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Eco-Quartiers et CleanTech : quelles relations ?

Mini-projet

Module C 4-1 « Energies Renouvelables »

Responsable du module : Jérôme de DINECHIN

Participants au projet :

Corinne BACHELET Mathieu KUDLA

Satya-Lekh PROAG Fabien SCEMAMA

Septembre 2010 – Janvier 2011

Eco-quartiers et CleanTech : quelles relations ? 2011

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Pour bien commencer…

Cadre

Ce mini-projet s’inscrit dans le cadre du module C4-1 « Energies Renouvelables », dispensé à

l’ENSTA ParisTech en dernière année d’école. L’objectif est de s’inspirer des interventions

des conférenciers pour étudier un phénomène lié aux énergies renouvelables. Nous avons

choisi par conséquent de nous intéresser à un thème qui nous tient à cœur : les éco-quartiers

en France. Le but étant d’analyser la pertinence de la réalisation de ces ensembles urbains par

rapport à la théorie évoquée dans les définitions du Grenelle de l’Environnement par exemple.

Ce thème étant très vaste, nous nous sommes restreints au champ d’application des CleanTech

dans les éco-quartiers. Quel est leur importance et leur rôle ? Y a-t-il quelque chose qui peut

être amélioré ?

Quelques définitions

Cette partie d’attachera à donner une définition aux concepts d’éco-quartier et de CleanTech.

Eco-quartier, quartier durable ?

Il n’existe malheureusement pas de définition précise d’un éco-quartier, et les chercheurs

débattent encore actuellement de la différence d’appellation entre « éco-quartier » et

« quartier durable ». Même la librairie Le Moniteur, pourtant spécialiste du BTP et de la

construction, hésite à donner une définition du terme dans ses ouvrages (CITRON P., 2010).

Le concept d’éco-quartier est par conséquent aussi concis que celui du développement

durable. La définition communément admise serait un quartier durable qui engloberait des

contraintes environnementales, sociales et économiques. Il serait un modèle d’urbanisme

durable, peu consommateur d’énergie et d’espace et proposerait une qualité de vie idéale.

Sa vie

En Europe, la réalisation des EQ a été provoquée par les phénomènes suivants (BABIN T.,

2010) : soit une volonté de faire des quartiers-vitrines, dans un contexte d’événement

d’envergure internationale (exposition universelle, exposition internationale de l’habitat), soit


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par le choix d’un groupe d’habitants « écologistes » motivés pour vivre ensemble dans un

contexte environnemental et social « propre » (ex. Quartier Vauban à Fribourg-en-Brisgau).

Aujourd’hui, le Grenelle de l’Environnement tente de donner une définition de l’éco-quartier,

voire des traits caractéristiques qui doivent transparaître dans chaque éco-quartier. Ils sont

basés sur les principes suivants :

Sur le plan environnemental :

- Les innovations technologiques permettant des économies d’énergie ;

- Les localisations réduisant l’étalement urbain et la densité ;

- La réduction de la place de la voiture, remplacée par les transports dits « doux » ;

- La préservation de la biodiversité, la gestion durable de l’eau, un traitement optimum

des déchets, …

Sur le plan social :

- La mixité sociale ;

- La qualité de vie, souvent garantie par la qualité des espaces publics et des espaces

verts ;

- Une certaine convivialité ;

- Une approche générale de la gouvernance.

Sur le plan économique, la notion est plus floue : on entend les montages financiers novateurs

et la réalisation d’économies sur le long terme par la réduction des coûts de fonctionnement

notamment.

Son œuvre

Il existe de très nombreux éco-quartiers en Europe, notamment dans les pays scandinaves et

anglo-saxons. La France essaie toutefois de rattraper son retard à travers des programmes

gouvernementaux d’incitation à la construction d’éco-quartirer, comme par exemple l’appel

national à projets pour le concours EcoQuartiers 2009, qui visait à « valoriser les projets qui

ne se limit[aient] pas à des réponses techniques liées, par exemple, à la qualité technique,

mais qui s’étendent aux questions essentielles du développement durable : le pilier social et

sociétal, le pilier économique et le pilier environnemental ». Il a ainsi permis d’une part

d’assurer une reconnaissance aux collectivités qui ont entamé des démarches exemplaires

d’aménagement durable (et donc d’inciter leurs pairs à en faire autant), et d’autre part

d’enrichir la connaissance de tous sur les projets d’EcoQuartiers, favorisant ainsi la promotion


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d’une façon nouvelle de construire et aménager, conforme aux principes du développement

durable. Plusieurs quartiers ont été ainsi primés, selon des critères tels que l’eau, la

biodiversité, mais aussi l’éco-construction ou encore la sobriété énergétique. C’est justement

selon ce point de vue que nous souhaitons proposer une analyse des éco-quartier. Quelle est

l’importance des CleanTechs dans les éco-quartiers ? et comment faire pour le mettre en

lumière ?

Les CleanTechs : qu’est-ce que c’est ?

Le site internet innoveco-paris.com, qui se dit Hub d’innovations en matière de CT, en

propose une définition. Les CT, ou éco-innovations, regroupent, dans de nombreux domaines,

les produits, services ou process nouveaux qui :

- Agissent sur la réduction des impacts écologiques d’une activité de manière

significative (moins de gaz à effet de serre, de toxicité, de déchets…),

- Fournissent une meilleure performance (efficacité et efficience),

- Et optimisent, si possible, l’utilisation des ressources naturelles.

Les éco-innovations sont donc des activités (voire « éco-activités ») nouvelles qui répondent à

des besoins émergents (voire qui existent mais qui ne sont pas encore satisfaits), ouvrant ainsi

de nouveaux marchés et créant de nouvelles filières. Mais il peut aussi par exemple s’agir

d’adaptations et d’amélioration de « technologies écologiques » anciennes.

Objectif

Notre objectif lors de ce projet a été de cibler deux éco-quartiers et de rendre compte de

l’influence des CleanTechs dans ces projets d’urbanisme. Y a-t-il une différence entre la

perception officielle des promoteurs des éco-quartiers et leurs habitants ? et si oui, quelle est-

elle ? Nous verrons en effet que la perception des habitants diffère de celle des aménageurs,

notamment en ce qui concerne les éco-innovations. C’est pourquoi nous avons cherché dans

ce projet, à étudier la faisabilité technique et économique des CleanTechs qui pourraient être

implantés dans ces Éco-quartiers dans le but de les améliorer.


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Coup de cœur

Nous avons donc identifié deux quartiers qui nous serviraient de « terrains de jeux » virtuels,

dans lesquels nous nous sommes essayés à l’étude de faisabilité d’implantation d’éco-

innovations. Ces deux quartiers sont :

- L’éco-quartier de la ZAC (Zone d’Aménagement Concerté) de Bonne, à Grenoble, qui

a été primé par le MEDDTL, en recevant le Grand Prix National au concours

EcoQuartiers, de 2009.

- L’éco-quartier de la ZAC Bottière Chénaie, à Nantes, qui a lui été primé dans la

Catégorie Densité et Formes Urbaines.

Ces deux quartiers sont à la fois différents par leurs contextes climatiques et topographiques,

mais aussi et surtout par la présence initiale de CleanTechs avant notre « intervention », c’est

notamment pourquoi ils ont été choisis.

Dans un premier temps, nous verrons donc les caractéristiques officielles de ces deux Éco-

quartiers, c’est-à-dire celles mises en avant par les promoteurs, agences immobilières et

aménageurs. Ensuite, nous présenterons le compte-rendu du ressenti des habitants de ces Éco-

quartiers quant à leur appartenance à la forme urbaine « à la mode ». Au regard de ce retour,

nous étudierons la faisabilité technique et économique de certaines éco-innovations dans les

éco-quartiers de Nantes et de Grenoble.


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I. Les caractéristiques officielles des éco-quartiers

primés

Avant de s’intéresser à l’avis des habitants du quartier, il nous a semblé intéressant de

s’informer d’abord sur la présentation officielle des deux éco-quartiers. Les informations

présentées dans cette partie restent donc la vision des promoteurs des quartiers.

Primé catégorie « Densité et Formes Urbaines », j’ai nommé… Le Quartier Bottière

Chénaie

L’éco-quartier Bottière Chénaie est un nouveau quartier de Nantes en construction. Il est situé

à la limite Est de la commune de Nantes, dans le quartier de Doulon. Il s’agit de la création

d’un quartier neuf à l’emplacement d’une friche maraîchère au sein de la zone urbaine

existante dans le cadre d’une ZAC. Sur un espace de 35 hectares, il offrira 1600 logements

dont 25 % de logements sociaux et 45 % de logements abordables. En plus de commerces et

services, situés aux pieds des immeubles, le quartier possèdera plusieurs équipements

municipaux (un gymnase, une école, une médiathèque, un centre de loisirs).

