ZONE D’AMENAGEMENT CONCERTE DES DEUX …media.strasbourg.eu/alfresco/d/d/workspace/SpacesStore/5e78d047... · Les politiques environnementales en thermes d’énergie et de Climat.....9

ZONE D’AMENAGEMENT CONCERTE DES DEUX-RIVES

PROJET DE DOSSIER DE CREATION DE ZAC

Pièce F : Etude de faisabilité sur le potentiel de développement en énergies renouvelables

Etudes préalables ZAC deux rives

Etude de faisabilité sur le potentiel de développement des énergies renouvelables

Groupement INGEROP (mandataire), Reichen et Robert & Associés, Société d’Ingénierie pour l’Aménagement, SOCOTEC QEC Version Date Phase Rédacteur intermédiaire 26.03.2013 Etudes préalables FM et BP – SOCOTEC QEC V0 12.07.13 Etudes préalables FM – SOCOTEC QEC V1 30/07/13 Etudes préalables FM – SOCOTEC QEC

Projet ZAC 2 Rives Etude du potentiel de développement des énergies renouvelables – V1 30/07/13

2/80

Sommaire

Lexique ......................................................................................................................................................5

I. Introduction ....................................... ............................................................................7

I.1. Le contexte du diagnostic.......................... ...................................................................... 7

I.2. Démarche d’élaboration de l’étude .................. ............................................................... 7

Objectifs .....................................................................................................................................................7 Energies renouvelables à prendre en compte............................................................................................7 Approche méthodologique .........................................................................................................................8

II. Les politiques environnementales en thermes d’énerg ie et de Climat......................9

II.1. Schéma Régional Climat Air Energie Alsace – SRCAE .. .............................................. 9

Consommation énergétique .......................................................................................................................9 Développement des énergies renouvelables ...........................................................................................10

II.2. Plan Climat de la Communauté urbaine de Strasbourg. ............................................. 11

II.3. Synthèse des objectifs politiques .................. ............................................................... 11

III. Présentation du projet............................. .................................................................... 12

III.1. Description générale............................... ........................................................................ 12

Localisation ..............................................................................................................................................12 Périmètre de l’étude .................................................................................................................................12 Caractéristiques du site............................................................................................................................13

III.2. Programme global des constructions ................. ......................................................... 14

Bilan des constructions ............................................................................................................................14 Phasage de l’opération ............................................................................................................................15

IV. Inventaire des besoins en énergie .................. ........................................................... 17

IV.1. Hypothèses ......................................... ............................................................................. 17

Evolution de la performance et de la règlementation ...............................................................................17 Besoins thermiques (chauffage, eau chaude, climatisation…) et électriques ..........................................18

IV.2. Synthèse des consommations énergétiques du projet .. ............................................ 20

IV.3. Synthèse des besoins en puissance thermique du proj et ......................................... 22

IV.4. Facture énergétique................................ ........................................................................ 23

IV.5. Empreinte carbone.................................. ........................................................................ 24

V. Potentiel de développement des énergies renouvelabl es........................................ 25

V.1. Réflexion sur l’échelle de production .............. ............................................................. 25

Individuelle ...............................................................................................................................................25 Collective..................................................................................................................................................26 Le réseau de chaleur ...............................................................................................................................26 Mix de production.....................................................................................................................................28 La cogénération .......................................................................................................................................28

V.2. Atouts et contraintes de chaque EnR ................ ........................................................... 29

ENERGIE EOLIENNE..............................................................................................................................29 ENERGIE SOLAIRE ................................................................................................................................32 ENERGIE GEOTHERMIQUE OU HYDROTHERMIQUE.........................................................................34 POINT SUR LA CLOACOTHERMIE ........................................................................................................35 ENERGIE AEROTHERMIQUE ................................................................................................................36 ENERGIE HYDRAULIQUE ......................................................................................................................37


3/80

BIOMASSE ..............................................................................................................................................38 BIOGAZ / GAZ DE DECHARGE / GAZ DE STATION D’EPURATION ....................................................41 RESEAU DE CHALEUR ..........................................................................................................................42

VI. Synthèse du diagnostic des potentialités........... ....................................................... 45

VII. Développement des scénarios pertinents ............. .................................................... 48

VII.1. Scénario de base – GAZ + SOLAIRE ................... .................................................... 50

Description de la solution .........................................................................................................................50 Bilan énergétique, environnemental et facture énergétique .....................................................................51 Investissement .........................................................................................................................................52 Conclusion ...............................................................................................................................................53

VII.2. Scénario n°1 – réseau de chaleur 60% EnR (bois).... ............................................. 54


VII.3. Scénario n°1 BIS – réseau de chaleur 60% EnR + sola ire..................................... 59


VII.4. Scénario n° 2 – Réseau 60% EnR + ECS gaz ou ECS éle ctrique.......................... 61


Scénario n° 3 – Micro réseau PAC sur nappe......... ............................................................. 63 Description de la solution .........................................................................................................................63 Bilan énergétique, environnemental et facture énergétique .....................................................................64 Investissement .........................................................................................................................................65 Conclusion ...............................................................................................................................................67

VII.5. Scénario n° 4 -PAC gaz ............................. ................................................................ 68


VII.6. Scénario n° 4 Bis -PAC gaz + photovoltaïque ........ ................................................ 70


VIII. Conclusion......................................... .......................................................................... 72

IX. ANNEXE ....................................................................................................................... 76

IX.1. Coûts des énergies ................................. ........................................................................ 76

Industrie (Locaux d’activités et chaufferie) ...............................................................................................76 Logements ...............................................................................................................................................76 Electricité photovoltaïque .........................................................................................................................76 Réseau de chaleur existant géré par la CETE – prix indicatif 1er trimestre 2013 .....................................76


4/80

Bois énergie .............................................................................................................................................77

IX.2. Fiche technique : La chaufferie bois du réseau de c hauffage urbain de Hauteville (Lisieux). ......................................... ......................................................................................... 79


5/80

Lexique Les termes et abréviations suivants sont utilisés dans l’étude et pourraient nécessiter une explication. 5 Postes règlementaires : Il s’agit des consommations de chauffage, Eau Chaude Sanitaire (ECS), ventilation, éclairage, auxiliaires qui permettent de définir le niveau performance énergétique règlementaire (Règlementation thermique 2012) et conditionnent l’obtention de labels. La Communauté Urbaine de Strasbourg se base sur la consommation de ces 5 postes pour calculer le ratio de couverture en énergie renouvelable d’un e opération. BEPOS : Ce terme désigne un Bâtiment à Energie POSitive. Le niveau énergétique BEPOS est défini par Effinergie – voir les « Règles techniques applicables aux bâtiments faisant l’objet d’une demande de label Bepos-effinergie – Version 1 » du 11 février 2013. Bulles : Les « bulles »sont les 5 secteurs qui composent la ZAC : Starlette, Citadelle, Coop, Kratz, Rives du Rhin (également désigné sous « Deux rives » dans le schéma directeur). Voir la cartographie §III.1. COP : Le COefficient de Performance énergétique représente l'efficacité énergétique d’un système (généralement d’une pompe à chaleur) fonctionnant en mode chauffage. Il correspond au rapport entre l'énergie utile (chaleur restituée pour le chauffage) et l'énergie consommée (facturée) pour faire fonctionner l’appareil. Il est mesuré en laboratoire selon des normes européennes. Exemple : un appareil qui consomme 100 Watts d’électricité pour produire 100 Watts de chaleur à un COP de 1. Un appareil qui a un COP de 3,5 va produire 3,5 fois plus d’énergie qu’il n’en consomme. Donc plus le COP est élevé, plus la machine est performante et plus la facture d’électricité est diminuée. DJU : Les Degrés Jour Unifiés permettent de réaliser des estimations de consommations d'énergie thermique en proportion de la rigueur de l'hiver ou de la chaleur de l'été du site étudié. Les degrés-jours sont calculés à partir de relevés de températures extérieures établis par Météo France sous forme de base de données annuelle ou trentenaire, généralement sur une base de 18°C (d'où l'appellation DJU-base 18) . Les DJU sont additionnés sur une période de chauffage de 232 jours (du 1er octobre au 20 mai). Pour chaque jour, le nombre de DJU est calculé en faisant la différence entre une température de référence 18°C et la moyenne des températures minimales et ma ximales de ce jour, les DJU sont additionnés jour par jour, par mois et par année, ce qui permet un calcul très fin pour déterminer les besoins de chauffage d'un bâtiment une zone climatique donnée. EER : De la même manière que le COP, l'E.E.R. représente l'efficacité énergétique d’un système (généralement d’une pompe à chaleur) fonctionnant en mode froid. ECS : Eau Chaude Sanitaire. EnR : Abréviation du terme Energie Renouvelable. Les énergies renouvelables devant être étudiées dans le présent rapport sont définies règlementairement et listées dans le § I.2. Energie finale : Il s’agit de l’énergie livrée au consommateur pour sa consommation finale. Energie primaire : c’est l’énergie disponible dans la nature avant toute transformation. Si elle n’est pas utilisable directement, elle doit être transformée en une source d’énergie secondaire pour être mise en œuvre. Dans la règlementation thermique, un coefficient de 2.58 est appliqué à l’électricité pour arriver à l’énergie finale pour tenir compte des pertes de génération et de transport de l’énergie. kWh EP : Consommation en kWh d’énergie primaire. kWh EF : Consommation en kWh d’énergie finale. PAC : Une Pompe A Chaleur est un dispositif thermodynamique permettant de transférer une quantité de chaleur d'un milieu considéré comme « émetteur » (milieu fournisseur) vers un milieu « récepteur » de calories selon un coefficient d’efficacité COP ou EER.


6/80


7/80

I. Introduction

I.1. Le contexte du diagnostic

Le projet d’aménagement urbain du secteur « deux rives » fait l’objet d’une étude préalable à la création d’une Zone d’Aménagement Concerté pilotée par la Communauté Urbaine de Strasbourg. Cette zone mixte, prolongement de la ville de Strasbourg vers sa voisine allemande, comportera des logements, locaux d’activité, commerces et équipements. La présente étude s’inscrit dans une obligation règlementaire (ci-dessous) et permettra une aide à la décision en termes de stratégie énergétique et de développement durable. Extrait de l’Article L128-4 du Code de l'urbanisme : « Toute action ou opération d’aménagement telle que définie à l’article L. 300-1 et faisant l’objet d’une étude d’impact doit faire l’objet d’une étude de faisabilité sur le potentiel de développem ent en énergies renouvelables de la zone, en particulier s ur l’opportunité de la création ou du raccordement à un réseau de chaleur ou de froid aya nt recours aux énergies renouvelables et de récupération. » La Communauté Urbaine de Strasbourg a missionné la société SOCOTEC pour la réalisation de cette étude, par l’intermédiaire du groupement de maitrise d’œuvre mandatée par INGEROP.

