LE FOGA

Fondé en 1992, le Fonds derecherche, de développement etde promotion de l’industriegazière suisse (FOGA) soutient larecherche, le développement et lamise sur le marché de nouvellestechnologies permettant une utili-sation économe, propre et sûre dugaz naturel comme combustibleou carburant.Le Fonds est financé par lesentreprises membres del’Association Suisse de l’IndustrieGazière (ASIG). Depuis sa consti-tution voici 18 ans, le FOGA asoutenu à peu près 130 projetspour un montant total de près de19 millions de francs.Outre l’appui financier, les mis-sions principales du FOGA recou-vrent l’encadrement administratifet technique des projets, ainsi quele transfert de savoir-faire entreles instituts de recherche etl’industrie.Le Fonds est administré par ladirection de la Société Suisse del’Industrie du Gaz et des Eaux(SSIGE), sur mandat de l’ASIG.

IMPRESSUM

EditeurAssociation Suisse de l’Industrie Gazière(ASIG)Grütlistrasse 44CH-8027 ZurichTéléphone 044 288 31 31www.gaz-naturel.ch/fogafoga@gaz-naturel.ch

SecrétariatFonds de recherche, de développementet de promotion de l’IndustrieGazière Suisse (FOGA)Martin SeifertEschenstrasse 10CH-8603 SchwerzenbachTéléphone 044 825 57 00

Photos/graphiquesChristian Poite, GenèveMicrosens, Neuchâtel/EPFL LausanneDeborah Bieri, Energie Thun AG, Thoune

Le gaz naturel moinscher que le CAD

4 RAPPORT ANNUEL 2010 DU FOGA

Optimiser les zones d’utilisationL’étude intègre trois scénarios différentsconcernant les conditions de raccorde-ment dans une zone donnée:• raccordement obligatoire au réseau

CAD;• arrêt de l’approvisionnement en gaz

naturel;• aucune réglementation.

Deux scénarios en fonction du taux decouverture ont en outre été pris en consi-dération:• tous les secteurs;• uniquement les secteurs attractifs.

Il ressort de l’analyse qu’il vaut la peine defixer des zones d’utilisation de la chaleurde manière à couvrir les besoins en larécupérant au moindre coût. C’est laseule voie pour atteindre un optimuméconomique global entre le réseau de gaznaturel et le CAD.

Le CAD est beaucoup plus cherEn résumé, l’étude conclut que la chaleurà distance produite à Thoune avec l’ usined’incinération des ordures n’est pasconcurrentielle, indépendamment du sec-teur analysé. Aucune valeur actualiséepositive n’était possible, quelle que soit larépartition territoriale retenue. Le prix dugaz naturel en vigueur au moment del’étude devrait presque tripler pour que leCAD devienne compétitif. Une taxe CO2plus élevée serait un moyen de diminuerl’écart de prix avec le CAD.Ainsi, l’étude confirme les avantages dugaz naturel, notamment en termes decoût, même dans les zones mixtes pré-sentant une structure de la clientèle plusdispersée. De plus, le retrait du distribu-teur hors des zones jusque-là desservieset le démantèlement des réseaux exis-tants ne sont bons ni pour l’économiegénérale, ni pour la confiance placéedans le distributeur.

Trois pompes à chaleur à gaz naturel de 41,6 kW fonctionnanten cascade, chez Ferd Lietti SA, à Sion.

L'usine d'incinération des ordures, à Thoune.

Les questions énergétiques sont d’ac-tualité: elles sont porteuses d’enjeuxénormes pour nos sociétés, mais aussicontroversées et marquées idéologique-ment. Dans ce contexte, le changementclimatique, mais aussi l’efficacité énergé-tique occupent un espace croissant dansle débat politique. Or l’utilisation ména-gère et durable des ressources énergé-tiques figure depuis des années en têtede liste des priorités du FOGA. L’efficien-ce des solutions fondées sur les applica-tions gaz naturel n’est pas un fait nou-veau. Vers la fin du siècle passé, le chauf-fage à condensation à gaz naturel aentamé sa croisade victorieuse sur le ter-rain des technologies efficientes. Cont-rairement à d’autres pays, hors du do-maine industriel, seuls les appareils àcondensation sont encore installés enSuisse. De nouvelles technologies pro-mettent aujourd’hui un taux d’utilisationencore plus élevé de l’énergie primairefournie par l’agent gaz naturel. Témoin lapompe à chaleur à gaz, au seuil de l’in-troduction sur le marché, qui fait l’objetd’une promotion active depuis trois ans