L’image suivante représente l’aménagement du futur quartier :

Plan d’aménagement de l’éco-quartier Bottière-Chénaie (www.nantes-aménagement.fr)

La construction du quartier a débuté en 2006, et se déroulera en quatre phases dont la dernière

doit être terminée en 2013.

http://www.nantes-aménagement.fr/�


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Différents Cleantech ont été utilisés dans l’éco-quartier :

- Les toitures de l’école et de quelques logements sont végétalisées,

- Certains logements seront approvisionnés en eau chaude par des capteurs solaires,

- Des panneaux photovoltaïques doivent être à terme installés sur certains logements,

- De grands efforts sont faits sur l’isolation, contribuant ainsi à 42 % des économies

d’énergie réalisées,

- L’éclairage public est optimisé, à travers son adaptation aux besoins des différents

types de rues (routes, chemins piétons,…),

- Les habitants sont invités à trier leurs déchets à travers l’utilisation de sacs poubelles

de différentes couleurs.

Et pour la récompense du Grand Prix National… : la ZAC de Bonne, à Grenoble.

Le projet de la ZAC de Bonne a été porté par la ville de Grenoble, qui a racheté à l’armée les

terrains de l’ancienne caserne pour créer sur ce site un « quartier durable et innovant ». Il a

débuté en 2001 et s’est organisé dès le départ en étroite coopération entre tous les

intervenants : urbanistes, constructeurs, syndicats et associations de quartier, ainsi que les

Grenoblois eux-mêmes. Il est construit sur 8,5 hectares d’anciennes casernes et est située à

proximité du centre-ville de Grenoble. Il fournit 850 appartements dont 35% à 40% de

logements sociaux, 15 000m2 sont dédiés aux commerces, loisirs et services avec la création

de 30 nouveaux commerces dans un centre commercial, 6 000m2 de bureaux neufs et rénovés

et un hôtel 3 étoiles. Il comprend également une école primaire et une cantine scolaire, des

logements étudiants et une maison pour personnes âgées. Les espaces verts sont bien présents

dans le quartier puisqu’ils comptent pour 5 hectares.


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Plan masse d’architecte de la ZAC de Bonne (www.debonne-grenoble.fr)

Plusieurs CTs sont déjà présents sur le site et l’objectif est de réduire de 30 à 40% la

consommation d’énergie par rapport aux standards applicables en construction :

- Les logements (A, B, E, G et H sur le plan d’architecte) sont équipés de capteurs

solaires thermiques qui permettent d’assurer environ 45% des besoins d’eau chaude

sanitaire. Ils comprennent aussi de la ventilation double flux avec récupération de

chaleur et des équipements autonomes en électricité et en eau. Par ailleurs, l’isolation

du bâti et l’utilisation de baies très performantes (vitrage à lames d’argon) contribuent

à l’efficacité énergétique des bâtiments :

o Réduction de la consommation énergétique du chauffage (50 kWh/m2/an),

o Réduction de la consommation de l’eau chaude sanitaire (35 kWh/m2/an),

o Réduction de la consommation de l’électricité des parties communes (4,4

kWh/m2/an).

- Installation d’une micro-cogénération (moteur à gaz) par bâtiment. Celle-ci permet de

couvrir les besoins en électricité des logements du site de Bonne (soit 1250 MWh/an)

ainsi que la moitié de leurs besoins en termes de chauffage (soit 2600 MWh/an).

- Construction d’une école élémentaire de 17 classes. Ce bâtiment a été pensé selon une

approche bioclimatique, il est doté d’une structure en bois, d’une enveloppe

performante et d’équipements économes en énergie.

- Construction d’une centrale solaire de 100 kWc (environ 1 000 m2) en toiture de

l’espace commercial qui permet de fournir une part significative des consommations

électriques du site.

http://www.debonne-grenoble.fr/�


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- Construction d’un bâtiment à énergie positive (produit plus d’énergie qu’il n’en

consomme). Situé entre le groupe scolaire et le logement A, ses 1 600 m2 accueilleront

des bureaux.


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II. Le retour d’expérience des habitants des éco-quartiers

Nous nous sommes intéressés dans cette partie aux expériences vécues par les habitants des

éco-quartiers que nous avions ciblés, dans le but de confronter leur point de vue avec celui

mis en avant par les aménageurs. La démarche ainsi prônée avait pour but d’identifier des

dysfonctionnements, voire des idées que les habitants pourraient avoir sur leur lieu de vie,

sachant qu’ils le connaissent mieux que quiconque. C’est également pour cette raison que les

quartiers Bottière Chénaie et de Bonne ont été choisis, puisqu’ils bénéficient d’un recul de

deux ou trois ans, facilitant la pertinence des réponses. Pour cette étude, nous nous sommes

déplacés au quartier de Grenoble afin d’interviewer des habitants de l’éco-quartier. Les

habitants de l’immeuble Le Vendôme ainsi été soumis à de amples questionnements. Pour ce

qui est relatif au quartier de Nantes, nous avons pu nous appuyer sur le mémoire d’une

étudiante de Paris 1 Sorbonne, intitulé : « Eco-quartiers français : nouvelle ville, nouvelle

vie ? Exemple de la Bottière Chénaie, à Nantes » (BABIN T., 2010). Ce mémoire rend

compte des attentes des habitants avant et après leur installation dans ledit éco-quartier.

Questions posées :

Les questions posées concernaient la date d’appartenance à l’éco-quartier, les parties

prenantes dans la réalisation de celui-ci, l’organisation des immeubles d’habitation, et surtout

les CleanTech (même s’il fallait souvent en donner la définition) présentes sur le site. Une

proposition d’idées d’aménagement en matière d’énergies renouvelables ou de CleanTech

était aussi volontiers demandée.

Le quartier Bottière Chénaie, à Nantes

Les habitants interviewés répondent surtout à des critères sociaux pour la bonne raison que

très peu de CleanTech sont implantés dans ce quartier. On note par exemple que les raisons

qui ont poussé les habitants à venir s’installer dans cet éco-quartier étaient la volonté de vivre

dans un quartier innovant voire original, la possibilité d’habiter un logement avec jardin

abordable dans la ville de Nantes ou encore (mais peu de réponses de ce type) le désir de

vivre selon des convictions écologiques.


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Extrait de BABIN T., 2010

En ce qui concerne le logement, trois grandes idées plaisent aux habitants installés en ce

moment dans le quartier : les avantages de la prestation proposée, l’aspect esthétique des

opérations et l’originalité de la conception. On note que peu d’accent est mis sur les

CleanTech.

Contre toute attente, peu d’habitants mettent en valeur la notion d’écologie dans leurs

réponses. Seuls deux habitants (sur une dizaine) répondent ceci :

Extrait de BABIN T., 2010

Il n’est donc pas anodin de s’intéresser à l’implantation virtuelle de CleanTechs dans ce

quartier de la ville de Nantes.

Le quartier de Bonne, à Grenoble

Contrairement à l’étude menée sur le quartier nantais, nous ne nous sommes pas contentés

d’aller sonner aux portes des habitants, mais nous avons également procédé à des interviews à

d’autres acteurs au sein de l’éco-quartier, à savoir, des associations (via la maison des

associations, situé « en face » de l’éco-quartier), et des commerces. Les réponses de ces

acteurs étaient toutefois similaires : D’une part, le représentant de la maison des association

était catégorique : les associations n’étaient pas partie prenante du projet, malgré ce qui

pouvait être écrit sur les documents des aménageurs. D’autre part, les personnes interviewées

dans les commerces (hôtes de caisse et directeurs commerciaux) certes savaient que le

bâtiment dans lequel ils travaillaient était au sein d’un éco-quartier, mais ils n’étaient pas au


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courant des informations à ce sujet, encore moins des CleanTechs qui pouvaient être présentes

sur le site. Nous nous sommes donc résolument tournés vers les habitants du quartier.

L’accueil était sympathique et manifestait une envie de se faire entendre, voire écouter. Les

réponses les plus fréquentes faisaient état toutefois d’un sentiment global. Plusieurs des

habitants interviewés avaient choisi l’éco-quartier juste par sa proximité au centre-ville et par

le prix du foncier pendant la période d’achat, sans s’intéresser au fait qu’ils allaient habiter

dans un éco-quartier. Les attentes face à la dimension écologique étaient donc bien sûr à

prendre avec des pincettes. D’autres habitants étaient bien sûr beaucoup plus motivés : nous

avons par exemple eu la chance de parler avec une personne proche du syndic de l’immeuble,

qui avait donc des informations sur plusieurs habitants (recueillies au fil des rencontres

internes) et surtout un recul conséquent sur les formes d’aménagement.

Ci-dessous figure un extrait de l’entretien passé avec elle. On se rend compte qu’il s’avère

effectivement que le fait de vivre dans un éco-quartier procure aux habitants un confort non-

négligeable (qu’ils paient d’ailleurs très cher), mais les ressentis des habitants ne sont pas

toujours adaptés à ce que les promoteurs mettent en avant. On note aussi certains

dysfonctionnements en ce qui concerne le chauffage, notamment dû – il nous semble – à une

pluralité d’acteurs qui se « marchent sur les pieds ».