I.2. Démarche d’élaboration de l’étude

Objectifs Cette étude de faisabilité sur le potentiel de développement des énergies renouvelables doit permettre d’analyser différentes ressources énergétiques renouvelables pertinentes pour alimenter cette opération. L’objectif étant de réduire les consommations d’énergies traditionnelles et ainsi limiter l’impact carbone du projet. Ceci dans le cadre des démarches environnementales déclinées depuis les stratégies nationales aux échelles régionales et locales (Voir le § II). En fonction des conclusions de l’étude, il sera possible d’affiner les stratégies urbaines et architecturales et notamment d’envisager au plus tôt, le raccordement ou la création d’un réseau de chaleur et/ou de froid.

Energies renouvelables à prendre en compte Au sens de l’article 29 de la loi du 13 juillet 2005, modifié par la loi « Grenelle 1 » du 3 août 2009, les sources d’énergies renouvelables sont les énergies : - éolienne, - solaire, - géothermique, - aérothermique, - hydrothermique, - marine, - hydraulique, - l’énergie issue de la biomasse, - l’énergie issue du gaz de décharge, - l’énergie issue du gaz de stations d’épuration d’eaux usées - l’énergie issue du biogaz


8/80

Approche méthodologique La mission proposée s’articule autour de 3 étapes : - Un inventaire des besoins en énergie associés au projet d’aménagement, compte tenu des hypothèses

de surface et d’activité envisagées dans le dossier de réalisation, - Un diagnostic de faisabilité du développement des EnR sous la forme d’une analyse des atouts et

contraintes de chaque EnR dans le cadre du projet d’aménagement, - Pour les solutions de développement des EnR les plus pertinentes, une analyse plus fine permettant

d’apprécier la faisabilité technique, financière et juridique de ces solutions.


9/80

II. Les politiques environnementales en thermes d’énergie et de Climat

II.1. Schéma Régional Climat Air Energie Alsace – S RCAE

« Le schéma régional du climat, de l'air et de l'énergie d’Alsace est un document stratégique au service de tous les acteurs locaux concernés visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre et la consommation d’énergie, à s’adapter au changement climatique et à améliorer la qualité de l’air aux horizons 2020 et 2050. » Ce schéma Régional a été arrêté le 29 juin 2012.

Consommation énergétique Parmi les grands objectifs : - Réduire de 20% la consommation énergétique finale entre 2003 et 2020.

Source : SRCAEA

- Réduire de 75% les émissions de gaz à effet de serre entre 2003 et 2050 avec un palier a -20% en

2020.

Source : SRCAEA


10/80

En complément des efforts faits sur le bâti existant, il est donc nécessaire de réduire au maximum l’impact des nouvelles constructions. Le document présente des statistiques en thermes de répartition des consommations énergétiques pour les bâtiments industriels, le logement et tertiaire (parc existant). On constate que le gaz et l’électricité prédominent dans un contexte (bâti ancien) ou le chauffage représente près de 60% des consommations énergétiques.

Source : SRCAEA

Source : SRCAEA

Développement des énergies renouvelables L’Alsace atteint une production de 17.5% d’énergies renouvelables en 2009 grâce aux centrales hydroélectriques sur le Rhin et à la biomasse (90%de la production totale). La marge de progression sur ces deux postes est faible. Les prévisions de développement des autres EnR, présentées dans le tableau ci-après, ainsi que la maitrise de l’énergie devrait permettre d’atteindre une part de 26.5% d’énergies renouvelables en 2020 en Alsace. En § V Potentiel de développement des énergies renouvelables, nous étudierons quelles sont les EnR les mieux adaptées à notre site et aux besoins de la future ZAC.


11/80

II.2. Plan Climat de la Communauté urbaine de Stras bourg

Le Plan Climat de la CUS décline les grands principes du SRCAE en objectifs concrets. Elle va même au-delà en transformant l’objectif 3 x 20 du gouvernement en 3x30 : - Réduire de 30% les émissions de gaz à effet de serre - Economiser 30% de la consommation d’énergie totale - Porter de 20 à 30%la part d’énergie renouvelable Une synthèse plus approfondie de ces objectifs figure dans le rapport d’ »Expertise environnementale et thermique des bâtiments » réalisée par SOCOTEC pour étayer les stratégies énergétiques de la maitrise d’oeuvre (janvier 2013).

II.3. Synthèse des objectifs politiques

Les objectifs fixés par le Schéma Régional et le Plan Climat considèrent l’ensemble du parc existant. Aussi, afin de garantir l’atteinte des niveaux visés (3 x 30), les nouvelles constructions doivent réduire au maximum leurs consommations et émissions afin de ne pas dégrader davantage la situation du parc global. Les objectifs suivants sont donc un minimum :

- Utilisation de 30% d’énergie renouvelable - Niveaux de consommations ambitieux – si possible tendre vers les Bâtiments à Energie Positive.

Ces objectifs sont cohérents avec l’évolution des règlementations thermiques (présentées en § IV Inventaire des besoins en énergie).


12/80

III. Présentation du projet

III.1. Description générale

Localisation Le projet est situé sur l’axe Heyritz-Kelhl, à l’est de Strasbourg. L’ensemble du secteur fait l’objet d’un renouvellement urbain important.

Axe de développement Est-Ouest. Strasbourg.eu

Périmètre de l’étude Périmètre géographique du secteur Deux Rives faisant l’objet des études préalables.

Source : Ingerop 29/07/13

Schéma de localisation Découpage et dénomination des bulles à jour présentés ci-après


13/80

Caractéristiques du site SOCOTEC a réalisé une analyse environnementale et topoclimatologique du site en mars 2013 dont les éléments suivants peuvent avoir un impact sur la présente étude : - Site dégagé exposé aux vents - Pas de masque à l’ensoleillement (lié à l’environnement) - Forte présence de l’élément aquatique par les bassins et le Rhin - Sols pollués et air pollué à proximité des axes routiers.


14/80

III.2. Programme global des constructions

Bilan des constructions La construction de logements représente 61% du programme et le tertiaire 12%. Le quart restant est composé de projets alternatifs (8%, dont hôtels 3%), équipements (7%), la vitrine du port (5%) et de commerces (4%). Bilan des constructions en m² de plancher (sans abattement des RDC) :

Source Reichen & Robert – Programmation 10/07/13


15/80

Phasage de l’opération

Source Reichen & Robert – Programmation 10/07/13

Dans le cadre de l’étude, et notamment du potentiel de création d’un réseau de chaleur, il est intéressant d’observer également le programme des constructions voisines du périmètre de la ZAC. D’après le document programmatique fourni par la communauté (ci-après), on note : • La création d’environ 58 000 m² de logements et commerces (majoritairement logement) • La création d’un établissement hospitalier de 50 000m² Shon et d’un groupe scolaire de 3 300m². • La rénovation de 520 logements sociaux, pouvant représenter 52 000m² de logements supplémentaires


16/80

Extrait d’un document programmatique de travail de septembre 2012 - Source : CUS mars 2013


17/80

IV. Inventaire des besoins en énergie

IV.1. Hypothèses

Evolution de la performance et de la règlementation La RT2012 est entrée en vigueur au 1er janvier 2013. Elle marque une réduction des consommations d’environ 50% par rapport à la RT 2005, à un niveau relativement identique au BBC déjà pratiqué en Alsace depuis quelques années. Dans la continuité des évolutions règlementaires en matière de performance énergétique, la RT2020 imposera un bilan énergétique Positif des constructions (niveau BEPOS).

Il faut ajouter les labels connus à ce jour : • Label Effinergie + : Cep < 63 kWep/m².an en logts collectifs en Alsace (sans EnR) • Label HPE : RT2012 -10% (Effinergie) • Label THPE : RT2012 -20% (Effinergie) – projet de fusion avec le label Effinergie + Le label RT2012 BEPOS1 est une extension du label Effinergie + avec, en plus, la recherche d’une compensation des consommations pour tendre vers un bilan énergétique nul. En réalité, les règles de calcul autorisent un excédent (consommation – production) de l’ordre de 80 kWh/m².an pour un immeuble de logements collectifs de 3 étages en Alsace. Par ailleurs, il aborde l’énergie grise utilisée lors de la construction des bâtiments ainsi que l’énergie liée aux déplacements des habitants ou usagers. Comme évoqué dans le rapport « Expertise développement durable et thermique des bâtiments » réalisé par SOCOTEC en janvier 2013, l’optimisation actuelle de l’isolation thermique de s bâtiments tend vers son optimum technico-économique. Seule l’utili sation d’énergies renouvelables peut faire baisser significativement les émissions de CO2. Nous partons donc sur une logique de bâtiments RT2012 BEPOïsables 2 grâce aux EnR.

1 Règles techniques applicables aux bâtiments faisant l’objet d’une demande de label Bepos-effinergie. Par Effinergie – Version 1 du 11 février 2013. 2 Terme employé dans le schéma directeur de la ZAC deux rives pour définir l’objectif énergétique.


18/80

Besoins thermiques (chauffage, eau chaude, climatis ation…) et électriques Quelles que soient les optimisations thermiques des bâtiments, un besoin « de calories » est inévitable pour le chauffage (consommations en baisse par rapport aux bâtiments existants) et la production d’eau chaude sanitaire (besoin incompressible). Aussi, les besoins énergétiques sont basés sur le niveau RT2012 . Il s’agira de voir quelles énergies permettront de faire baisser le bilan CO2 global. Pour garantir l’atteinte d’un niveau énergétique plus performant que la RT 2012, le cahier des prescriptions architecturales pourrait inciter les constructeurs à atteindre un niveau BEPOS (éventuellement sous labellisation ou attestation de performance) qui semble pertinent sur l’échelle temps du projet. C'est-à-dire de compenser une grande partie des besoins la production d’une énergie renouvelable in situ. Sous nos latitudes, la climatisation n’est pas obligatoire . Elle peut être compensée par une bonne conception des bâtiments et notamment des vitrages, une ventilation nocturne, un rafraichissement via des PAC réversibles, etc. Par ailleurs, les nouvelles règlementations thermiques tendent à pénaliser fortement les systèmes de climatisation. De plus, les immeubles de bureaux ou commerces, qui présentent les besoins en rafraichissement les plus importants, ne sont pas majoritaires dans la ZAC et le besoin en froid dépend de la nature de l’activité (non connus à ce jour). C’est pourquoi le besoin d’approvisionnement en « froid » est négligé dans cette étude. Néanmoins, le potentiel réversible3 de certaines énergies sera un atout mis en avant pour rafraichir éventuellement les bureaux et autres « activités ». Les consommations électriques spécifiques (liés aux usages internes) sont parmi les moins « compressibles » de nos bâtiments, car elles concernent des usages perçus comme indispensables (éclairage, électroménager, informatique, etc.). Nous avons réalisé une estimation de ces consommations sur la base de données moyennes fournies notamment par l’ADEME. Note : Dans l’intégralité de cette étude, nous considérons les consommations en énergie « finale ».