dans le cadre d’un programme prioritairedu FOGA doté d’un budget substantielpar l’assemblée générale de l’ASIG en2009. Le FOGA veut maintenant fairepasser cette solution énergétique effi-ciente, qui utilise aussi la chaleur ambi-ante, du laboratoire et du stade pilote àcelui d’une technologie largement utilisa-ble au quotidien.Si la pénurie d’électricité annoncée enSuisse n’est en soi pas contestée, lesavis quant à la manière d’y faire face sonton ne peut plus divergents. Le FOGAapporte une contribution importante enorganisant ses efforts autour de deuxaxes: le couplage chaleur-force (CCF), àtravers l’encouragement et le développe-ment de solutions efficientes, et le chauf-fage électrogène, qui fait l’objet d’un pro-gramme prioritaire.Les pompes à chaleur à gaz et le chauf-fage électrogène sont des applicationsessentielles pour l’avenir du gaz naturel.Afin de les promouvoir comme elles leméritent, des moyens financiers substan-tiels sont nécessaires. De leur côté, lesfabricants et les prescripteurs attendent

Plus d’efficacité par la technique

EDITORIAL

aussi notre soutien pour introduire lesappareils sur le marché suisse et pourconvaincre les clients. Or des projetsd’une telle ampleur ne peuvent plus êtreportés en solitaire: nous sommes tribu-taires de la collaboration internationale.D’ailleurs, nous avons déjà coopéré àchaque occasion avec nos collèguesgaziers allemands, hollandais et français.Ces collaborations sont appelées àgagner en importance, vu la complexitécroissante des applications au gaz natu-rel. Prenez la pile à combustible, parexemple. Le besoin en moyens financierset en ressources humaines est énorme.Dans ce contexte, assurer au FOGA unebase financière saine sur la durée seraune mission essentielle de la Com-mission technique de coordination (FTK).

Jean-Claude WeberPrésident de la Commission techniquede coordination (FTK)

Association Suisse de l’Industrie Gazière

jeanclaude.weber@erdgaszuerich.ch

Fonds de recherche,de développement et de promotion

de l’Industrie Gazière Suisse (FOGA)

Les piles à combustible s’inscrivent dansl’agenda d’innovation et le futur porte-feuille d’appareils de l’économie gazièresuisse. Contrairement aux chauffagesélectrogènes, elles ne sont pas encoreprêtes à la commercialisation, même sides prototypes fonctionnent déjà.

Lancer la pile à combustibleQuelques années devraient encore êtrenécessaires pour la mise sur le marché.Avec le soutien du FOGA, l’économiegazière suisse prépare déjà un pro-gramme visant à mettre en place desconditions-cadre propres à garantir lesuccès des piles à combustible sur lemarché.

Les prescriptions énergétiques, la voguedes énergies renouvelables et la pressionsociale exercée sur les énergies fossilesfont que les projets de récupération dechaleur résiduelle se sont multipliés cesdernières années dans les zones déjàdesservies en gaz naturel. Dans ce cas,on trouve deux énergies de réseau enconcurrence dans la même zone d’appro-visionnement. Les faibles besoins en cha-leur liés aux nouveaux standards limitentla rentabilité des systèmes, à tel point quedes voix réclament souvent la mise horsservice ou le démantèlement du réseaude gaz naturel. Se fondant sur l’exempleconcret de la ville de Thoune avec sonusine d’incinération des ordures, l’étudeFOGA «Utilisation de la chaleur résiduelledans les zones approvisionnées en gaznaturel» a comparé la structure des coûtsdes deux systèmes énergétiques selondifférents scénarios appliqués en 2009,en 2015 et 2030. Les résultats ne peuventtoutefois pas être repris tels quels pourd’autres réseaux, du fait de la spécificitédes conditions appliquées à Thoune.