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- Pourquoi avez-vous acheté un appartement dans un éco-quartier ? o Par pur hasard, on ne voulait pas forcément habiter un éco-quartier.

- Comment vous sentez-vous ici ? Quels avantages le fait de vivre dans un éco-quartier vous procure-t-il ?

o Nous vivons ici depuis 3 ans. o Au début, on n’arrivait pas à chauffer à moins de 23°C. Maintenant ça va un peu mieux,

puisqu’on peut se chauffer à 20°C ! En revanche, certains de nos voisins ne peuvent pas se chauffer à plus de 15°C.

- Y a-t-il un référent dans l’immeuble à qui il est possible de se plaindre de ce qui ne va pas ? o On vit en co-propriété. Le Syndic est Foncia. Une autre société s’appelle Idex, qui s’occupe de

la gestion. Du coup, le circuit est le suivant : d’abord GEG (Gaz Electricité de Grenoble), puis Idex puis finalement le syndic Foncia, et enfin les habitants.

o Un autre problème est le double flux. Il faut régulièrement changer les filtres, au moins deux fois par an.

- Si je comprends bien, vous avez plus d’inconvénients que d’avantages à vivre dans un éco-quartier ?

o Non, non on ne peut pas quand même dire ça. Notre appartement est très bien, on ne peut pas se plaindre, il y fait bon vivre. On vient de créer un quartier pour enfants, où ils peuvent jouer et s’amuser. Il y a beaucoup de commodités, mais il n’est pas si parfait que le vendent les agences immobilières par exemple.

- Quelles sont les autres CleanTech qui sont disponibles dans l’immeuble ? o Il y a des panneaux solaires qui sont utilisés pour chauffer les chaudières (énergie solaire

thermique) ou pour la vendre à GEG. Du côté électricité, le fait d’habiter dans un éco-quartier fait qu’il y a moins de

dépenses à faire. Parfois en été, on arrive à des températures de 28°C dans l’appartement : la

température est vraiment un souci. o Il y a aussi un bonne insonorisation avec les voisins de palier, mais en revanche, pas de bonne

insonorisation avec les voisins d’en haut ou den bas. Il arrive parfois que je nous devons monter à 4h du matin monter discuter avec les jeunes d’en haut pour leur expliquer qu’on aimerait bien dormir. C’est juste qu’ils travaillent tard le soir et nous avons d’autres horaires…

- Autres aspects d’un éco-quartier ? o Nos habitations sont en ‘U’ : trois résidences gérées par le même gestionnaire : deux d’entre

elles sont des logements à des particuliers qui le reçoivent en tant que propriétaires. Le troisième (au milieu) est plutôt un immeuble d’habitations à loyers modérés, pour des locataires (ex. de mixité sociale).

o Les enfants ont accès à des jeux très près. o Les commerces sont très proches également. o Nous gagnons très bien notre vie, mon mari et moi, et nous avons deux filles à charge, mais

nous avons une seule voiture, et nous l’utilisons très peu : nous prenons le vélo ou le tram, ou bien nous nous déplaçons à pied pour aller travailler ou pour l’école pour les filles.

o [en leur parlant de Voltalis] En revanche, nous ne sommes pas très impliqués dans tout ce qui est appareil à mettre en veille ou éteindre les appareils qu’on n’utilise pas. Par manque de temps un peu, mais surtout car nous ne nous sentons pas vraiment concernés.


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III. Quels CleanTechs pour quel éco-quartier ?

Au vu des retours d’expérience des habitants des éco-quartiers Bottière Chénaie et de Bonne,

il nous a semblé intéressant de dresser un éventail de CleanTech faisables techniquement et

économiquement dans ces zones. L’objectif étant de les « implanter » virtuellement en

examinant d’abord le besoin de le faire, puis en détaillant si nécessaire le fonctionnement

technique et finalement en procédant à une analyse économique de première approximation.

Nous avons choisi de procéder à une division en deux parties. D’abord, nous présenterons les

CleanTech imputables au quartier de Nantes, puis celles destinées à celui de Grenoble. Il est

à noter, finalement, que certaines techniques peuvent être exportables aux deux – voire à

d’autres – éco-quartiers, auquel cas, il en sera signalé.

A. De quoi aurait besoin l’éco-quartier Bottière Chénaie, à

Nantes ?

Récupération pneumatique des déchets

Présentation

Déjà utilisé à Barcelone à travers un réseau de 10 km de canalisations, le système de

récupération pneumatique des déchets tend à se répandre comme solution dans les éco-

quartiers.

Son objectif est de collecter les déchets ménagers sans faire passer des camions de ramassage

dans la ville. Les habitants déposent dans des bornes adaptées leurs ordures qui sont ensuite

envoyées dans un centre de collecte par un réseau pneumatique souterrain, alimenté par de

puissants ventilateurs. Les avantages principaux de ce système sont :

- d’économiser les coûts liés au ramassage des déchets (personnel, camions,

carburant,…)

- de rendre le cadre de vie plus sain (moins de nuisances sonores et odorantes, absence

d’ordures sur la voie publique)

- de fonctionner en continu (24h/24, tous les jours de l’année)


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Les déchets collectés peuvent alors être utilisés pour la production de chauffage et/ou

d’électricité grâce à leur incinération.

Analyse économique

Un tel système de collecte des déchets semble économiquement viable, malgré le lourd

investissement et la puissance électrique demandée par les ventilateurs. Par exemple, la mise

en place d’un tel système est prévue dans le secteur Clichy-Batignolles. Son coût est estimé à

12 millions d’euros et doit être rentabilisé en « seulement » 30 ans (à comparer avec la durée

de vie d’un bâtiment qui est plus grande).

Il serait ainsi envisageable d'installer ce système de récupération des déchets dans

l'éco-quartier Bottière-Chénaie (Nantes) pour plusieurs raisons :

− Limiter la circulation de véhicules

− Réduire les nuisances sonores

− Le tri des déchets existe déjà sur place. Les habitants possèdent un seul type de

poubelles et utilisent des sacs de couleurs différentes pour trier leurs déchets. Les

habitudes des habitants n'auraient donc pas à être changées.


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Réseau de chaleur

Définition

Un réseau de chaleur permet une distribution de chaleur pour plusieurs clients reliés à une ou

plusieurs chaufferies par un réseau de canalisations. Il est en soit plus intéressant aux points

de vue énergétique et économique par rapport aux chaufferies individuelles en ce sens que les

installations plus grandes sont plus performantes (moins de pertes thermiques ou

mécaniques). Bien entendu, les réseaux de chaleur sont principalement utilisés pour alimenter

des secteurs urbains, afin de limiter le transport de chaleur et donc les pertes thermiques.

Figure de composition d’un réseau de chaleur (CETE de l’ouest, ministère du développement

durable)

Différents organes

Stations de production

Il peut s’agir de centrales de production de chaleur alimentées par des combustibles fossiles

(gaz, fioul, charbon), mais les plus intéressantes, lorsque nous parlons d’éco-quartiers, sont les

centrales alimentées par les profondeurs terrestres, les déchets, ou la biomasse. En voici un

bref aperçu :


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- Centrales de géothermie profonde : elles utilisent la température de la Terre à quelques

mètres de profondeur, jusqu’à quelques kilomètres. Elles sont principalement utilisées

dans les pays à forte activité volcanique ou sismique, où de hautes températures

peuvent être trouvées à de « faibles » profondeurs.

- Centrale d’incinération des ordures ménagères : en Europe, une personne produit en

moyenne 1kg d’ordures ménagères par jour, dont 70% de déchets combustibles. Il est

donc intéressant de les utiliser pour produire de la chaleur (et/ou de l’électricité

comme il le sera présenté par la suite), d’autant plus que depuis 2002, les déchets

valorisables ne peuvent être mis en décharge.

Dans les fours, les déchets subissent d’abord une décomposition par la chaleur (appelée

pyrolyse), produisant des gaz combustibles qui vont ensuite être brûlés pour produire de la

chaleur (et/ou de l’électricité).

- Centrale thermique par biomasse : le principe est équivalent aux incinérateurs

d’ordures ménagères, mais on utilise dans ce cas de la biomasse (bois, déchets

agricoles,…). Celle-ci n’est pas directement brûlée, car le rendement est meilleur

lorsque la combustion s’effectue grâce aux gaz émis par la biomasse.

Réseaux primaires et secondaires

Afin de diminuer les pertes thermiques par les canalisations, il est important de maximiser la

densité du réseau, correspondant au nombre de clients par kilomètre de canalisation. Les

réseaux primaires (entretenus par le fournisseur) et secondaires (entretenus par les clients)

sont reliés entre eux par des échangeurs.

Principe de cogénération

Une machine thermique produit :

- du travail, qui est récupéré sous forme mécanique (par des turbines par exemple) pour

produire de l’électricité

- de la chaleur, contenue dans les gaz d’échappement, le liquide de refroidissement, et le

rayonnement de la machine.