Consommations annuelles par typologies

Consommations énergétiques

kWh EF /m².an Logements Tertiaires

Activités artisanales

et industries

Commerces Equipements Hôtels Projets alternatifs

Chauffage 54,81 69,52 69,52 69,52 69,52 49,35 69,52 ECS 21,39 5,60 5,60 5,60 43,00 33,60 5,60

Climatisation 0,00 16,80 16,80 16,80 16,80 11,90 16,80

Auxiliaires, Eclairage, VMC 4,50 7,00 7,00 7,00 7,00 5,00 7,00

Electricité spécifique 35,00 60,00 72,00 60,00 37,80 119 37,80

TOTAL THERMIQUE

76,21 75,12 75,12 75,12 112,52 82,95 75,12

TOTAL ELEC 39,50 83,80 95,80 83,80 61,60 135,90 61,60

Besoins de puissance par typologie

Besoin de puissance

thermique W/m² Logements Tertiaires


et industries


Puissance Chauffage et

ECS 55,88 70,88 70,88 70,88 85,06 54,18 70,88

3 Production de chaud et de froid


19/80

Les consommations et besoins de puissance pour les logements, tertiaires et hôtels sont issus de projets récents soumis à la RT 2012, sur la base des DJU sur Strasbourg avec une température réaliste de chauffage de 21°C, en tenant compte des pertes de g énération et de distribution. Les données des activités, commerces, équipements, projets alternatifs sont considérés par défaut identiques à celles du tertiaire par manque de précision à ce stade. La consommation d’ECS des équipements est basée sur des statistiques ADEME de la catégorie sport et loisirs (hypothèse défavorable avec forte consommation d’ECS). L’intégralité des données sur l’électricité spécifique est issue de recoupement de statistiques (notamment ADEME, CETE,…).


20/80

IV.2. Synthèse des consommations énergétiques du pr ojet

Les entreprises ayant un process très consommateur en énergie ou nécessitant une puissance énergétique importante devront être étudiées au cas par cas. Au stade de cette étude, le dimensionnement des besoins en énergie à l’échelle de la ZAC ne prend pas en compte ces cas particuliers.

Programme 10/07/13

surface de plancher (m²)

Logements Tertiaires


et industries


TOTAL

Citadelle 112 100 9 900 3 300 5 300 11 200 3 500 0 145 300 Court terme 86 700 9 900 3 300 5 300 1 300 3 500 110 000

moyen terme 0

long terme 25 400 9 900 35 300

Starlette 136 400 14 900 26 400 10 600 6 000 0 0 194 300 Court terme 53 600 5 700 59 300

moyen terme 74 600 14 900 26 400 10 600 300 126 800

long terme 8 200 8 200

Coop 8 700 18 000 0 2 800 9 200 0 30 700 69 400

Court terme 0

moyen terme 8 700 18 000 2 800 9 200 30 700 69 400

long terme 0

Port du Rhin 5 900 0 0 0 1 300 0 0 7 200

Court terme 5 900 1 300 7 200

moyen terme 0

long terme 0

Rives du Rhin 42 800 8 700 1 900 4 000 9 100 0 0 66 500

Court terme 22 000 6 600 1 900 1 100 400 32 000

moyen terme 20 800 2 100 2 900 8 700 34 500

long terme 0

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700 Court terme 168 200 16 500 5 200 6 400 8 700 3 500 0 208 500

moyen terme 104 100 35 000 26 400 16 300 18 200 0 30 700 230 700

long terme 33 600 0 0 0 9 900 0 0 43 500

Consommation énergétique annuelle de l'ensemble de la ZAC (projection 2050)

Conso énergétiques

kWh EF /m².an Logements Tertiaires


et industries


TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090

Auxiliaires, Eclairage, VMC

1 376 550 360 500 221 200 158 900 257 600 17 500 214 900 2 607 150

Electricité spécifique 10 706 500 3 090 000 2 275 200 1 362 000 1 391 040 416 500 1 160 460 20 401 700

TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122


21/80

Bilan des consommations pour l'ensemble de la ZAC(k Wh EF /an)

0

10 000 000

20 000 000

30 000 000

40 000 000

50 000 000

60 000 000

70 000 000

Court terme moyen terme long terme

KW

h E

F /

an Total électrique cumulé

Total thermique cumulé

Consommations cumullées de la ZAC

0

2 000

4 000

6 000

8 000

10 000

12 000

2017

2020

2023

2026

2029

2032

2035

2038

2041

2044

2047

2050

Co

nsom

mat

ions

en

GW

h E

F

Total thermique cumulé

Total électrique cumulé


22/80

IV.3. Synthèse des besoins en puissance thermique d u projet

Programme 10/07/13 Puissance Chauffage et ECS


Puissance (kW) par phase

Puissance (kW) Cumulée par

phase

Puissance MW Cumulée par

phase

Citadelle 8 718 8 718 8,72 Court terme 6 457 6 457 6,46 moyen terme 0 6 457 6,46 long terme 2 261 8 718 8,72 Starlette 11 811 11 811 11,81 Court terme 3 480 3 480 3,48 moyen terme 7 873 11 353 11,35 long terme 458 11 811 11,81 Coop 4 919 4 919 4,92 Court terme 0 0 0,00 moyen terme 4 919 4 919 4,92

long terme 0 4 919 4,92 Port du Rhin 440 440 0,44 Court terme 440 440 0,44 moyen terme 0 440 0,44

long terme 0 440 0,44 Rives du Rhin 4 201 4 201 4,20 Court terme 1 944 1 944 1,94 moyen terme 2 257 4 201 4,20 long terme 0 4 201 4,20

Total projet 30 089 30 089 30,09 Court terme 12 321 12 321 12,32 moyen terme 15 049 27 370 27,37 long terme 2 720 30 089 30,09

Puissance thermique estimée pour couvrir les besoin s en Chauffage et ECS (MWh)

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00


Pui

ssan

ce M

W

Rives du RhinPort du RhinCoopStarletteCitadelle


23/80

IV.4. Facture énergétique

Pour mener à bien l’analyse de l’opportunité économique d’une installation d’énergie renouvelable, nous déclinons nos estimations de consommations énergétiques en estimations de la facture énergétique à l’échelle de la ZAC. Les hypothèses de coût des énergies dites « traditionnelles » gaz et électricité sont issues de la base de données Pégase - mise à jour juin 2013 - disponible sur le site du ministère du développement durable (données statistiques).

Réseau chaleur SETE (cf entretien gestionnaire 03/2013) Logement

R1 0,06458998 € TTC / kWh Abonement R2 27% Cout total R1 + R2 0,082 € TTC / kWh

Activités R1 0,06458998 € HT / kWh Abonement R2 24% Cout total R1 + R2 0,080 € TTC / MWh

Réseau SETE cout moyen 0,081 € TTC/MWh Prix du GAZ € TTC / kWh Logements 0,073722 Industrie / Activité 0,060044 Chaufferie (<116MWh PCS / an) 0,060044

Prix Electricité € TTC / kWh Logements (tarif bleu base) 0,173321 Industrie / Activité / Chaufferie (tarif vert) 0,073547

Prix Bois plaquette € HT / kWh D'après CEEB 1er trimestre 2013 (30 à 40% d'humidité, granulométrie moyenne, PCI 3,1) en € HT / kWh

22,75988

0,0796 €/kWh Rachat électricité au 30/06/13 (panneaux non

intégrés à la toiture) 79,6 € / MWh


24/80

IV.5. Empreinte carbone

Afin de comparer les scénarios étudiés, l’empreinte carbone sera un indicateur primordial. D’après l’annexe 4 de l’arrêté du 15 décembre 2006, voici l’empreinte carbone type de chaque énergie :

Empreinte carbone kgCO2/ kWh PCI kgCO2 / kWh GAZ 0,234 0,2106 Bois, biomasse 0,013 0,013 Fioul 0,3 0,27 Charbon 0,384 0,3456 Electricité 0,04 0,04 Réseau chaleur SETE cf Arrêté DPE (15/09/2006) 0,242 0,22

Réseau ≥ 60% EnR (bois) + gaz

On considère que 80% des besoins sont couverts par le bois dans le calcul de l'empreinte carbone (scénario 1)

0,0572 0,05

PAC/nappe + gaz

On considère que 60% des besoins sont couverts par les PAC basse température dans le calcul de l'empreinte carbone (scénario 3)

0,10 0,08

Emprunte carbone des énergies

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

kg é

quiv

alen

t CO

2 pa

r kW

hEF

GAZ

Bois, biomasse

Fioul

Charbon

Electricité

Réseau chaleur SETE cf Arrêté DPE (15/09/2006)

Réseau ≥ 60% EnR (bois) + gaz

PAC/nape + gaz


25/80

V. Potentiel de développement des énergies renouvelables

V.1. Réflexion sur l’échelle de production

L’énergie thermique ou électrique peut être produite à des échelles différentes : • Individuelle • Collectif – Immeuble • Réseau – échelle îlot ou groupement d’immeubles • Réseau – échelle ville En contexte urbain, l’électricité est fournie par le réseau de distribution. La consommation in situ d’une énergie électrique renouvelable est écartée, car l’état subventionne le rachat.

Individuelle La production d’énergie à l’échelle individuelle est peu compatible avec les objectifs de performance visés. Par ailleurs, elle présente certains inconvénients :

• Même si les pertes de distributions sont réduites, les rendements de production et de stockage sont peu performants.

• Par ailleurs, la multiplication de chaudière est consommatrice d’espace. • De plus, l’énergie est facturée plus cher aux particuliers qu’à des copropriétés ou gestionnaires. • Il n’y a pas de garantie d’un bon entretien et donc d’un fonctionnement optimisé au niveau des

consommations énergétiques et des éventuels rejets polluants. • La maitrise des consommations et des charges n’est pas un argument réservé au logement

individuel puisque les sous-comptages par appartement permettent la même gestion en logement collectif.

• En raisonnant sur le long terme, la transition énergétique et l’évolution vers de nouvelles technologies plus performantes est difficile à réalisée avec une production énergétique individuelle (démarche volontaire des propriétaires qu’il faut convaincre un par un).