Le chauffage électrogèneCe sous-projet vise à préparer le terrainpour l’introduction du chauffage électro-gène sur le marché. Un banc d’essai com-prenant des tests d’utilisation et desmesures sur les chauffages électrogènes aété mis en place à cet effet à Schwerzen-bach. Des contrats ont été conclus avecquatre fabricants, et un accord de coopéra-tion avec la société allemande VNG(Verbundnetz Gas Aktiengesellschaft, Leip-zig). Le but est d’évaluer les appareils quiont une chance sur le marché et de mettreà la disposition des prescripteurs (archi-tectes, bureaux d’études et installateurs) etdes collaborateurs des entreprises du sec-teur gazier les données et les connais-sances nécessaires à la planification, auprocessus de décision, à l’installation et àl’exploitation. Tout cela en encourageantparticulièrement les couplages chaleur-force (production simultanée de chaleur etd’électricité) efficients dans la plage depuissance intéressant les petits consom-mateurs (maisons familiales).

La task force a confié les quatre sous-pro-jets à un groupe de travail ad hoc des deuxcommissions techniques Marketing (FKM)et Coordination (FTK). Chaque sous-projetest maintenant porté par un responsable deprojet, avec le soutien de l’ASIG et d’uncomité de pilotage.

RAPPORT ANNUEL 2010 DU FOGA 32 RAPPORT ANNUEL 2010 DU FOGA

Les pompes à chaleur ont la cote, carelles utilisent la chaleur ambiante enplus d’une énergie de réseau. L’écono-mie gazière suisse s’est fixé pourobjectif d’introduire les pompes à cha-leur à gaz sur le marché suisse. Pour cefaire, un cadre juridique favorable, desappareils éprouvés et de bonnes solu-tions standard sont nécessaires. Leprojet FOGA de feuille de route Pompesà chaleur à gaz, approuvé par l’ASIG,entend ouvrir la voie à l’introduction surle marché.

Les pompes à chaleur à gaz sont une prio-rité pour l’économie gazière suisse. Ellessont appelées à prendre une place impor-tante dans le portefeuille d’appareils. Ellesjouissent d’une image positive et de nom-breux propriétaires déclarent explicite-ment vouloir opter pour cette solution.Dans la plupart des cantons, la loi surl’énergie exige une part d’au moins 20 %d’énergie renouvelable. Les pompes àchaleur satisfont à cette prescription sansmesures particulières. Il faut par consé-quent pouvoir proposer ce genre de tech-nique en combinaison avec le gaz naturel.

Etendre l’offre au-delà de la plage depuissance intermédiaireActuellement, seules les pompes à cha-leur à gaz de la plage de puissance com-prise entre 18 et 70 kW thermique sontlargement disponibles sur le marché.Elles sont particulièrement adaptées auximmeubles locatifs, à l’industrie et l’artisa-nat, aux centres commerciaux et bou-tiques de station-service, ainsi qu’aux

Plus de PAC à gaz naturelhôtels et aux bâtiments publics. L’install-ation et l’exploitation des premièrespompes à chaleur à gaz de cette puis-sance en Suisse s’est faite dans le cadrede projets du FOGA, afin d’accumuler desdonnées et de l’expérience. Ces analysesont montré que le facteur crucial de l’effi-cacité d’une installation réside dans l’in-tégration du système global. Les autresfacteurs-clés de succès pour une largediffusion sur le marché sont :• une offre abondante d’appareils pour

les différents domaines d’application etles différentes plages de puissance

• une activité de soutien auprès de nospartenaires, au niveau du service,

• des installations pilotes et des solutionsstandard éprouvées

• la formation des conseillers et des ven-deurs de l’économie gazière

• des documents de planification et desdocumentations techniques de niveauprofessionnel

• une prospection active du marché.

Le programme de formation est enbonne voieAfin de pouvoir mettre en œuvre rapide-ment ces mesures, deux spécialistes ontété engagés en 2010, l’un en Suisse alé-manique, l’autre en Suisse romande. Pourla région alémanique, un cours pilote deformation aux pompes à chaleur à gaz aété organisé à Schwerzenbach en avril2010. En Romandie, la première formationa eu lieu à Sion à la mi-novembre.D’autres formations à l’intention des col-laborateurs des membres de l’ASIGseront mises sur pied en 2011 en collabo-

ration avec des spécialistes et des repré-sentants des fabricants.