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Cette dernière est souvent perdue d’où l’intérêt d’en récupérer une partie, pour le chauffage de

logements, de bâtiments municipaux, d’hôpitaux, etc.

Une centrale thermique classique (à combustibles fossiles) produit de l’électricité avec un

rendement d’environ 40-50 %. Grâce à la cogénération, ce rendement peut atteindre 75 voire

85 %.

En ce qui concerne l’incinération des déchets, le rendement devient aussi bien plus intéressant

lorsqu’on installe un système de cogénération.

Il faut cependant faire attention au fait que le rendement de cogénération n’est pas calculé de

la même manière que le rendement électrique normal. Cette comparaison ne donne ici qu’une

idée des avantages de la cogénération.

Celle-ci offre d’ailleurs la possibilité de produire du froid par compression mécanique de

vapeur ou par absorption, permettant de subvenir aux différentes demandes de chaud et de

froid variables au cours de l’année.

La cogénération n’a été développée en France que dans les années 90. Mais son intérêt reste

limité sur de grandes installations, car la production électrique est principalement nucléaire

(loin des habitations) et hydraulique (sans production de chaleur). Seules les centrales de

cogénération par incinération ou biomasse sont donc intéressantes.

Analyse économique

Un rapport du conseil général des Mines (2006), comparant les coûts de différents modes de

chauffage pour un logement de 70m² dans un bâtiment de 50 logements, donne les résultats

suivants :

Modes de chauffage Dépenses annuelles hors TVA en 2005 (en €)

Chauffage collectif au gaz 792

Chauffage collectif au fioul 1159

Chauffage individuel au gaz 902

Chauffage individuel à l’électricité 1065

Ces prix tiennent compte de l’investissement initial.


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Dans une dizaine d’années, les prix des combustibles fossiles seront plus élevés, mais selon ce

rapport, le chauffage individuel électrique restera très cher.

Cette étude réalise aussi une comparaison avec différents systèmes de chauffage par réseau de

chaleur urbain. Il en résulte les conclusions suivantes :

- La chaleur issue des usines d’incinérations est la moins chère sur le marché.

- La chaleur issue d’une cogénération à partir de gaz est économiquement équivalente à

celle produite par un chauffage collectif au gaz.

- La géothermie coûte plus cher que le chauffage collectif, mais cela dépend fortement

du lieu de production de chaleur (lieu de l’installation) et du temps annuel de

fonctionnement. Les coûts seront moins importants pour de plus grandes durées de

fonctionnement.

- La production de chaleur par biomasse est très peu intéressante économiquement par

rapport au chauffage collectif au gaz (150 à 300€ plus chère), mais cela dépend encore

de la durée de fonctionnement.

Dans ce cas, l’effet de serre et la taxe carbone n’ont pas été pris en compte, ce qui change

profondément les résultats. La géothermie devient par exemple intéressante lorsque le prix de

la tonne de CO2 atteint 100€. Et à partir de 300€ la tonne, les réseaux de chaleur urbains sont

économiquement compétitifs dans les grandes villes avec une préférence pour l’incinération

des ordures ménagères (qui l’était déjà sans taxe carbone).

Exemple d’utilisation

L’éco-quartier du Fort Numérique d’Issy les Moulineaux sera équipé d’un réseau de chaleur

géothermique, avec un puits de 700m de profondeur.

L’éco-quartier de Viry (Haute-Savoie) sera équipé d’un réseau de chauffage urbain alimenté

par des plaquettes forestières.

La majorité des logements de l'éco-quartier Bottière-Chénaie (Nantes) possèdent soit

un chauffage collectif au gaz, soit un chauffage individuel électrique. Nous pourrions donc

envisager la mise en place d'une centrale d'incinération de déchets à proximité de l'éco-

quartier, pour assurer le chauffage d'une partie des logements, à travers un réseau de chaleur


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urbain. Une partie de ces déchets pourraient dès lors provenir du quartier, grâce à la collecte

pneumatique des ordures ménagères (voir paragraphes précédents).


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L'Or solaire

Les panneaux solaires photovoltaïques sont maintenant une technologie couramment

employée dans les éco-quartier, et même chez le particulier. Dans le quartier de Bottière

Chénaie, on envisage d'installer des panneaux photovoltaïques sur les toitures, ce qui n'est pas

été fait à la base.

Faisons rapidement un petit tour de la technologie photovoltaïque

L’effet photovoltaïque est obtenu par absorption des photons dans un matériau semi-

conducteur tel que le silicium (Si) qui génère alors une tension électrique. Un module

photovoltaïque plus communément appelé panneau photovoltaïque ou encore panneau solaire

est composé d’un ensemble de cellules photovoltaïques qui sont reliées entre elles. Un

ensemble de panneaux constitue une installation photovoltaïque. L'onduleur convertit le

courant continu produit par l'installation photovoltaïque en courant alternatif. Le compteur

mesure la quantité de courant fournie au réseau. L’électricité photovoltaïque produite par

l’installation solaire est achetée par EDF (ou l’entreprise locale de distribution). Cette

électricité est ensuite consommée par l’ensemble des clients connectés au réseau.

http://www.edfenr.com/

Le marché explose, le gouvernement vacille, mais la rentabilité reste intacte.

Avant, quand on posait des panneaux solaires sur son toit, on était un pionnier écolo, voire un

doux rêveur. Aujourd'hui, c'est tout juste si on ne se fait pas traiter de mauvais citoyen qui


21

pille l'argent public. Effrayé par l'explosion de la filière, craignant une bulle, le gouvernement

français a révisé les soutiens de l'Etat au photovoltaïque. Le tarif d'achat pour les installations

intégrées à la toiture pour les particuliers (moins de 3kW) ne bouge pas, à 58 centimes du

kWh. En retour, le crédit d'impôt est divisé par deux, et passera à 3600 euros, au mieux. Selon

les simulations du Syndicat des énergies renouvelables (SER), l'investissement reste

intéressant, parce que le prix du matériel a baissé. Pour un coût d'installation total moyen de

19 000 euros (30 m2), le SER estime le revenu annuel à 1830 euros et le temps de retour sur

investissement à 8 ans.

Prenons un exemple concret, pour se faire une idée :

Un couple lyonnais situé dans le quartier de Confluence, dispose d'une installation

photovoltïque de 3kW orientée sud est de 30 degrés et inclinée à 20%. Les panneaux sont

constitués de silicium monocristallin qui possède un rendement meilleur que le polycristallin.

Avec 20 m² installés, ils ont payés 20 000 euros TTC avec une TVA à 5,5% pour les

habitations construites depuis 2 ans. Prenons un crédit d'impôts de 3600 euros. Le couple

n'investit alors que 16 400 euros. A Confluence, les panneaux solaires fonctionneront à plein

1200 heures par an (moyenne à Lyon). Ces panneaux produiront donc 3kWx1200 , moins un

coefficient d'exposition de 3%. La production attendue est alors de 3 492 kWh. Aves les

pertes (filerie et onduleur), on revend finalement à EDF 3 073 kWh à 0,58 euros le kWh soit

1792 euros, par an. Le retour sur investissement est donc de 9 ans, mais la durée de vie de

l'installation est elle de 20 ans. En ajoutant les aides locales attribués par les entités

territoriales, on comprend aisément que le solaire photovoltaïque est très intéressant.

Il est aussi important de noter que 3500 kWh/an, équivaut à la consommation d'un foyer de 4

personnes, hors chauffage.

Le quartier de Bottière Chénaie a encore un grand potentiel à exploiter avec les panneaux

solaires photovoltaïques. Comme dans la ZAC de Bonne, les toits pourraient être recouverts

de panneaux : à Grenoble, l’installation est construite sur le toit de l’espace commercial et

prévoit 1000m² permettant de produire 100 MWh/an (puissance : 100kWc). Le

photovoltaïque est destiné en priorité à l’éclairage de jour, à la ventilation et à la sécurisation

des espaces collectifs.


22

Quartier de Bottière Chénaie, Nantes (www.nantes-amenagement.fr)

On peut supposer qu'à Bottière Chénaie, l'installation de panneaux solaires photovoltaïques,

se passe comme pour le couple à Lyon: sur le toit de chaque logement, avec la même

orientation et inclinaison. Il se peut que la commune choisisse de faire un mini centrale

photovoltaïque comme à Grenoble. Dans tous les cas, cette installation n'est qu'une question

de temps, car le photovoltaïque est maintenant devenu, avec le solaire thermique, une des

bases des éco-quartiers européens.

http://www.nantes-amenagement.fr/�


23

Eole, futur dieu des énergies

Les éoliennes apparaissent comme un des meilleurs moyen de produire de l'énergie

renouvelable. Et les entrepreneurs et inventeurs ne s'y trompent pas: on ne compte plus le

nombre d'innovations dans le domaine. De l'éolienne cerf volant (pour laquelle Google a

investi 10 millions de dollars), aux plates-formes éoliennes offshores japonaises, le principe

reste le même et fait rêver le monde.