Cette solution est éliminée, car peu satisfaisante en terme de stratégie énergétique sur le long terme. Par ailleurs, peu d’énergies renouvelables peuvent être produites à l’échelle individuelle dans un contexte urbain dense. Toutefois, la douzaine de pavillons individuels située sur Citadelle pourrait avoir recours à une EnR individuelle en raison de l’obligation de la RT 2012 (cf article 16 de l’arrêté du 26 octobre4), sauf dans le cas d’un raccordement à un réseau de chaleur avec plus de 50% d’EnR.

4 Le maître d’ouvrage doit opter pour l’une des solutions en énergie renouvelable suivantes : – produire l’eau chaude sanitaire à partir d’un système de production d’eau chaude sanitaire solaire thermique, doté de capteurs solaires disposant d’une certification CSTBat ou Solar Keymark ou équivalente. Le logement est équipé a minima de 2 m² de capteurs solaires permettant d’assurer la production d’eau chaude sanitaire, d’orientation sud et d’inclinaison entre 20° et 60° ; – être raccordé à un réseau de chaleur alimenté à plus de 50 % par une énergie renouvelable ou de récupération ; – démontrer que la contribution des énergies renouvelables au Cep du bâtiment, notée à l’aide du coefficient AEPENR, calculé selon la méthode de calcul Th-BCE 2012 approuvée par un arrêté du ministre chargé de la construction et de l’habitation et du ministre chargé de l’énergie, est supérieure ou égale à 5 kWhEP/(m2.an). En alternative aux solutions décrites aux trois précédents alinéas du présent article, le maître d’ouvrage peut : – recourir à une production d’eau chaude sanitaire assurée par un appareil électrique individuel de production d’eau chaude sanitaire thermodynamique, ayant un coefficient de performance supérieur à 2, selon le référentiel de la norme d’essai prEN 16147 ; – recourir à une production de chauffage et/ou d’eau chaude sanitaire assurée par une chaudière à microcogénération à combustible liquide ou gazeux, dont le rendement thermique à pleine charge est supérieur à 90 % sur PCI, le rendement thermique à charge partielle est supérieur à 90 % sur PCI et dont le rendement électrique est supérieur à 10 % sur PCI. Les rendements thermiques sont mesurés dans les mêmes conditions que les normes en vigueur pour les chaudières à condensation (chaudières étanches au gaz : EN 483 et EN 677, chaudières non étanches au gaz : EN 297 et EN 677, chaudières étanches au fioul : XPD 35430 et EN 15035, chaudières non étanches au fioul : XPD 35340 et EN 303). Le rendement électrique est mesuré sur un cycle de fonctionnement de 30 min – départ arrêté – et pour une température moyenne d’eau de 40 °C, incluant la consommation électrique de la chaudière (hors pompe).


26/80

Collective Par rapport à l’échelle individuelle, cette solution présente l’avantage de répartir le coût de l’investissement. Les contrats de fourniture d’énergie et d’entretien peuvent bénéficier de tarifs plus avantageux que pour un particulier. Les logements sont dégagés en termes de place. Par ailleurs, le foisonnement des besoins permet un rendement optimal toute l’année. Toutefois, la densité du bâtiment collectif peut être un frein pour couvrir les besoins en énergie renouvelable. C’est le cas du solaire ou de la géothermie qui ont besoin d’une surface en toiture ou sur le terrain.

Le réseau de chaleur Cette solution présente les mêmes avantages que l’échelle « collective » ; rationalisation des coûts d’investissement, baisse des coûts de l’énergie et de l’entretien, optimisation des rendements. Des solutions énergétiques de haute qualité, souvent volumineuses et couteuses deviennent pertinentes à cette échelle. Toutefois, la création d’un réseau n’est pertinente que si les lieux de consommations sont suffisamment proches pour limiter les déperditions thermiques en lignes du réseau de distribution. Il est d’usage d’observer un seuil de faisabilité à partir de 70 logements/ha. En équivalent conso cela correspond à environ 784 000 kWh/ha (160kWh/m² en moyenne pour le chauffage et l’ECS dans l’existant). Ce qui représente 147 logements/ha en niveau RT2012 (hors production d’EnR in-situ). Nous ne considérons que les logements, car leur bouquet énergétique est parfaitement compatible avec un réseau de chaleur pour le chauffage et l’ECS, en revanche, les locaux tertiaires présentent des stratégies différentes avec notamment des systèmes de PAC sur air réversibles et très peu de consommation d’ECS. Ainsi, l’intérêt d’un raccordement du tertiaire (et autres activités, commerces, etc.) à un réseau de chaleur n’est pas garanti. Ne considérant que les logements pour cette étude du potentiel de développement d’un réseau, nous constatons que le seuil de faisabilité est atteint à moyen terme sur l’ensemble des bulles, hormis Coop qui comporte 52% de tertiaire.


27/80

Potentiel réseau de chaleur (logements uniquement)

0

50

100

150

200

250

300

350


loge

men

ts /

ha

Citadelle

Starlette

Coop

Port du Rhin

Rives du Rhin

Total projet

Seuil 147 lgt / ha

Ce seuil de faisabilité est donné à titre indicatif, car la conception technique ainsi que le montage juridique et financier d’un réseau de chaleur perme ttent une flexibilité selon les objectifs de rentabilité visés . La procédure de classement des réseaux de chaleur créée par la loi n°80531 du 15/07/1980 permet de définir un périmètre de développement prioritaire et la possibilité d’instaurer une obligation de raccordement. Cela permet de dimensionner les sources de production d’énergie et d’assurer un retour sur investissement pour le gestionnaire du réseau. En effet, même s’il est possible de faire évoluer la puissance au fur et à mesure des besoins en rajoutant des générateurs, il est préférable d’anticiper la puissance totale et de prévoir la place nécessaire. Par ailleurs, les systèmes énergétiques des différents bâtiments doivent être compatibles avec les caractéristiques du réseau (basse température, haute température, appoint ou non pour l’ECS…). Les promoteurs et constructeurs doivent donc être informés le plus en amont possible des caractéristiques à prendre en compte. La source de production énergétique centralisée nécessite un emplacement réservé. Elle peut être intégrée dans un bâtiment ou dans un ouvrage indépendant spécialement dédié (obligatoire à partir d’une puissance de production énergétique de 20 MW). A nouveau, le solaire et la géothermie (de surface) sont pénalisés à cette échelle, car ces énergies renouvelables sont consommatrices d’espace. Mais la centralisation de la production présente l’avantage de faciliter la mutation énergétique d’un nombre important de bâtiments sans intervenir directement sur ceux-ci. Cet aspect est très intéressant dans un contexte d’évolution perpétuelle des technologies et des objectifs environnementaux. Par ailleurs, il est toujours possible d’ajouter une production d’énergie décentralisée telle que le solaire photovoltaïque pour améliorer le bilan énergétique des bâtiments (voir § mix de production ci-après). Le raccordement à un réseau existant limite les coûts d’investissement, mais l’empreinte carbone de la source de production n’est pas forcément maitrisée. Par exemple, le réseau de la SETE, voisin de notre opération, fonctionne actuellement au gaz – Voir l’empreinte carbone au § IV.5.


28/80

D’un point de vu juridique, il existe plusieurs montages allant de la régie à la délégation de service public (en concession ou affermage). Il est important que la collectivité s’implique pour optimiser les couts de revente de chaleur. Par exemple, dans le cadre de la réduction des consommations énergétiques, il est important que le facteur P1 (énergie consommée) soit significativement supérieur au P2 (abonnement fixe) pour inciter un comportement vertueux de l’usager.

Mix de production Un mix de production de type : réseau + énergie décentralisée, est possible et présente l’avantage d’adapter la performance sur chaque bâtiment selon ses besoins ou ses ambitions énergétiques de chaque constructeur. En revanche, il faut que les sources énergétiques soient compatibles. Par exemple, un réseau de chaleur très basse température, couplé à des panneaux solaires thermiques (production variable) implique le recours obligatoire à une troisième énergie d’appoint pour garantir une température minimum de 55°C po ur l’ECS. On a donc un cout d’investissement rédhibitoire réparti sur 3 sources d’énergie. Dans tous les cas, une source énergétique dite de très basse température ou à fonctionnement variable doit être couplé à une énergie « constante » et dite de « moyenne température» permettant d’atteindre au minimum 55°C pour l’ECS toute l’année. Par ailleurs, le mix de production peut présenter l’avantage de dissocier la production de chauffage de la production d’ECS. Ainsi, la production de chauffage peut être arrêtée en été.

La cogénération La cogénération présente l’avantage de produire de la chaleur et de l’électricité avec un meilleur rendement que dans le cas de deux installations séparées. Cela à pour effet de contribuer à diminuer les consommations d’énergie et les émissions de CO2.


29/80

V.2. Atouts et contraintes de chaque EnR

Dans la suite de ce rapport, nous présentons le panel d’énergies renouvelables dont les plus pertinentes sont identifiées dans le tableau de synthèse du §VI. Les solutions identifiées comme les plus appropriées sont développées en §VII. Développement des scénarios pertinents.

ENERGIE EOLIENNE

Gisement éolien

Le rapport du ministère en charge du développement de l’éolien terrestre précise qu’un site préférentiel éolien est :

• soumis à des vents constants, • soumis à des vitesses de vent comprises entre 3 m/s (soit 11 km/h) et 25 m/s (soit 90 km/h) afin de

respecter les plages de vitesse des aérogénérateurs actuels. A partir de la rose des vents Météo France de la station de mesure de l’aéroport d’Entzheim, on peut connaître les caractéristiques du vent à proximité de la zone étudiée, sur la période de janvier 1976 à décembre 2007. Cela permet de caractériser le gisement éolien comme suit :

• 29% du temps, la vitesse du vent est inférieure à 1.5 m/s, • 51% du temps, la vitesse du vent est comprise entre 1.5 et 4.5 m/s, • 18.1% du temps, la vitesse du vent est comprise entre 4.5 et 8 m/s, • 1.9% du temps, la vitesse du vent est supérieure à 8 m/s.

Rappelons que la station météo de l’aéroport d’Entzheim est distante d’une vingtaine de km du site étudié. Toutefois, le principal axe nord-sud visible sur la rose des vents ci-contre est renforcé sur notre secteur d’étude par le couloir venteux du Rhin.


30/80

La direction préférentielle du vent à proximité de Strasbourg est un axe nord-nord-est / sud-sud-ouest. La loi du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l’environnement prévoit l’établissement de schémas régionaux du climat. La nouvelle version du schéma éolien est disponible sur le site du ministère de l’écologie et prend en compte les avis qui se sont exprimés pendant la consultation et les concertations sur le projet de schéma régional du climat, de l’air et de l’énergie. Le schéma régional de développement de l’éolien identifie les zones montagneuses comme les plus propices en Alsace (vitesse de vent en moyenne supérieure à 5.2 m/s, c'est-à-dire 19 km/h) représentées en zones blanches sur la carte ci-dessous.