De nouveaux appareils en devenirDe nouvelles pompes à chaleur à gaz demoindre puissance (qui seront aussi adap-tées aux maisons familiales) sont en coursde développement et bientôt mûres pourle marché. En Allemagne, Vaillant com-mercialise par exemple une pompe à cha-leur à adsorption au gaz et zéolithe utili-sant l’énergie solaire. Il est prévu de pro-poser cet appareil sur le marché suisse.Un premier exemplaire est actuellementen phase de test et de mesure au labora-toire de la SSIGE à Schwerzenbach.Viessmann a aussi un projet de pompe àchaleur à adsorption alimentée au gaznaturel en cours, qui permettra d’utiliserl’énergie solaire et l’énergie ambiante.

Solutions intelligentes au gaz

Groupe de projetPompes à chaleur à gazMichael Gruber, Energie Thun AG,Thoune (président)

André Gallandat, Service desEnergies, Yverdon-les-Bains

Michael Reichert, Erdgas Zürich AG,Zurich

Jean-Marc Hensch, ASIG, Zurich

Anton Kilchmann, SSIGE, Zurich

Urs Zeller, ASIG, Zurich (chef de projet)

Martin Seifert, SSIGE,Schwerzenbach (chef de projetsuppléant)

Les pompes à chaleur et les chauffagesélectrogènes alimentés au gaz naturel,comme les micro-CCF, sont des techno-logies d’avenir pour le chauffage desbâtiments. Une grande partie des appa-reils sont encore en développement,d’autres déjà au stade du test en condi-tions réelles. Pour une introduction har-monieuse de ces technologies, il estimportant d’adopter des normes unifiéesdéfinissant les exigences essentiellespour la sécurité technique gaz, l’installa-tion et le calcul des rendements. Lesappareils doivent pouvoir être installésdans tous les pays européens malgré lesparticularités nationales. Un projet derecherche international vise à établir,pour les pompes à chaleur à gaz et les

Le projet «Solutions intelligentes gaz natu-rel», financé par Swissgas, a pour but demettre au point des mesures visant à assu-rer la position du gaz naturel sur le marché.Une task force placée sous la direction deHans Wach (Gasverbund Mittelland AG) etrassemblant des représentants des entre-prises gazières régionales et locales, ainsique de l’ASIG, de la SSIGE et de Swissgas,a accompagné le projet. Sur un éventail ini-tial de douze sous-projets, la task force ena finalement retenu quatre:

La législation énergétiqueL’examen a porté sur les dispositions éner-gétiques régissant le chauffage à bassetempérature au gaz naturel. Toutes lesprescriptions touchant au gaz naturel auniveau fédéral et cantonal (MoPEC) ont étérassemblées, classées systématiquementet analysées. L’exercice a englobé les inter-dictions et obligations, les incitations finan-cières, la formation, la recherche, l’informa-tion, les procédures et l’organisation. Leprojet met en lumière les points sur lesquelsl’économie gazière doit se montrer plusactive pour être présente sur le terrain poli-tique et législatif et faire valoir son point devue.

Les solutions standard gaz naturel(«Mugas»)Dans ce sous-projet, toutes les solutionsfaisant appel au gaz naturel – gaz naturel

seul, gaz naturel en combinaison avecd’autres énergies (le solaire, p. ex.), pomp-es à chaleur à gaz, chauffages électro-gènes jusqu’à 350 kW – ont été analyséesà l’aune des lois énergétiques cantonales,du modèle de prescriptions énergétiquesdes cantons, de la norme SIA 380/1 et dustandard Minergie. L’examen a intégré lesdonnées des fabricants d’appareils dechauffage, les conditions-cadre, les don-nées d’immeubles standard ainsi que lescoûts. Sur cette base, la task force a établides solutions de technique du bâtimentréparties en trois plages de puissance:jusqu’à 40 kW, de 40 à 70 kW et de 70 à350 kW. L’objectif est d’intégrer ces solu-tions standard gaz naturel au niveau canto-nal (MoPEC), ce sur quoi l’ASIG est en trainde travailler.