Pour l'instant, l'énergie éolienne est peu présente dans les éco-quartiers. Cependant, il y a des

cas particuliers, par exemple dans l'éco-village de Findhorn en Ecosse, où Vestas a implanté 4

éoliennes. Ce village possède son propre réseau électrique, où presque toute l'énergie éolienne

est utilisée, le reste étant revendu sur le réseau national. On s'attend donc à voir ces éoliennes

apparaître plus souvent dans les éco-quartiers européens, notamment ceux dont les conditions

venteuses se rapprochent de celles de Findhorn. L'éco-quartier Bottière Chénaie semble être

un bon point d'exploitation de la filière.

Commençons par faire un bref tour de ce que représente la petite éolienne pour un particulier.

Les petites éoliennes sont un moyen pour le particulier et les entreprises de produire leur

propre électricité. On en compte plus de 650 en France en 2009. Elles s'intègrent parfaitement

dans le concept d'éco-quartier, en tant qu'énergie renouvelable, qui peut-être autoconsommée

ou revendue sur le réseau.

La plage de puissance d'une petite éolienne est de 100 W à 30kW. Elle nécessite une

installation professionnelle lorsque la puissance dépasse 5kW. Il en existe différents types aux

caractéristiques techniques différentes, mais nous ne nous attarderons pas sur là dessus. En

revanche, nous nous intéressons de plus près au coût d'une installation, et du retour sur

investissement pour un particulier.

Le prix d'une petite éolienne varie de 3 000 à 90 000 euros hors taxe, selon sa puissance. Le

prix du kW baissant rapidement avec la puissance de l'engin, il est donc plus rentable

d'installer, selon finances, l'éolienne la plus performante compte tenu des conditions de vent.

Ci-dessous une illustration des propos précédents, ainsi qu'un exemple:


24

Le retour sur investissement est loin d'être un calcul exact. Il faut prendre en compte

beaucoup d'éléments incertains. Citons par exemple:

. Une durée de vie qui varie entre 15 et 30 ans selon la puissance de la machine: plus elle est

puissante, plus elle dure.

. Les frais de maintenance et d'études de vent préliminaires peuvent être élevés.

. Il existe des avantages fiscaux et de subventions.

. La production n'est pas constante, tout comme le prix de l'électricité.

Il est donc impossible d'établir un temps de retour sur investissement exact.

Un exemple: Un particulier vivant à Coglès a installé une éolienne de 20kW de 30m de haut...

Elle lui a coûté 100 000 euros. Ce particulier a fait le choix de revendre la totalité de

l'électricité produite sur le réseau.

Il estime son retour sur investissement à 18 ans. (témoignage recueilli sur

http://www.cleantechrepublic.com)

Problème: il semble difficile d'installer une éolienne de 30 m dans un éco-quartier dans la

ville de Nantes (et pourquoi pas!). Heureusement les innovations ne manquent pâs, et l'on

http://www.cleantechrepublic.com/�


25

pourrait s'attendre à bientôt voir débarquer des éoliennes de toit, à installer donc sur le toit des

habitations. Aux Etats-Unis, c'est déjà au goût du jour. Classée dans les plus belles

innovations de 2009, la WT6500 Wind Turbine de Windtronics.

L'étude est partie d'un fait simple: le vent aux Etats-Unis, souffle à moins de 16 km/h en

moyenne sur 80% des zones habitables, et cela 90% du temps. Il est donc judicieux de penser

à une éolienne capable d'exploiter les brises légères. De même, la moyenne de la vitesse des

vents à Nantes est de 16 km/h (http://fr.windfinder.com/windstats/windstatistic_nantes.htm)

WT6500 commence à produire de l’énergie à des vitesses de vent de 3 km/h, et résistera à des

souffles d’air d’une vitesse atteignant au maximum 67 km/h. Il prend la forme d’une roue

composée de 20 pales interchangeables. Celles-ci convergent au centre de la roue vers un

moyeu renfermant un roulement à billes. Tandis qu’à leur extrémité sont appliqués des

aimants, qui, « au contact » du stator (la partie fixe de la roue) contenant du cuivre, génèrent

de l’électricité.

Le fabricant annonce une capacité de production de 2000 kWh/an, soit 18% de la

consommation d’un foyer américain moyen (Un foyer moyen français consomme 3000

kWh/an, hors chauffage). Le prix de cette turbine: environ 6000 dollars, plus 4000 pour

l'installation.

Le petit éolien n'est pas du tout encore développé à sa juste valeur. Dans un quartier comme

Bottière Chénaie, où le vent souffle à longueur d'année, des minis turbines (2m de diamètre

tout de même) ont amplement leur place pour rendre le quartier encore plus durable. En effet

la moyenne des vitesses des vents à Nantes est de 16 km/h, ce qui est largement suffisant pur

le fonctionnement d'une petite éolienne, et assurer sa rentabilité. Le prix d'une de ces

http://fr.windfinder.com/windstats/windstatistic_nantes.htm�


26

éoliennes n'est évidemment pas un investissement facile, mais cette CleanTech est bien un

investissement, qui a priori sera rentabilisé avant la fin de sa vie.


27

Les murs végétaux

Dans ce paragraphe, nous nous intéressons à une forme d’isolation thermique et acoustique

par l’extérieur. Elle consiste en l’application de murs et toitures végétaux. L’idée d’en mettre

en place a été puisée dans le mini-projet de l’an dernier (AUGOYARD S., DUFRESNE G.,

GENIN M., 2009).

Le principe de l’isolation végétale par l’extérieur est assez simple. Il consiste à recouvrir

d’une couche de terre de 40 cm environ les murs et toits des bâtiments qui sont dans l’éco-

quartier de Grenoble ou de Nantes (la technique est facilement exportable, et peut s’adapter à

n’importe quel éco-quartier, quelle que soit son origine géographique). Il y a donc deux

avantages à cette technique, selon les saisons :

- comme la terre est humide, elle utilise l’énergie solaire estivale pour vaporiser l’eau

qu’elle contient, ce qui diminue les flux thermiques reçus par le mur ou la toiture de

30 à 50%.

- A l’inverse, en période de froid hivernal, la terre et sa végétation extérieure agissent

comme une barrière thermique.

Il est important de noter toutefois que la conception d’un mur végétal est assez différente de

celle des toitures : elle est en tout cas plus complexe. Par exemple, elle nécessite une structure

portante qui est fixée sur le support vertical en maçonnerie ou béton. En plus, le mur ne peut

pas capter les eaux de pluie à cause de son inclinaison et de son couvert végétal : il faut donc

y installer un système d’irrigation automatique, qui fonctionnerait goutte à goutte et qui

permettrait l’arrosage régulier de la végétation. En revanche, une bonne gestion de l’eau n’est

pas incompatible avec ce procédé, puisque les rejets d’eau peuvent facilement être réutilisés.


28

Les compagnies qui développent ce concept sont par exemple Canevaflor® ou GreenWall®

en France. Les qualités qu’elles vendent sont les suivantes :

- Elles habillent les façades et améliorent l’intégration paysagère du bâtiment

(dimension esthétique)

- Participent à l’amélioration de la performance énergétique (dimension

environnementale).

En revanche, la technique du pavement végétal est pour l’heure assez coûteuse. On évalue

ainsi à 400 à 500 € le mètre carré pour la réalisation d’un mur végétal. Le particulier peut

toutefois poser lui-même des murs décoratifs pour un moindre coût. Nous nous sommes

essayés à un calcul en première approximation pour juger de la faisabilité économique des

murs végétaux. Un immeuble de 20m de largeur, 30m de longueur, et de 5 étages (donc 15 m

de hauteur pour un R+4), aurait une surface exposée de 750m2 (immeubles mitoyens). Si on

considère que les fenêtres comptent pour 40% de la surface, on aurait grosso modo, 400m2 à

couvrir. Or au tarif, de 500€/m2 pour la pose, on arrive au nombre astronomique de 200 000€ !

Du côté des bénéfices apportés et par un calcul de première approximation, en prenant le prix

de l’électricité à 0,11€/kWh consommé, la consommation annuelle due au chauffage à

50kWh/m2/an et pour le même immeuble que précédemment (cinq étages), on obtiendrait un

coût de 15 000€ annuels à cause du chauffage. Or au maximum 50% de la consommation

énergétique imputable au chauffage, peut être réduite grâce à l’implantation des murs

végétaux. On en déduit une économie de 7500€ annuels. Il faudrait donc – en supposant que

le prix de l’électricité reste stable, en négligeant l’actualisation – attendre 30 avant de

rentabiliser l’investissement !


29

B. Le quartier de Bonne à Grenoble peut-il aussi faire l’objet

d’améliorations ?