Schéma Régional de développement de l’Eolien

Atouts et contraintes liés au projet

Le site étudié ne figure pas comme zone favorable au développement de l’éolien d’après les études du schéma régional de développement de l’éolien. Le programme envisagé est dense et en site urbain ne permettant pas l’installation d’aérogénérateur de puissance importante. En revanche cela favorise l’installation d’aérogénérateur de faible puissance multidirectionnel en toiture des bâtiments. Le site présente une végétation relativement faible limitant la rugosité du site et favorisant l’écoulement des flux. Le site comporte de nombreux cours d’eau importants favorisant l’écoulement de flux directionnels et réguliers (voir l’analyse environnementale et topoclimatologique V1 du 28/03/2013).


31/80

Technologie et échelle

Actuellement les installations utilisant l’énergie éolienne sont de plusieurs ordres :

• aérogénérateur de grande puissance à axe horizontal (généralement tri pales pour les fermes éoliennes d’une puissance comprise en 600 kW et 6 MW),

• aérogénérateur de petite puissance à axe horizontal (bi ou tri pales, Darrieus pour les petits mats ou toitures d’une puissance inférieure à 36 kW en France),

• aérogénérateur de petite puissance à axe vertical (tri pales, Darrieus pour les toitures d’une puissance inférieure à 36 kW en France).

.. Exemples d’aérogénérateurs de type Darrieus et de petits éoliens.

Ces différentes installations peuvent être étudiées au niveau d’un quartier ou d’un bâtiment. Les installations de ce type ont un aspect évolutif pouvant suivre le développement de la ZAC.

Conclusion

Les caractéristiques météorologiques (vents de faible vitesse à occurrence temporelle faible) de la zone du projet ne sont pas des éléments favorables pour le bon fonctionnement d’un site éolien de grande puissance. Le schéma éolien ne considère pas la zone du projet comme une zone préférentielle. En revanche, l’urbanisation du site et la présence de cours d’eau important sont un atout à la mise en place de petites éoliennes en toiture des bâtiments pouvant produire de jour comme de nuit.


32/80

ENERGIE SOLAIRE

Gisement solaire

Avec moins de 1 700 heures par an, l’ensoleillement moyen annuel relevé à Strasbourg-Entzheim est l’un des plus faibles de France. La durée moyenne journalière d’ensoleillement est comprise entre 1h15 en décembre et 7h40 en juillet. D’après la carte du gisement solaire présentée ci-dessous, le potentiel énergétique moyen annuel du secteur étudié est inférieur à 1200 kWh/m².an.

Source : Meteonorm


A l’échelle de la ZAC, les surfaces de toitures (plates ou faiblement inclinées) disponibles pour l’installation de panneaux sont importantes. En réalité, compte tenu des objectifs de densité, les surfaces de toitures disponibles sont relativement faibles rapportées à la surface de m² construits. Néanmoins, le calcul de potentialité réalisé dans le cadre du scénario de base avec ECS solaire permet de valider l’utilisation de la ressource même en immeuble de type R+6, la surface étant généralement de l’ordre de 1.4 m²/logement en Alsace pour couvrir 35% des besoins. De plus, certaines technologies, listées ci-après sont adaptées à une utilisation verticale en façade (capteurs sous vide notamment). Le programme actuel prévoit plusieurs destinations pour les bâtiments (logements, commerces, bureaux) entrainant des besoins différents, d’où une mixité d’énergie solaire envisageable : production de chaleur avec le solaire thermique pour les logements et production d’électricité avec le solaire photovoltaïque pour les locaux d’activité.


33/80


Il existe de nombreuses technologies concernant l’énergie solaire. Pour le solaire thermique :

• capteurs plans non vitrés, • capteurs plans vitrés, • siphons thermodynamiques, • capteurs à tubes sous vides.

Selon la technologie, on considère une production quotidienne moyenne comprise entre 2.4 et 3.4 kWh/m² dans le Nord de la France (source INES 2009), ce qui donne une production annuelle d’environ 1000 kWh/m² Pour le solaire photovoltaïque :

• capteurs mono cristallin, • capteurs poly cristallins • capteurs amorphe, • couches minces, tuiles...

La capacité de production d’électricité d’une installation de 1 kWc de modules standards (environ 10 m² de modules) dans des conditions optimales d’implantation représente entre 800 et 1000 kWh (source PVGIS) par an. Ces différentes installations peuvent être étudiées au niveau d’un quartier (uniquement pour le photovoltaïque), mais la place consommée est importante, ou d’un bâtiment. Les installations de ce type ont un aspect évolutif pouvant suivre le développement de la ZAC.

Conclusion

Le gisement d’énergie solaire en Alsace est faible par rapport au reste de la France. Toutefois, il existe un potentiel exploitable. Au regard de l’ensemble des solutions techniques existantes et des nombreux besoins du projet, notamment en ECS, le recours à cette énergie, essentiellement pour la production de chaud (ECS) peut s’avérer judicieuse. Une surface conséquente est en outre disponible.


34/80

ENERGIE GEOTHERMIQUE OU HYDROTHERMIQUE

Gisement

La région Alsace est connue pour son gisement de géothermie profonde notamment avec le projet de Soultz-sous-forêt. Ce point ne concerne pas notre étude, car cette technologie en est encore au stade R&D et n’est pas opérationnelle dans les échéances temps du projet (à partir de 2015). Plusieurs études vont être menées prochainement sur la périphérie de Strasbourg. Il n’existe pas encore d’inventaire régional des ressources géothermales autre que profondes. L’évaluation du gisement nécessite des études spécifiques permettant de vérifier l’existence et la localisation de l’énergie disponible dans le sous-sol, qu’elle soit contenue dans les terrains ou dans l’eau des aquifères profonds ou superficiels et de déterminer le potentiel énergétique. Nous pouvons toutefois noter qu’il existe en Alsace une nappe phréatique et des aquifères importants.

Profondeur de la nappe – source Aprona.


Il est important de noter que : • le site du projet dispose de ressources en eau souterraine importantes en raison de la nappe du

Rhin, peu profonde (en majorité à moins de 5 m de profondeur), • le périmètre du projet ne concerne selon toute vraisemblance aucun captage d’alimentation en eau

potable, • le site est entouré de cours d’eau, • les espaces pour le captage horizontal sont très limités en raison de la densité visée sur la ZAC, • le captage vertical nécessite une étude approfondie du sol du projet et semble peut pertinent en

milieu fortement urbanisé, • site en sols pollués (étude précise à paraître).


35/80


Les technologies sont les suivantes : Pour la géothermie :

• captage bouclé horizontal, • captage bouclé vertical.

Pour l’hydrothermie :

• captage ouvert (puisage – rejet) vertical. Ces différentes installations peuvent être étudiées au niveau d’un quartier ou d’un bâtiment et fonctionnent de manière réversible habituellement couplées à une pompe à chaleur. Les pompes à chaleur ne fonctionnent pas forcément avec de l’électricité. Il existe aussi des PAC Gaz. Les PAC sont considérées comme un système à énergie renouvelable sous conditions, selon l’annexe 4 de l’arrêté du 8 mai 2007 : ces systèmes doivent présenter un coefficient de performance annuel, COPannuel, supérieur ou égal à 3,5.

Conclusion

Ces énergies sont intéressantes pour le projet au regard du potentiel énergétique de la ressource. Les solutions hydrothermales bénéficient d’un gisement important en raison de la nappe et des cours d’eau présents sur le site, sous réserve de faisabilité juridique. Pour le captage ouvert (le plus rependu pour les petites opérations – PAC sur nappe) la pollution de sol est un point sensible, car le captage peut mobiliser les polluants. La possibilité d’utilisation des solutions géothermales semble réduite en milieu fortement urbanisé (nécessité d’une grande surface de captage horizontal ou de nombreux forages). En outre, il faut respecter des contraintes d’éloignement entre différents points de captage/puisage et rejet afin d’éviter toute interaction ou un éventuel épuisement/dérèglement de la ressource.

POINT SUR LA CLOACOTHERMIE La cloacothermie consiste à utiliser les eaux grises rejetées par les bâtiments comme source de calorie afin d’alimenter une pompe à chaleur. Comme pour l’énergie hygrothermique, Il faut que la ressource soit relativement constante tout au long de l’année. Le seuil de faisabilité est d’environ 8 000 habitants, soit environ 4 000 logements. Or, la ZAC prévoit la création d’environ 1 500 logements sur Citadelle et 1800 logements sur Starlette (les autres bulles ayant des emprises plus discontinues). Par ailleurs, la principale difficulté pour l’installation de ce système est le caractère évolutif de la ZAC sur 50ans. Le seuil de faisabilité n’est pas atteint sur la ZAC en considérant uniquement les rejets de celle-ci.


36/80

ENERGIE AEROTHERMIQUE

Gisement

En dessous d’un certain seuil de température extérieur (variable, selon les machines, de + 3 à -20 °C) , un système de chauffage de type pompe à chaleur (PAC) aérothermique perd en efficacité notamment en raison de problème de dégivrage. Dans ce cas, un système d’appoint doit prendre le relais pour la production de calories. A titre indicatif, le graphique ci-dessous présente l’historique des températures de l’année 2010 (source WeatherUnderground) à Strasbourg :

Nous constatons que les hivers sont froids et longs.


Les systèmes utilisant cette énergie sont des systèmes thermodynamiques, de type pompe à chaleur, pour la plupart réversibles. Ces systèmes sont dédiés à une production à l’échelle d’un ou plusieurs bâtiments, mais il est difficile d’envisager une production de grande puissance centralisée, car il faut éloigner les prises d’air neuf des rejets. Par ailleurs, les contraintes acoustiques seraient importantes. Les PAC sont considérées comme un système à énergie renouvelable sous conditions, selon l’annexe 4 de l’arrêté du 8 mai 2007 : ces systèmes doivent présenter un coefficient de performance annuel, COPannuel, supérieur ou égal à 3,5. Les pompes à chaleur ne fonctionnent pas forcément avec de l’électricité. Il existe aussi des PAC Gaz. Elles permettent de contourner le coefficient de 2.58 appliqué (à l’heure actuelle) à l’énergie primaire électrique. Le COP sur énergie primaire est donc « artificiellement » meilleur. Les installations de ce type ont un aspect évolutif pouvant suivre le développement de la ZAC (ajout d’unité).


A l’heure actuelle, cette technologie est appréciée pour sa réversibilité avec une production de chauffage en hiver et de climatisation en été, pour les bureaux notamment (les très faibles besoins d’ECS étant produits indépendamment). Toutefois, la typologie des activités attendues (environ 63% de logements) ne permet pas d’envisager de généraliser cette énergie à l’ensemble du quartier. D’autant plus que les réglementations thermiques actuelles et à venir limitent fortement le recours à la climatisation même pour le tertiaire.