L’outil logiciel PolysunCe sous-projet consiste à intégrer les résul-tats du sous-projet «Mugas» dans uneapplication logicielle destinée à évaluer desoffres de systèmes de chauffage à gaznaturel dans l’optique de leur conformité auMoPEC. Dans une première phase, lecahier des charges et une version proto-type ont été mis au point. L’applicationPolysun doit être ainsi conçue pour couvrirtout l’éventail des solutions au gaz naturelet pour être utilisée par les vendeurs de A àZ, du premier contact jusqu’au conseildétaillé pour le projet concret.

micro-CCF (cogénération), des normesapplicables en Allemagne, en Autriche eten Suisse. L’économie gazière suisseparticipe au projet en coopération avec leDeutscher Verein des Gas- und Wasser-faches (DVGW), homologue allemand dela SSIGE.

Du pain sur la plancheL’analyse des normes et directives appli-cables aux pompes à chaleur à gaz et auxmicro-CCF a montré qu’il y a encore dupain sur la planche pour mettre en placeun système normatif unifié. Un travailimportant doit notamment être fait pour lecalcul des rendements. Vu le mode le plussouvent bivalent des appareils, lesméthodes d’analyse appliquées jusqu’ici,

inadaptées à la technique en question, nepeuvent pas être reprises. Il faut doncmettre au point des normes et directivesaussi unifiées que possible, de manière àéviter qu’un flou dans les valeurs de ren-dement ne vienne semer le trouble dansl’esprit des bureaux d’études et des utili-sateurs. Le calcul du rendement deschauffages électrogènes doit tenir dûmentcompte du courant produit et être mesuréselon les mêmes critères dans tous lesdocuments pertinents.

Des règles claires pour l’injectionde courantLe plus gros obstacle à l’introduction desmicro-CCF est le raccordement au réseauélectrique public à basse tension. La pro-cédure en vigueur, selon laquelle chaquedistributeur d’électricité considère chaqueinstallation individuellement et appliqueses propres directives, est un frein consi-dérable à la diffusion des micro-CCF.

Des normes unifiées pourles nouveaux appareils

Le contrôle de la qualité du gaz naturel, etplus encore du biogaz, prend une impor-tance croissante. Il doit pouvoir êtrerapide, bon marché et réalisé en continu.En collaboration avec des partenairesindustriels et des chercheurs de l’EPFL, lasociété Microsens de Neuchâtel, a mis aupoint, avec le soutien du FOGA, un cap-teur capable de mesurer la qualité du gaz.

Constater rapidement la teneurénergétiqueLe système a été entre-temps testé avecsuccès au laboratoire de la SSIGE àSchwerzenbach. Le boîtier est relié à unordinateur portable via une interface USB:les différents composants du gaz s’affi-chent en couleurs spécifiques dans ungraphique à l’écran. Le système permeten outre de calculer très vite l’indice deWobbe, qui donne la mesure de l’énergiefournie par un brûleur avec le gaz ana-lysé. Très polyvalent, le capteur peut êtreutilisé pour des contrôles de qualité sur leréseau comme sur les appareils.

Le savoir-faire autour des systèmes decapteurs micro-électroniques jouit d’unelongue tradition en Suisse. Il a mêmedonné lieu à la mise au point de capteurschimiques et de capteurs mesurant lathermo-conductivité, qui trouvent

Un capteur évalue le gaz naturel

aujourd’hui des applications de surveil-lance qualité dans le domaine spatial etdans la mesure des débits, comme lescompteurs à gaz électroniques parexemple.

Schéma du capteur pour mesurer la qualité du gaz.

Thermistor de référence(température du boîtier)

Admission toléranteà la poussière

Serpentin

Senseur de laconductivité thermique(thermistor surmembrane)

Membrane LTCC avecélectrodes capacitives

Connecteurspour modulede chauffageet senseurs detempérature

Module dechauffage

Connecteur pour mesurerla pression capacitive