Le puits canadien

Le puits canadien est une solution de climatisation-chauffage de la maison, complètement

naturelle. Indissociable de la ventilation, le puits canadien ne fait qu'acheminer, dans la

maison, un air plus chaud en hiver et plus frais en été que l'air ambiant. Le système consiste à

utiliser l'inertie thermique du sol: à deux mètres de profondeur, la température à 5-10 degrés

en hiver et à 12-15 degrés en été. En faisant circuler cet air dans le sol puis dans la maison, on

rafraîchit -ou on chauffe- son intérieur plus rapidement et à moindre coût. Le puits canadien

est très peu utilisé en France alors qu'il serait économiquement rentable. Mais attention, c'est

une technique délicate. Un professionnel aguerri est indispensable, car en cas de pose

défectueuse, le puits canadien comporte des risques de contamination microbienne de l'air.

La fourchette de prix d'un puits canadien varie de 300 à 10 000 euros pour un pavillon de 150

m², en comptant tout le matériel ainsi que l'installation.

En ce qui concerne la rentabilité d'un puits canadien, intéressons-nous à un cas d'école: une

maison avec un chauffage convectif bon marché mais onéreux en fonctionnement.

Les consommations de chauffage étant importantes dans ce type de maison, le puits canadien

est généralement rentable. La rentabilité de l'installation dépend du coût d'achat de l'énergie.

Plus le prix du kWh est important, meilleure est la rentabilité (en toute logique).Le puits


30

fonctionne 4500 heures/an et consomme 135kWh. Il permet des économies de 1700 kWh /an.

La solution puits canadien diminue de 16% la facture énergétique du projet et apporte une

solution de rafraichissement.

Ces résultats sont obtenus pour une maison de 120 m² habitables, en climat continental, avec

des consommations énergétiques évaluées à 80 kWh/m²/an. Le coût énergétique moyen est de

0.095 euros/kWh (moyenne heures creuses/heures pleines).

Dan un éco-quartier, il est bien sûr préférable d'utiliser un puits canadien comme ventilation,

plutôt qu'une climatisation énergivore. Dans un quartier comme la ZAC de Bonne, où les étés

et les hivers sont un peu plus chauds que dans les régions voisines, le puits canadien semble

être une excellente solution, mais les bâtiments du quartier possèdent déjà un système de

ventilation double flux. Cependant le puits canadien augmente l'efficacité de la ventilation

double flux, les deux ne sont pas du tout incompatibles. Ce graphique montre la comparaison

entre une maison chauffée simplement par chauffage électrique, et ventilation simple flux, et

une maison qui elle a une ventilation double flux et un puits canadien.


31

Le prix d'investissement est effectivement plus important, mais la différence est rentabilisée

en 5 ans de consommation.

Le puits canadien est donc une façon d'améliorer la ventilation, même dans la ZAC de

Grenoble. Le puits canadien est rentable au bout de quelques années, car il permet

d'économiser du chauffage et de la climatisation.


32

L'informatique vient à l'aide de la planète

Pour optimiser nos consommations d'électricité et d'eau, le recours à l'informatique se fait de

plus en plus pressant.

Le Smart Grid

Les Etats-Unis ont déjà prévu une enveloppe de 4,5 milliards de dollars pour développer

l'association informatique et réseau électrique, appelée "Smart Grid". Il cherche ici à

optimiser la relation offre et demande d'électricité. Les Smart Grids sont accompagnés d'un

compteur électrique intelligent, qui permet de renseigner utilisateur et distributeur sur la

consommation et l'utilisation de l'énergie. Les Smart Grids pourront par exemple assurer une

gestion énergétique intelligente à l'échelle du quartier, ce qui signifie la création d'une

collectivité intelligente énergétiquement. C'est ce qui nous intéresse ici, dans le cadre de nos

éco-quartiers. Les Smart Grids permettront aussi aux habitants du quartier de surveiller en

temps réel leur consommation, et ainsi de supprimer leur consommation superflue. Ainsi le

Smart Grid favorise l’efficacité énergétique et diminue les consommations d’énergie.

Que ce soit à Nantes ou à Grenoble, le Smart Grid permettra de pouvoir injecter le surplus

d’électricité produit par nos panneaux solaires chez son voisin qui en a besoin et recharger sa

voiture au meilleur moment de la journée. Le quartier de Lyon Confluence, va être le théâtre

d'une expérience unique de Smart Grid en Europe. Ce sont les Japonais de la NEDO (New

Energy and Industrial Technology Development Organization) qui vont faire de ce quartier

une collectivité énergétique. Voici le principe général du Smart Grid en un schéma simple:


33

Schématiquement, deux activités sont essentielles pour développer des Smart Grids : la

première consiste à équiper progressivement les réseaux avec des matériels communicants et

pilotables, la deuxième à concevoir parallèlement un écosystème applicatif permettant de

créer la valeur en interagissant avec tout ou partie des matériels connectés. Concrètement, un

éco-quartier comme celui de Grenoble ou de Nantes produira de l'énergie renouvelable par ses

propres sources d'énergie, pourra la renvoyer sur le réseau ou vers ces voisins; tandis que le

réseau s'ajustera en fonction de la demande en temps réel.

Le Smart Grid va s'accompagner d'un dispositif de capteurs et de compteur dans les foyers: le

Smart Metering, qui est le compteur intelligent. Il remplacera nos vieux compteurs électriques

pour un compteur communiquant, qui indiquera nos consommations, et les transmettra sur le

réseau. Il pourra donc être installé dans les foyers des éco-quartiers, comme le quartier

Confluence de Lyon en fera l'expérimentation.

Après le réseau électrique intelligent, l'éclairage intelligent. Contrairement au quartier

Bottière Chénaie de Nantes, Grenoble ne possède pas encore de système d'éclairage

intelligent.

Pourquoi adopter un système d'éclairage intelligent?

"40 % de la consommation publique électrique d’une ville est attribuable à l’éclairage public,

ce qui représente un coût de 650 000 euros par an pour une collectivité de 100 000

habitants."

Cette phrase résume à elle seule la raison pour laquelle on se penche aujourd'hui sur le

problème de l'éclairage public. La société Citylone, filiale de Arcom qui s'occupe de

l'éclairage intérieur, propose désormais un système intelligent pour optimiser l'éclairage

public. A la manière d'un Smart Grid, le concept de Citylone consiste à placer des contrôleurs

intelligents sur chaque lampadaire d'un quartier (similairement au compteur intelligent de la

maison). Le contrôleur agit sur le circuit électrique qui lui est la clé de tout le système. Ce

circuit va transmettre toutes les informations importantes (état des ampoules, niveau de

l'éclairage, de la consommation,...) au centre de télégestion. A partir de ce poste, il est

possible de contrôler le niveau d'éclairage de tous les lampadaires. Par exemple, faire une

gradation de l'éclairage en fonction de la distance au croisement.


34

L’apport principal de ce type de contrôleur est de donner à la collectivité les clés pour faire

varier l’intensité lumineuse de son parc de luminaires en fonction du trafic des zones

concernées pour des économies d’énergie pouvant atteindre 25 à 30 %.

Citylone a déjà fait un test taille réel, dans la ville de Saint-Priest. La ville, avec 7 500

lampadaires, qui consomme annuellement 3,8 millions de kWh pour un coût annuel de 322

500 euros, a souhaité dans le cadre du déploiement de son Agenda 21, se concentrer sur la

problématique de l’éclairage. 88 points lumineux ont été équipés de contrôleurs en 2009, sur

le site de la Route de Lyon en partenariat avec SPIE Sud-Est. Cette zone d’activité connaît un

trafic important aux heures de pointe, très peu pendant la nuit, il a donc été décidé de passer à

70 % d’intensité lumineuse entre 23h et 5h du matin. Au total, les estimations portaient sur 22

000 kWh économisés par an pour cette petite centaine de lampadaires équipés.

Ce qui laisse présager de très bonnes économies d'énergie, notamment dans la ZAC de

Bonne, où il est donc encore possible d'améliorer l'empreinte énergétique. Pourquoi s'en

priver? Faisons un petit calcul similaire au précédent sur la ZAC de Bonne. En étudiant le

plan d'architecte, on a pu compter à peu près 150 lampadaires. En les équipant, et en imposant

70% d'intensité lumineuse en moyenne entre 23h et 5h, on aurait une économie de 37 500

kWh par année.


35

Energie géothermique

Présentation

A une profondeur d’environ 4,5 mètres, la température du sol est constante et correspond à la

température moyenne sur l’année de la région où l’on se trouve. Celle-ci augmente de plus

avec la profondeur. Ces deux propriétés du sol sont à la base du chauffage par géothermie,

dont on entend si souvent parler aujourd’hui.

Dans le cas de faibles profondeurs, ce système consiste à faire circuler un fluide caloporteur

(généralement de l’eau glycolée) dans un conduit (ou une nappe phréatique) souterrain de

manière à ce qu’il soit chauffé par le sol et qu’il emporte avec lui cette chaleur en surface, où

il la restitue dans la maison grâce à une pompe à chaleur. Il est ensuite de nouveau injecté

dans le sol.

Lorsque les profondeurs sont plus importantes, l’eau extraite du sol n’est pas toujours

réinjectée, mais du fait de la capacité restreinte du réservoir souterrain, le système a une durée

de vie déterminée.