Conclusion

Les conditions météorologiques du site ne sont pas idéales pour un fonctionnement optimal d’une PAC aérothermique (problème de dégivrage en période de chauffage) Il faut de surcroît souvent prévoir un dispositif d’appoint en énergie pour compléter les fortes demandes si l’on veut éviter de dégrader au maximum le rendement des installations. Cette énergie n’est pas à privilégier à l’échelle de la ZAC puisqu’il s’agit la plupart du temps de solutions individuelles, à mettre en œuvre par les futurs acquéreurs.


37/80

ENERGIE HYDRAULIQUE

Gisement

Le gisement d’énergie hydraulique dépend de l’existence de cours d’eau présentant un débit et/ou une chute d’eau suffisante. Sur site, nous relevons uniquement le Rhin pouvant répondre à l’une de ces conditions. En effet, la forte présence d’eau sur le domaine étudié comporte en majorité des plans d’eau (de ce fait sans chute ni débit constant). Toutefois, deux éclusent sont présentent au niveau de ces plans d’eau, permettant de manière intermittente d’obtenir des chutes d’eau.


La présence d’un fleuve à débit important permettrait de produire de l’électricité en continu, tout au long de l’année.


Les technologies pour récupérer l’énergie hydraulique sont les turbines. Il en existe de nombreuses sortes afin de s’adapter précisément aux conditions du site (chute d’eau, débit, puissance…). Ces technologies s’appliquent à l’échelle d’une ZAC.

Conclusion

Les contraintes liées à l’aménagement du Rhin (fleuve frontalier) et l’absence de droit d’eau historique ne permettent pas, à première vue, d’envisager une exploitation énergétique de la ressource hydraulique sur le site du projet, malgré un fort potentiel exploitable (présence d’écluses et d’un débit important du fleuve).


38/80

BIOMASSE

Gisement

La principale source de biomasse dans la région est le bois. La filière bois énergie est bien structurée et développée sur tout le territoire alsacien et vosgien. D’après la Fédération Interprofessionnelle Forêt-Bois d’Alsace, il existe :

• 87 000 tonnes de bois de chauffage consommées par an en Alsace, • 179 000 tonnes de combustible bois mobilisables en Alsace.

De nombreux établissements publics (scolaires notamment) font déjà appel à cette ressource dans le Bas-Rhin pour le chauffage.


A l’échelle du projet, des espaces doivent pouvoir être rendus disponibles pour prévoir l’emplacement d’une chaufferie bois (bâtiment indépendant à partir de 20 MW) et des zones de stockage. Il faut également penser à l’acheminement du combustible qui peut se faire par voie navigable selon l’emplacement de la chaufferie. D’autres atouts liés au projet concernant le recours à la biomasse sont mis en évidence dans le paragraphe « Réseau de chaleur ». En revanche, l’approvisionnement par camions rend difficile la multiplication des chaufferies bois (pour chaque bâtiment) en contexte urbain dense (nuisance, flux,…). De même, le volume d’une chaufferie et du stockage peuvent être rédhibitoire à l’échelle du bâtiment. D’autant plus qu’en présence de sols pollués, la construction de sous-sol engendrera des surcoûts. Par ailleurs, contrairement à d’autres énergies renouvelables « gratuites », l’énergie bois reste à 100% soumis à la fluctuation économique de son marché. Toutefois, d’après l’observatoire Fibois Alsace, le cout est plutôt stable en Alsace. Cette tendance est confirmée au niveau national. D’après les études réalisées par l’ADEME5, l’évolution du cout du bois est de 0 à 5% selon les formes, sur la période 2005 – 2012. Le granulé est la source ayant subi la plus forte hausse de prix. Le graphique suivant montre que l’énergie bois reste très compétitive par rapport aux énergies fossiles et l’électricité (comparaison en kWh PCI, c'est-à-dire à quantité énergétique équivalente) 8. La réalisation d’installation de forte puissance (à l’échelle d’un réseau de chaleur) permet d’exploiter les ressources les moins cher (bois buche ou plaquette).

5 Etude ADEME : ENQUETE SUR LE PRIX DES COMBUSTIBLES BOIS EN 2011-2012, Synthèse juillet 2012.


39/80


40/80


La ressource bois est utilisée en chaufferie ayant certaines caractéristiques précises selon le type de combustible et de stockage. Cette ressource s’adapte aussi bien à un bâtiment qu’à un quartier. Mais en contexte urbain dense, on privilégiera la centralisation de la production pour limiter les contraintes (stockage, approvisionnement, cheminée, rejets,…) Elle est de surcroît évolutive (ajout de générateur) en termes de puissance et de fourniture. Il est possible de la coupler à une production d’électricité (cogénération).

Conclusion

Le recours à la biomasse, principalement le bois, est envisageable dans le cadre du projet en priorité sous forme de réseau de chaleur. A première vue, le site dispose d’atouts non négligeables : surface suffisante, besoins de chaud importants et voies navigables pour l’approvisionnement. Attention toutefois à la qualité de l’air (secteur déjà sensible) : ce type de chaufferie nécessite la mise en place de filtre à particules.


41/80

BIOGAZ / GAZ DE DECHARGE / GAZ DE STATION D’EPURATI ON

Gisement

Les installations concernées pour la commune de Strasbourg et ses environs : • la station d’épuration de Strasbourg-Wantzenau utilise déjà sur son site la revalorisation

énergétique (biogaz, chaleur…) et représente 96% du traitement de la ville, • la station d’épuration de Fegersheim réalisant un prétraitement pour la station de Strasbourg, • la station d’épuration de Geispolsheim réalisant un prétraitement pour la station de Strasbourg, • la station d’épuration de Plobsheim utilise déjà sur son site la revalorisation énergétique (biogaz,

chaleur…) et représente 4% du traitement de la ville, • usine d’incinération de Strasbourg déjà couplée à une chaufferie pour la valorisation énergétique

(avec actuellement la prévision de la mise en place d’un réseau de chaleur Neuhof-Meinau).


Dans le programme du projet, il n’est envisagé aucune activité susceptible de produire du biogaz (décharge, station d’épuration, digesteur agricole). Pour ce dernier, l’éloignement des zones agricoles d’Alsace est clairement un frein à sa mise en place. En revanche, au vu de l’ampleur de la ZAC, la mise en place d’un outil de méthanisation basé sur les ordures ménagères et autres déchets organiques est envisageable. Une étude de potentiel mobilisable est toutefois nécessaire pour ce type de procédé.


Il est délicat de faire un inventaire des technologies existantes tant les procédés de méthanisation, de traitements des eaux usées ou encore de digestion sont nombreux. La finalité étant la même : la production de gaz et d’autres éléments comme de l’eau ou le compost. La mise en place de ce type de systèmes s’initie à l’échelle d’un quartier, d’une entreprise et peut alimenter une installation de cogénération. La cogénération pour ce type de ZAC ayant des besoins en chaud et en électricité simultanément est réellement valorisable. Exemple de projet de « digestion » de déchets alimentaires : Le restaurant d’entreprise du site de Schneider-electric d’Echirolles est équipé d’un éco-digesteur de 100kg, pour traiter les 700 repas par jour. Géré par Elior, le restaurant est entièrement pensé autour d’une démarche éco-responsable amenant un taux de réduction de déchets d’environ 90%, sans production de gaz nocifs ni d’odeurs désagréables (source : éco-digestion).

Conclusion

Les stations d’épuration de la ville de Strasbourg ont déjà une action de revalorisation énergétique. Au niveau de la ZAC, il serait judicieux d’étudier le potentiel de production de biogaz basé sur les ordures ménagères et/ou de restaurants ou autres (SATI, COOP, …) pour alimenter une unité de cogénération. D’autres types d’énergies, notamment de récupération, sont évoquées au sein de l’article L128-4 du Code de l’urbanisme : chaleur fatale des industries, chaleur des eaux usées, chaleur fatale des bâtiments. Ces dernières ne seront pas étudiées précisément pour plusieurs raisons :

• elles dépendent trop précisément du projet, de chaque bâtiment et de la volonté du propriétaire, • elles sont directement liées à une utilisation et à une activité privée sur lesquelles le cahier des

charges de cession de terrains ne peut agir. Concernant la chaleur fatale des industries ou des bâtiments (data center), la ZAC étant entourée d’activités diverses, il sera judicieux de démarcher les différents sites pour étudier un potentiel. Au sujet des eaux usées, à titre informatif, Strasbourg possède 1677 km de canalisation. Le chapitre cloacothermie (§ Géothermie et hydrothermie) aborde la récupération de la chaleur de ces eaux.


42/80

RESEAU DE CHALEUR

Gisement

Pour les énergies compatibles avec une production centralisée et distribuées par réseau de chaleur ; se référer aux § V.2 /Biomasse, Biogaz et Hydro-Géothermie. Un réseau existe à proximité immédiate de la zone d’étude. Voir ci-dessous.

Le réseau de l’Esplanade

Depuis 1998, le réseau de chaleur de l’Esplanade est géré par la SETE - Société nouvelle d’Exploitation Thermique de l’Esplanade - par contrat de délégation de service public. Suite à la modernisation de la centrale thermique fonctionnant initialement au charbon, la chaleur est aujourd’hui produite grâce à 4 générateurs au gaz naturel (2 x 18MW et 2 x 40 MW). Une chaudière fioul est conservée en appoint de secours. L’installation possède également une unité de cogénération au gaz produisant jusqu’à 30 MW thermique et 10.6 MW électrique. La puissance thermique totale est donc de 146 MW. Le réseau de distribution primaire de 13 km est connecté au réseau de Strasbourg Elsau. L’eau surchauffée est distribuée à une température de 180°C. Les sous-stations situées dans chaque bâtiment (ou mutualisées pour un groupement de bâtiment) permettent d’abaisser la température selon les besoins . La centrale de production est située Route du Petit Rh in , sur la bulle Starlette. C'est-à-dire à proximité immédiate des secteurs Starlette et Citadelle (qui représentent environ 65% de la surface construite totale du projet de ZAC).

