs. Autrement dit, de l’énergie environnementale. C’est dommage, car les lacs, en particulier, sont d’excellents accumulateurs d’énergie. Ils sont relativement chauds dans le froid de l’hiver et agréablement frais lorsque la température de l’air est élevée. Ils permettraient de couvrir une partie considérable des besoins en chauffage et en climatisation et de réduire l’empreinte écologique de manière significative, en particulier en Suisse, où de grands lacs sont souvent situés à proximité de villes relativement importantes.

Méthode éprouvée

Le débat sur le climat et la crise énergétique ont ravivé l’intérêt pour l’utilisation écologique de l’eau à des fins de chauffage et de climatisation. La méthode utilisée à cet effet est déjà éprouvée depuis des décennies et la Suisse a joué un rôle de pionnier: en 1938, l’installation de la première pompe à chaleur à l’hôtel de ville de Zurich par la société Escher Wyss a constitué un jalon au niveau mondial. La Limmat offrait une source de chaleur idéale à la sortie du lac de Zurich avec une température moyenne de 7 degrés pendant la saison de chauffage. Aujourd’hui, plus de 80 ans plus tard, il existe un plus grand nombre de réseaux thermiques et de nouveaux projets correspondants dans les cours d’eau suisses, mais le potentiel est loin d’être complètement exploité. Cependant, les choses bougent dans ce domaine. En effet, les communes qui misent sur l’eau des lacs pour le chauffage et la climatisation non seulement réduisent leurs émissions de CO₂, mais elles atteignent également leurs objectifs énergétiques et climatiques beaucoup plus rapidement. Car l’énergie environnementale est tout simplement disponible sur place.

Le principe de l’ utilisation de l’eau du lac est relativement simple: les pompes à chaleur extraient en permanence de l’énergie à partir de l’eau. Pour ce faire, une conduite est posée à une profondeur de 20 à 40 mètres dans le lac, et l’eau, dont la température est comprise entre 4 et 10 degrés, est pompée vers la rive. Un échangeur de chaleur augmente la température dans un circuit de chauffage secondaire. L’eau du lac n’entre jamais en contact avec d’autres substances et, une fois refroidie, elle retourne dans le lac. À part les conduites, rien n’est construit dans le lac lui-même. Le même principe est utilisé pour le refroidissement: l’eau est d’abord pompée dans un réservoir sur la rive, puis acheminée dans un système de tuyaux. Elle circule dans un échangeur de chaleur relié au système de climatisation du bâtiment. La mise en réseau thermique des systèmes permet également des synergies entre les consommateurs de chauffage et de climatisation au fil des saisons.

Projets d’Energie 360° exploitant la chaleur des lacs

• Dans la commune de Wohlen près de Berne, Energie 360° utilise, avec le réseau de chauffage de Kappelenring, la chaleur du lac de Wohlen et alimente environ 110 immeubles. Il est ainsi possible d’économiser plus de 3000 tonnes de CO₂ par an, tout en assurant une protection maximale de la faune et de la flore.
• Sous la direction d’Energie 360°, un projet de transformation énergétique est en cours de développement à Zurich Tiefenbrunnen. Il alimentera à l’avenir 200 immeubles en chaleur renouvelable. Le système d’approvisionnement en énergie fonctionne aujourd’hui principalement avec du gaz et en partie avec du mazout. L’objectif est de fournir 15 GWh à partir de l’eau du lac et d’atteindre à l’avenir une réduction des émissions de CO₂ de 2800 tonnes par an.
• Le réseau énergétique EnerLac d’Energie 360° à Tolochenaz, près de Morges, sur le lac Léman, doit être développé en trois étapes. Le projet prévoit d’utiliser l’eau du lac pour le chauffage et la climatisation via une prise d’eau centrale. À terme, 25 GWh d’énergie seront fournis et 3000 tonnes de CO₂ seront économisées chaque année.
• Depuis 2014, le zoo pour enfants de Rapperswil-Jona utilise une installation conçue par Energie 360° pour transporter l’eau du lac jusqu’à une pompe à chaleur située sur le terrain du zoo. Cette eau sert de principale source de chaleur pour le système de chauffage du zoo. Elle retourne ensuite dans le lac ou sert à remplir les bassins pour les éléphants et les pingouins, ou à nettoyer les installations du zoo. Grâce à l’utilisation de l’eau du lac, le zoo économise près de 100 000 litres de mazout par an et décharge l’environnement de 272 tonnes de CO₂ par an.

Sans danger pour l’environnement

Quels sont les effets de l’utilisation de la chaleur des lacs sur la population de poissons et l’écologie des cours d’eau? Les chercheurs·euses de l’Eawag partent du principe qu’un refroidissement prévu d’environ 0,5 degré Celsius n’aura pas de conséquences négatives sur les écosystèmes. Au contraire: dans une certaine mesure, l’évacuation de la chaleur pourrait même contrecarrer l’effet de serre en atténuant quelque peu l’augmentation de température déclenchée par le changement climatique.

Effet écologique considérable

Selon une étude de la Haute école de Lucerne menée en collaboration avec la Conférence des directeurs cantonaux de l’énergie, près de 40% des besoins finaux en énergie des bâtiments pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire pourraient être couverts d’ici 2050 par des réseaux thermiques. Cela permettrait de fournir de l’énergie à environ 700 000 ménages et d’économiser en moyenne 2500 litres de mazout par ménage. Au total, les émissions de CO₂ pourraient ainsi être réduites de 5 millions de tonnes par an. C’est pourquoi il faut utiliser ce potentiel!