Schéma représentant les différents types de chauffage par géothermie

Analyse économique

Prenons l’exemple d’une maison de 100 m² bâtie avant 1990, et possédant une isolation

correcte. Considérons maintenant deux installations différentes de chauffage (chaudière au

fioul et géothermie à captage horizontal) et comparons leurs coûts.


36

Chauffage Chaudière au fioul Géothermie à captage horizontal

Investissement 5000 € 22 000 € (dont 12 000 €

d’équipements)

Crédit d’impôt

(36%)

- 0 € - 4320 €

Total

investissement

5000 € 17 680 €

Consommation

annuelle

3500 L (à 0,75 €/L) 10 600 kWh *

Coût annuel 2625 € (sans maintenance) 1400 € (avec abonnement)

* Selon EDF

La différence de coût annuel est de 1225 €, donc si on tient compte de l’investissement initial,

le chauffage par géothermie est amorti en 10-11 ans.

Il est en revanche beaucoup plus difficile d’estimer la rentabilité d’une telle installation sur un

bâtiment, cela dépend davantage de la nature du sol, le captage étant obligatoirement vertical

(et donc profond). Cependant, de nombreux logements collectifs sont à présent équipés de

chauffage par géothermie, ce système est donc aussi rentable pour ce type de bâtiments.

L'éco-quartier de Grenoble semble propice au système de chauffage par géothermie, pour les

logements collectifs, du fait des faibles températures ambiantes en hiver et de la bonne

rentabilité de cette technologie.


37

La petite hydro-électricité

Descriptif

Cela va sans dire, la production électrique nécessite un cours d’eau, et de préférence des

chutes d’eau de hauteur importante. Un ordre de grandeur de la puissance maximale brute

pouvant être obtenue grâce aux seules données topographiques peut être représenté par la

formule suivante :

𝑃max𝑏𝑟𝑢𝑡𝑒 = 𝐻𝑐ℎ𝑢𝑡𝑒 × 𝜌 × 𝑄 × 𝑔

où 𝜌 × 𝑄 représente le débit du cours d’eau.

Pour avoir un ordre de grandeur de la production industrielle possible, il faut multiplier cette

formule par un facteur d’environ 80%.

Entre les deux quartiers, celui de Grenoble possède le dénivelé le plus accentué, il paraît donc

plus intéressant de tenter l’implantation virtuelle d’hydro-électricité là-bas. On procède donc

en deux étapes pour avoir un aperçu de la faisabilité technique : la première consiste à choisir

un emplacement pas trop éloigné de la ZAC de Bonne, dont le débit et la hauteur de chute

seraient conséquentes. Pour cela, on a décidé de s’intéresser à une prise d’eau entre les

communes de Saint-Martin-le-Vinoux, Grenoble et La Tronche, les plus proches de la caserne

de Bonne. L’utilisation d’un logiciel de modèle numérique de terrain (disponible sur

http://srtm.csi.cgiar.org/), a permis d’avoir un ordre de grandeur de la puissance théorique qui

serait ainsi produite : pour un barrage de 5 m environ de hauteur et un débit de 100m3/s, la

http://srtm.csi.cgiar.org/�


38

puissance serait de 4MW, et pour 5000h d’utilisation annuelle, on obtiendrait 20 000

MWh/an.

Les coûts d’investissement d’une centrale d’énergie hydroélectrique de petite envergure sont

(selon le tableau fourni dans le cours de M. Roussel) autour de 2 000€/kW pour une centrale

de 4MW, en basse chute. Les coûts d’exploitation sont eux de l’ordre de 70€/MWh en basse

chute. On aurait donc, en première approximation, un coût de l’ordre de 20 millions d’euros

en coûts fixes et 1400€/an en coûts d’exploitation. En revanche, en première approximation

encore, le quartier de Bonne est de 8,5 Ha, avec 5Ha d’espaces verts, donc en imaginant le cas

où ces 3Ha soient remplis d’habitations consommant environ 100 kWh/m2/an selon les

standards officiels promus par les aménageurs, on aurait une énergie consommée de l’ordre de

3 500MWh/an, largement au-dessous des 20 000 produits. Une revente à EDF serait donc

possible pour amortir les coûts d’installation.

Dans le cas où on prône plutôt de la micro-hydroélectricité, l’ordre de grandeur des centrales

est plutôt de 50 à 100 kW (donc une énergie produite de 500 MWh/an) pour un coût fixe de

350 k€ et un coût d’exploitation de 50 k€/an. Sans compter que pour subvenir aux besoins du

quartier, il faudrait plusieurs de ces micro-centrales. Il serait donc beaucoup moins rentable de

compter sur des micro-centrales que sur une centrale de 4MW.

Limites de cette étude :

Cette « étude » ne prend pas en compte plusieurs critères non-hydrologiques mais ô combien

importants dans l’établissement d’une centrale, à savoir le choix du barrage en fonction de la

forme de la vallée, du risque sismique, de la géologie, des crues à maîtriser, en sus des critères

de sécurité et surtout des contraintes législatives avant le permis de construire.

En revanche, cette première approximation prend en compte l’établissement de centrales

(donc avec des barrages, ce qui augmente démesurément le coût d’investissement. Se tenir à

des turbines réduit considérablement le coût, et peut paraître beaucoup plus intéressant.

Finalement, il peut aussi être intéressant d’analyser les possibilités de créer de l’électricité non

pas grâce à l’eau potable de l’Isère, mais grâce aux eaux usées rejetées par les habitants des

communes environnantes, situées en hauteur.


39

Eco-mobilité

Ce paragraphe ne s’intéresse pas à l’aspect purement résidentiel de l’éco-quartier, mais se

place plutôt vraiment à l’échelle de celui-ci. Les perspectives de mobilité durable sont

évoquées, à la fois comme présentées par les aménageurs et comme nous l’entendons. Les

deux éco-quartiers ciblés : de Bonne et Bottière Chénaie pourraient accueillir ce mode de

déplacements, du moins sur le volet technique. Pour l’analyse économique, il nous a été

difficile toutefois de quantifier les bénéfices apportés par cette « nouvelle » forme de mobilité.

Plusieurs solutions peuvent être adoptées pour palier l’usage de la voiture individuelle dans

l’éco-quartier. Nous ne dressons ici que trois possibilités, mais cette liste n’est pas

exhaustive :

- la promotion de l’usage du vélo,

- les initiatives en matière de covoiturage ou de voiture partagée,

- l’établissement d’un réseau de transports publics plus accessible à la personne : les

mini-bus.

Le vélo

L’usage du vélo en tant que mode de déplacement est plus qu’une idée « en vogue »

actuellement, comme en témoignent d’une part l’initiative du conseil général du Val-de-

Marne de participer à la réflexion d’inclure des pistes cyclables dans les communes de taille

importante du territoire, et d’autre part par le nombre croissant de rencontres professionnelles

qui traitent d’une politique globale cyclable. Par exemple, l’ancien MEEDM, via le Centre

d’Etudes sur les Réseaux, les Transports, l’Urbanisme et les constructions publiques, organise


40

des rencontres et des « think tanks » pour produire des schémas territoriaux. L’objectif est

avant tout de créer un outil de programmation et de planification qui permet au gestionnaire

de définir une politique d’aménagement sur les problématiques de mobilité, et de programmer

ses investissements sur plusieurs années. Les problématiques notamment évoquées sont la

hiérarchisation du réseau (priorités voitures, tramways, vélos), la sécurité, l’agrément ou

encore la facilité d’usage. Des schémas directeurs sont ainsi obtenus, comme présenté ci-

dessous.

Proposition d’un réseau cyclable pour la ville de Montpellier, CERTU

Le covoiturage

Comme le présente le maître site internet en la matière (www.covoiturage.fr), le covoiturage

permet aux personnes qui font les mêmes trajets de partager la même voiture, afin de partager

http://www.covoiturage.fr/�


41

les frais d’essence, d’entretien du véhicule, d’assurance du véhicule. La mise en place d’un

site d’information est l’opération la plus coûteuse dans le processus (en temps – coût

d’opportunité – et en salaire également). Les bénéfices sont eux imputés directement aux

voyageurs habitants des quartiers concernés : un exemple mentionné sur le site assure ainsi

qu’un covoiturage quotidien domicile-travail sur un trajet de 20km fait économiser près de

2 100 € par an. Cette information est d’autant plus efficace quand elle s’accompagne de la

suivante : « une voiture moyenne coûte à son propriétaire environ 6 000€/an », en

comptabilisant l’amortissement du véhicule, l’achat de carburant, le parking éventuellement…

Une solution envisageable pourrait être l’implantation dans un éco-quartier – supposé être à la

pointe en termes de réseaux sociaux – de sites « intranet » de covoiturage, assurant ainsi aux

habitants le partage d’un véhicule pour effectuer les trajets domicile-travail par exemple.

L’organisation et la maintenance du site serait attribuée à des volontaires – ou syndic – voire à

une compagnie spécialisée. Ce serait une version élargie de ce qui est proposé dans le

« Hockerton Housing Project » dans le comté de Nottingham (AUGOYARD S., DUFRESNE

G., GENIN M., 2009) dans lequel les cinq familles constitutives du projet se partagent une

voiture pour leurs trajets.