Source : www.sete-esplanade.fr


43/80

La délégation de service public prenant fin en 2020, il y a une opportunité pour exploiter les investissements à venir dans le but de développer le réseau et notamment pour raccorder la nouvelle zone urbaine du secteur 2 Rives. A l’heure actuelle, ce réseau est alimenté par 0% d’EnR et ne permet pas donc de satisfaire à l’objectif de production de 30% d’EnR souhaitée par la CUS sans production décentralisée à l’échelle des bâtiments, de type solaire thermique ou photovoltaïque par exemple. Mais, même avec une production décentralisée, l’atteinte de 30% d’EnR n’est pas garantie (Voir la part d’EnR atteinte par scénario de base gaz + ECS solaire développé dans le chapitre VII). Afin de pallier à ce problème, la CUS étudie actuellement une stratégie de développement de nouvelles sources énergétiques renouvelables dans le but d’atteindre un taux de 60% d’EnR dans le réseau de chaleur à court terme : • Création d’une chaudière bois d’une puissance supérieure à 20MW sur le secteur du Port Autonome

(bordure rue Rhin Napoléon) sous une échéance de 2 ans. Elle sera raccordée au réseau en passant sous le bassin entre Citadelle et Starlette. Voir la carte ci-dessous.

• Raccordement de la centrale d’incinération SENERVALE en projet (secteur Port Autonome). • Multitude d’autres projets sur la CUS (chaudières bois, centrales sur géothermique profonde,…)

raccordés au réseau urbain.

Implantation envisagée pour la future chaudière biomasse raccordée au réseau SETE- Source : CUS

Le palier de 60% d’EnR minimum permettra de référen cer le réseau comme « une source d’énergie renouvelable » au titre de la RT2012 et du CGF.


44/80

Par ailleurs, la ville de Kehl mène actuellement des études sur leur stratégie énergétique. Certains bâtiments dont le process dégage une énergie perdue (chaleur fatale) pourraient trouver un intérêt à revendre leur chaleur à un réseau.


Le seuil de rentabilité est atteint à moyen terme sur l’ensemble des secteurs sauf Coop en considèrent uniquement le raccordement des logements en première approche. La création d’un réseau présente les atouts et inconvénients liés à l’échelle de production (voir § V.1. Réflexion sur l’échelle de production) et à la source énergétique qui sera choisie (voir § V.2. Atouts et contraintes de chaque EnR). Etant donné le phasage et la taille du projet, des emprises pour un réseau de distribution voir l’emplacement d’une unité de production centralisée de chaleur (chaufferie bois ou autres) devrait pouvoir être réservés (mais non intégré à l’heure actuelle).

Conclusion

La mise en place d’un réseau de chaleur est pertinente à moyen terme, mais doit être anticipé dès maintenant pour garantir l’adhésion d’un maximum de projets, y compris annexes à la ZAC. Ce réseau pourrait fonctionner à partir de la ressource bois-énergie ou éventuellement à partir de sources hydrothermiques selon le résultat des analyses complémentaires et à plus long terme, à partir du biogaz d’une unité de méthanisation sur les ordures ménagères. L’aspect évolutif d’un réseau de chaleur (puissance et bouquet énergétique) est également à souligner.

Faisabilité

Compte tenu de l’échelle du projet, le réseau de chaleur est une piste potentielle. Toutefois, les bulles étant réparties en plusieurs entités géographiques distinctes, le potentiel de faisabilité doit être étudié au cas par cas. Par exemple, le site Port du Rhin présente la densité de logement la plus élevée (voir § V.1), mais il ne concerne que 80 logements environ et il éloigné du réseau existant. Par ailleurs, il y a peu de logements créés aux alentours.

Schéma de principe de raccordement des bulles Citadelle et Starlette au réseau SETE existant. Le raccordement au réseau est étudié dans le scénario n°1.

VI. Synthèse du diagnostic des potentialités

Légende : Source d’énergie pertinente

Etudes complémentaires nécessaires pour apprécier la pertinence de la source d’énergie

Source d’énergie à écarter


46/80

Il ressort de l’analyse qualitative du potentiel de développement des énergies renouvelables que les solutions les plus pertinentes à étudier, afin de répondre efficacement aux besoins, sont les suivantes : • Besoins en ECS - Solution Solaire thermique : elle pourrait consister à équiper les surfaces de

toitures en panneaux solaires pour apporter une partie des besoins en eau chaude sanitaire des logements et limiter les puissances des chaudières pour la fourniture de chaleur. Néanmoins, cette solution seule ne permet pas de garantir la consommation de 30% d’EnR sur la consommation totale puisqu’elle permet habituellement de couvrir 35% des besoins d’ECS uniquement. Par ailleurs, les bureaux consomment très peu d’ECS. Pour les bureaux une exploitation du solaire photovoltaïque peut être nécessaire pour tendre vers des objectifs passifs ou positifs.

• Besoins chauds - Solution Réseau de chaleur au bois : D’après l’échelle du projet, le réseau de

chaleur peut être pertinent pour une ou plusieurs bulles à court ou moyen terme. Il pourrait s’appuyer sur la filière bois ou sur les ressources hydrothermales (en fonction d’études complémentaires) et / ou à plus long terme sur le biogaz de méthanisation. Chaque EnR présente un fonctionnement particulier, aussi nous étudierons plusieurs variantes. La possibilité simple d’ajout de chaudière répond à une problématique d’évolution des besoins de la ZAC. A l’heure actuelle, le bois énergie représente la filière pour laquelle le prix de l’énergie reste le plus stable.

Etant donné que les réglementations thermiques (actuelles et futures) ou encore les labellisations énergétiques limitent au maximum le recours aux installations de froid, aucune solution énergétique pour ces besoins n’a été retenue. NB : L’aménagement de la ZAC est prévu sur une trentaine d’années. De ce fait, les besoins en énergie, le fonctionnement de la ZAC ainsi que les technologies des installations énergétiques sont amenés à évoluer significativement. Cet aspect d’échelle temporelle importante induit qu’une solution pertinente actuellement ne le sera pas forcément dans 20 ans. La prise en compte de l’évolutivité des solutions énergétiques et également du contexte énergétique (prix et épuisement des ressources fossiles, prix des abonnements…) doit être effective pour mener un raisonnement cohérent sur le projet.

Projet ZAC 2 Rives Etude du potentiel de développement des énergies renouvelables

48/80

VII. Développement des scénarios pertinents

Suite aux études de diagnostic précédentes, nous avons dégagé plusieurs scénarios pertinents à l’échelle du projet. Ils sont présentés dans les chapitres qui suivent et font l’objet d’une synthèse en § VIII Conclusion. En introduction, les graphiques ci-dessous permettent d’apprécier et de comparer les principales caractéristiques environnementales et financières des scénarios.

Taux d'EnR (en% des consommations d'énergie finales des 5 post es règlementaires)

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

1

Scénario base - GAZ + solaire

Scénario 1 - Réseau 60% EnR (bois)

Scénario 1 BIS - Réseau 60% EnR + solaire

Scénario 2 - Réseau 60% EnR + ECS gaz(logts, équipements et hôtels) + ECS élec(autres typologies)Scénario 3 - Micro réseau PAC sur nappe

Scénario 4 - PAC gaz

Scénario 4 BIS - PAC gaz + solairephotovoltaique

Emprunte carbone annuelle de l'ensemble de la ZAC ( tonnes Eq CO2)

0

1 000

2 000

3 000

4 000

5 000

6 000

7 000

8 000

9 000

1

Ton

nes

Equ

ival

ent C

O2








49/80

Facture énergétique annuelle de l'ensemble de la ZA C (€TTC- cout abonnemet estimé inclus)

0

1 000 000

2 000 000

3 000 000

4 000 000

5 000 000

6 000 000

7 000 000

1

€ T

TC



Scénario 1 BIS - Réseau 60% EnR +solaire




La facture énergétique comporte uniquement le coût de l’énergie imputé à l’utilisateur final.

Bilan des coûts d'investissement

0

2 000 000

4 000 000

6 000 000

8 000 000

10 000 000

12 000 000

14 000 000

16 000 000

18 000 000

20 000 000

Scéna

rio ba

se -

GAZ + so

laire

Scéna

rio 1

- Rés

eau 6

0% E

nR (b

ois)

Scéna

rio 1

BIS -

Résea

u 60

% E

nR +

solai

re

Scéna

rio 2

- Rés

eau 6

0% E

nR +

ECS gaz

(log.

..

Scéna

rio 3

- M

icro r

ésea

u PAC su

r nap

pe

Scéna

rio 4

- PAC ga

z

Scéna

rio 4

BIS

- PAC G

az +

pho

tovo

ltaïq

ue

€ H

T

€HTCollectivité €HTPromoteurs

VII.1. Scénario de base – GAZ + SOLAIRE

Ce scénario correspond à un standard actuel en Alsace en contexte BBC – RT 2012. Il servira de base comparative pour les scénarios plus ambitieux présentés dans les paragraphes suivants.

Description de la solution Chaque bâtiment est équipé d’une chaudière gaz à condensation pour produire le chauffage et l’ECS. Afin d’améliorer la part d’EnR, et de correspondre au niveau RT2012, des panneaux solaires thermiques préchauffent l’eau chaude sanitaire en immeuble de logements, équipements et hôtels*. En immeubles d’activités (tertiaires, activités, commerces, projets alternatifs) des panneaux photovoltaïques sont installés avec une surface de panneau correspondant à 10% de la surface de plancher des locaux. * Pour les équipements et hôtels, compte tenu des hypothèses de consommation d’ECS élevée, il est plus intéressant d’installer des panneaux solaires thermiques plutôt que des panneaux photovoltaïques. A titre de comparaison pour les équipements, la production solaire thermique annuelle est d’environ 500MWh contre 300MWh pour du photovoltaïque (avec Surf utile = 10% de la Surf plancher).

Faisabilité du solaire thermique pour l’ECS (logeme nts)

Compte tenu de la densité importante, les surfaces de toiture disponibles sont limitées par rapport aux besoins à couvrir. Etude du gisement solaire pour les logements : Nous considérons l’hypothèse défavorable d’un immeuble de logement en R+6. Pour un immeuble de 35 logements de type R+6, la surface de capteur thermique disponible est d’environ1 100m², soit 2.8 m² de panneaux thermiques par logements . Ce ratio est deux fois supérieur à la moyenne de dimensionnement actuelle en Alsace : env iron 1.4m² / logement . Nous disposons ainsi d’une marge de sécurité pour pallier aux éventuels masques liés aux variations de hauteurs des typologies bâties identifiés à ce stade (ex : variation de R+4àR+2 sur la même opération). L’énergie solaire thermique est donc exploitable su r les immeubles de logements de type R+6 . Les études de potentiel précises seront à réaliser par chaque constructeur sur la base d’une esquisse architecturale. Généralement on estime que les panneaux solaires permettent de couvrir environ 35 % des besoins d’ECS en logement sur l’année en Alsace . Les besoins en ECS étant de 21 kWh/m².an, la production solaire est donc de 7.35 kWh/m² plancher de logement. Ce qui représente une diminution de 10% des besoins totaux d’énergie finale des logements par rapport aux 5 postes règlementaires (chauffage, ECS, ventilation, auxiliaires, éclairage). Le temps de retour est présenté dans le § Investissement ci-après.