Un réseau de transports publics innovant

Réseau de mini-bus à Rome, 2010

De nombreuses sociétés de transport s’intéressent aujourd’hui à des façons de diminuer

l’usage de la voiture individuelle et en même temps éviter le « cliché » selon lequel les

transports publics seraient une solution favorable qu’aux personnes en bonne santé. Ils

travaillent en outre sur des problématiques de services à la personne sur le volet des

transports. Veolia, par exemple, a monté l’Observatoire Veolia des Modes de Vie Urbains,


42

dans lequel prône (mais pas uniquement) un développement plus affirmé des transports

publics pouvant accéder dans tous types de rues et dont la vitesse serait limitée dans des

quartiers essentiellement piétons.

Un tel projet verrait volontiers le jour dans un des deux éco-quartiers cités plus haut, sans

pour autant négliger les deux précédents modes de déplacement, puisque les trois modes sont

bien indépendants et complémentaires. Il a toutefois été difficile d’estimer le coût et la

rentabilité de tels projets. Le coût ferait bien sûr intervenir l’implantation de véhicules publics

et d’organisation (fréquence, information, sécurité…) mais pour ce qui est des bénéfices,

outre les économies réalisées par l’absence de possession d’un véhicule automobile (6 000 €

annuels), il faudrait aussi tenir en compte la volonté des habitants de ne pas vouloir conduire

une voiture. Des méthodes existent pour internaliser ces externalités positives en faveur de

l’environnement), mais sont coûteuses et bien souvent biaisées, par la nature même du

procédé d’étude.


43

Conclusion

La démarche proposée dans ce mini-projet a été de partir d’éco-quartiers existants pour

observer la pertinence de leur réalisation en la confrontant aux attentes des promoteurs et des

habitants. Cette analyse a ensuite été suivie par une étude de faisabilité technique et

économique que tout ingénieur doit savoir faire lors du premier contact avec un projet. Une

approche par ordre de grandeur a donc été privilégiée plutôt qu’une étude fine, come l’ont

d’ailleurs fait ressortir plusieurs intervenants du module C4-1 « Energies renouvelables ».

Cette approche nous a quand même permis de faire ressortir trois axes qui caractérisent la

présence des CleanTech dans les éco-quartiers français.

Aspect confort et environnemental des éco-quartiers

--------------------------------

Les éco-quartiers sont un bon moyen de faire accepter à la société l’importance du

changement climatique et la nécessité immédiate de changer nos comportements à tous. Les

éco-quartiers ont donc un rôle majeur dans ce changement d’habitudes, mais ils doivent être

en accord avec les attentes des habitants pour ne pas les « dégoûter » du développement

durable et des efforts qu’il faut faire. Il est donc très important de prendre en compte les

retours d’expérience et les attentes et modes de vie des habitants en place. Ceux-ci peuvent

alors être utilisés pour en déduire les améliorations pertinentes à apporter aux éco-quartiers :

l’installation de nouveaux procédés, par exemple, sans tenir compte de ceux qui vont les

utiliser, n’aurait aucun sens.

Aspect économique des éco-quartiers

-----------------------------------

La définition de ce qu’est un éco-quartiers est assez vague, même au sein des instances

gouvernementales. On peut toutefois essayer de les résumer en des quartiers durables et

innovants. Les CleanTech, en tant qu’innovations (de technologie ou de processus), sont donc

bien adaptées à ce genre de quartier. Le côté « durable » des éco-quartiers comprend aussi

l’aspect économique. En effet, habiter un éco-quartier doit rester économiquement intéressant,

ou alors les habitants souhaiteraient comme compensation une véritable augmentation du


44

confort de vie. Il nous a semblé intéressant de s’attacher à une étude de faisabilité de

nombreuses CleanTech pour les implanter « virtuellement » dans deux éco-quartiers, avec

souvent de bons résultats. Néanmoins, il est important de préciser les limites de cette

démarche : la faisabilité économique s’est basée sur des études de première approximation,

donc le contexte industriel modifierait les chiffres par des ajouts de facteurs multiplicatifs, par

exemple. En outre, nous n’avons malheureusement pas pu tenir compte de tout le domaine

législatif, très présent dans l’Aménagement du Territoire en France, ne serait-ce qu’avec les

actuels schémas de cohérence territoriale ou les plans locaux d’urbanisme. Il se pourrait donc

que certaines solutions agréables sur le plan technique ou économique soient infaisables, à

cause de la prééminence législative.

Aspect social des éco-quartiers

-------------------------------

Les aspects sociaux sont malheureusement trop souvent oubliés par les ingénieurs, et qui

aboutissent par conséquent souvent en une impasse : les CleanTech qui, « sur le papier »

fonctionnaient aussi bien techniquement qu’économiquement, sont au final improductifs, car

les acteurs de l’éco-quartier – premiers utilisateurs des nouvelles technologies mises en place

– ne sont pas « en phase » avec les promoteurs du quartier.

Finalement, le changement des habitudes peut aussi déboucher sur un changement au niveau

des relations entre habitants, avec des infrastructures qui permettent les rencontres, les

discussions (transports en commun par exemple). On se plaint trop souvent de nos modes de

vie en disant que notre société est trop axée sur les classes sociales ou que nous vivons en tant

qu’anonyme dans notre quartier. Cela peut-être changé par les éco-quartiers qui prennent

souvent un caractère social intéressant via la mixité sociale, par exemple.


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Bibliographie

Ouvrages BABIN T. (2010) : Mémoire de Master 1 à Paris 1 Panthéon-Sorbonne, « Eco-quartiers français : nouvelle ville, nouvelle vie ? Exemple de la Bottière-Chénaie, à Nantes ». CHARLOT-VALDIEU C. et OUTREQUIN P. (2009) : L’Urbanisme Durable, Concevoir un écoquartier, Editions Le Moniteur. CITRON P. (2010) : Mémoire de Master 2 à Paris 1 Panthéon-Sorbonne, « La définition de l’éco-quartier dans les vecteurs d’opinion de l’aménagement en France ». AUGOYARD S., DUFRESNE G. et GENIN M. (2009) : Mini-projet 2009 du module « Energies Renouvelables », « Hockerton Housing Project, quartier Vauban et Samso : quelques leçons pour rendre nos grandes villes moins énergivores et augmenter leur autonomie énergétique ». HEYRIES A. et LHERITIER S. (2009) : Mini-projet 2009 du Module « Energies Renouvelables » : « Le potentiel de la petite hydroélectricité ». Revues Hors-série Le Moniteur, Construire Durable, mars 2008. Sites internet Innov’ in the City (www.innovcity.fr), actualités sur des informations liées à la ville. Ministère du développement durable (www.developpement-durable.gouv.fr), site officiel du Ministère, utile sur les définitions des éco-quartiers, notamment. Energies Renouvelables (www.lesenr.fr), utile pour les informations sur la norme HQE. Quartier de Bonne, à Grenoble (www.debonne-grenoble.fr), informations officielles sur l’éco-quartier. Quartier Bottière Chénaie, à Nantes (www.nantes-amenagement.fr), données sur l’éco-quartier. ADEME (www.ademe.fr), très utile pour les données numériques pour la faisabilité économique. Marne-la-Vallée – EPA Marne (www.developpementdurable-mlv.org), traite de la définition des éco-quartiers. Site officiel du Ministère du développement durable sur les éco-quartiers (www.ecoquartiers.developpement-durable.gouv.fr), informations sur le concours EcoQuartiers. Portail d’informations sur les plans de déplacement en IDF (www.promobilite.fr), concept de mobilité durable. Sustainable Energy Europe Campaign (www.sustenergy.org), informations sur les CleanTech sur le plan international. CleanTech Innovation Hub (www.innoveco-paris.fr), propos sur les innovations actuelles. Site officiel de Batiflor (www.bati-flor.com). Site officiel de Greenwall (www.greenwall.fr). Le portail du covoiturage en Europe (www.covoiturage.fr). Bouygues Immobilier (www.bouygues-immobilier.com), données sur l’éco-quartier de Bottière Chénaie, donc Bouygues Immobilier est un des promoteurs.

http://www.innovcity.fr/�

http://www.developpement-durable.gouv.fr/�

http://www.lesenr.fr/�

http://www.debonne-grenoble.fr/�

http://www.nantes-amenagement.fr/�

http://www.ademe.fr/�

http://www.developpementdurable-mlv.org/�

http://www.ecoquartiers.developpement-durable.gouv.fr/�

http://www.promobilite.fr/�

http://www.sustenergy.org/�

http://www.innoveco-paris.fr/�

http://www.bati-flor.com/�

http://www.greenwall.fr/�

http://www.covoiturage.fr/�

http://www.bouygues-immobilier.com/�

eco-quartiers et cleantech : quelles relationsjdedinechin.free.fr/rapports étudiants...

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