1 On considère que la toiture à la taille d’un étage courant = 5 x 70m² + 20% (Shob) = 420 m² – réduction liée à l’attique : - 25 % = 315m². Surface de toiture disponible pour les panneaux : 50% (soustraction des édicules d’assesseurs, gaines, et relevés d’étanchéité,…), soit environ 160 m² de toiture libre. Avec un angle de 45 °, la surface utile de pann eaux solaire correspond environ à 60% de la surface au sol, soit 96m².


51/80

Faisabilité du solaire photovoltaïque

De nombreuses opérations du programme ZAC 2 Rives sont mixtes. Il est possible de combiner solaire thermique et photovoltaïque sur une même toiture. Toutefois, la détermination des surfaces restantes disponibles en toiture est impossible à l’heure actuelle. Nous sommes donc partis sur un ratio forfaitaire de 0.1m² de panneau solaire implanté pour 1m² de local d’activité (bâtiments tertiaires, activités artisanales et industries, commerces et projets alternatifs). Soit 100m² de panneaux pour un local de 1 000m². Les panneaux solaires monocristallins présentent le meilleur rendement (16%). La production annuelle pour une orientation plein sud et une inclinaison de 35° en Alsace est d'environ 92 kWh /m² de panneau1 (simulation Calsol). On obtient donc une production solaire annuelle de 9.2kWh par m² de loc aux d’activité .

Bilan énergétique, environnemental et facture énerg étique


Synthèse énergétique annuelle de l'ensemble de la Z AC (kWh EF /m².an)



et industries

Commerces Equipements Hôtels Projets alternatifs TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

don solaire thermique 2 290 443 553 840 41 160 2 885 443

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090

Auxiliaires, Eclairage, VMC 1 376 550 360 500 221 200 158 900 257 600 17 500 214 900 2 607 150


TOTAL HERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122

Production Photovoltaique 473 800 290 720 208 840 282 440 1 255 800

Taux d'EnR (en % des consommations d'énergie finale )

part d'EnR / conso totale

6,47% 5,79% 5,38% 5,79% 8,64% 5,37% 6,73% 6,47%

part d'EnR / 5 postes

règlementaires 9,28% 9,30% 9,30% 9,30% 11,04% 11,78% 9,30% 9,49%


GAZ 4 427 815 500 359 755 52 486 7 394 Electricité 483 173 121 76 91 19 76 1 038

Photovoltaique 0 -19 -12 -8 0 0 -11 -50 Total 4 910 968 609 427 846 71 550 8 383

1 Tient compte d’un rendement de transformation de 75% vers le réseau


52/80

Facture énergétique annuelle de l'ensemble de la ZA C (€TTC - coût abonnement estimé inclus)

cout GAZ 1 549 701 232 302 142 539 102 393 215 379 14 961 138 479 2 395 755 cout Electricité 2 094 246 317 407 222 647 139 906 166 722 34 983 139 086 3 114 997

gain photovoltaique 0 37 714 23 141 16 624 0 0 22 482 99 962

Total 3 643 948 511 994 342 045 225 675 382 102 49 943 255 083 5 410 790 Le taux de couverture des consommations par 9% d’énergie renouvelable n’est pas satisfaisant au regard des objectifs du plan climat. En contexte urbain dense, il est quasiment impossible d’augmenter la surface de solaire (thermique et photovoltaïque) pour améliorer significativement ce taux de couverture. Par ailleurs, le rapport investissement/gain environnemental est peu compétitif au regard d’autres solutions étudiées ci-après.

Investissement L’investissement est entièrement porté par les promoteurs/bailleurs.

Programme 10/07/13




et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700


€HT Promoteurs

6 270 950 ####### 1 422 000 1 021 500 772 800 73 500 1 381 500

13 259 750

€HT Collectivité

0 0 0 0 0 0 0 0

Détail des coûts ci-dessous :

Chaudière GAZ

Pour la chaudière GAZ à condensation nous sommes partis sur un cout moyen de 23 000€ HT (y compris raccordement gaz, conduit de fumée, etc.) pour un immeuble de 44 logements. Soit un cout rapporté au m² de logement d’environ 7.5€ HT/m². Les besoins thermiques étant légèrement supérieurs en locaux d’activité, nous partons sur une moyenne d’investissement de 8€HT/m² bâti.

Solaire thermique

D’après des retours d’expériences alsaciennes, le cout moyen est d’environ 650 € HT /m² de panneaux1. Le dimensionnement moyen en Alsace de 1.4m²/logement. En considérant une surface moyenne de 70m² par logement, l’investissement est donc de 13 €HT/m² plancher. Temps de retour sur investissement : La couverture de 35% des besoins d’ECS en logement permettent d’économiser 7.5 kWh/m².an, ce qui représente une économie de 0.6234 €TTC /m² par rapport à l’énergie fournie par le réseau et 0.558 €TTC /m² par rapport au gaz.

1 Pour des installations de l’ordre de 40 m ² de panneaux.Y compris l’ensemble de l’installation – gaines, calorifugeage, pompe,…


53/80

Pour un logement moyen de 70m², l’économie annuelle est donc de 43 € TTC par rapport au réseau SETE et 38 €TTC par rapport au gaz. Le temps de retour sur investissement brut est compris entre 18 ans et 20 ans selon qu’on compare à l’énergie économisée provenant du réseau SETE ou du gaz. En revanche, en tenant compte de l’évolution du cout de l’énergi e, les temps de retour sont compris entre 11 et 12 ans , pour les scénarios les plus optimistes (actualisation limitée à 3%).

Note : nous n’avons tenu compte d’aucune aide financière dans ce calcul.

Solaire photovoltaïque

Le cout moyen est d’environ 370 € HT/m² de panneaux . Avec un ratio à 0.1m² de panneau par m² de locaux d’activité, le cout d’investissement est donc de 37€HT/m² de locaux d’activité. Temps de retour sur investissement : Dans le cadre de cette étude, nous considérons un taux de rachat de : 7.96c€/kWh (non intégré – voir tableau facture énergétique § IV.4). Avec une production de 92 kWh/m² en Alsace, chaque m² de panneau rapporte environ 7.3€ / an. Le temps de retour sur investissement est donc de 46ans environ. Dans le cas d’une installation intégrée au bâti (rachat 15.97c€/kWh), le temps de retour atteint 23 ans. Note : ce calcul ne tient pas compte d’une éventuelle revalorisation des tarifs de rachat ni d’aucune aide financière. Le tarif de rachat peut être majoré de 5 à 10% selon la provenance du matériel. Voir détail en annexe.

Conclusion Cette solution de base ne permet pas de satisfaire l’objectif de 30% d’EnR du Plan Climat . Même avec une très forte réduction des besoins, le taux de production solaire reste limité en Alsace et en contexte urbain dense. La part du solaire dans le cout d’investissement énergétique est importante : environ 60% en logements, équipements, hôtels et 80% pour le photovoltaïque installé sur le tertiaire, les activités, les commerces et les projets alternatifs.


54/80

VII.2. Scénario n°1 – réseau de chaleur 60% EnR (bo is)

Description de la solution Le réseau de chaleur existant exploité par la SETE1 sera alimenté par 60% d’EnR minimum dans un délai de l’ordre de 5 ans. Le seuil de 60% d’EnR permet de valoriser le réseau comme une énergie renouvelable dans les calculs thermiques règlementaires des bâtiments. Par ailleurs, la fin de la délégation publique de la SETE (2020) est l’occasion de lancer de nouveaux investissements, notamment pour financer une extension du réseau. Nous allons donc étudier le raccordement de l’ensemble de la ZAC à un réseau de chaleur alimenté par une chaufferie Bois/gaz présentant un taux d’EnR supérieur à 60%. La chaufferie permettant de répondre aux besoins du nouveau quartier pourrait avoir une puissance évolutive. Pour rappel, les besoins en puissance thermique, hors pertes linéaires du réseau, sont présentés § IV.3. Ainsi, sur le moyen et long terme, il apparaît que la chaufferie nécessitera un bâtiment spécifique dédié (seuil ICPE à 20M). Il pourrait également s’agir de plusieurs unités disséminées sur l’ensemble de la ZAC, mais cela engendrerait un surcout en termes de génie civil, une complexité accrue pour gérer l’approvisionnement en combustible, la maintenance et le fonctionnement en cascade des générateurs. Note : dans le scénario n°1 nous n’exploitons pas l e solaire qui pourra être mise en place par les promoteurs pour tendre vers le BEPAS, BEPOS, et qui est étudié dans le scénario 1Bis.






et industries


Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090


1 376 550 360 500 221 200 158 900 257 600 17 500 214 900 2 607 150

Electricité spécifique

10 706 500 3 090 000 2 275 200 1 362 000 1 391 040 416 500 1 160 460 20 401 700

TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122


part d'EnR / conso totale 52,69% 37,82% 35,16% 37,82% 51,70% 30,32% 43,96% 47,53%


règlementaires 75,54% 60,75% 60,75% 60,75% 66,03% 66,46% 60,75% 69,53%

1 Présenté dans le § V.2 Atouts et contraintes de chaque EnR / Réseau de chaleur


55/80


Réseau 1 200 199 122 88 213 15 119 1 956 Electricité 483 173 121 76 91 19 76 1 038

Total 1 683 372 243 164 304 34 194 2 995 Variation base -66% -62% -60% -62% -64% -52% -65% -64%


cout Réseau 1 907 694 309 753 190 062 136 532 331 530 23 244 184 649 3 083 462 cout Electricité 2 094 246 317 407 222 647 139 906 166 722 34 983 139 086 3 114 997

Total 4 001 940 627 159 412 709 276 437 498 252 58 227 323 735 6 198 459 Variation base 10% 22% 21% 22% 30% 17% 27% 15%

Pour compléter les impacts environnementaux, on peut également citer les rejets atmosphériques de la chaufferie bois dans un environnement dont la qualité de l’air est déjà dégradée par les axes routiers. Toutefois, la chaufferie pourrait s’implanter à l’extérieur du périmètre de la ZAC. De plus, des filtres permettent de limiter fortement les rejets polluants liés à la combustion du bois.

Investissement

Programme 10/07/13

surface de plancher (m²) Logements Tertiaires


et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700


Sous-stations 1 810 125 €HT

Promoteurs raccordement

réseau 4 483 322

6 293 447

réseau 3 724 000 €HT Collectivité

Chaufferie 2 833 708

6 557 708

Pour intégrer les couts d’investissements, nous considérons la création d’une chaufferie bois plaquette/gaz comportant plusieurs unités de production pour répondre aux besoins de la ZAC sur 50 ans – voir le § IV.2 Synthèse des besoins énergétiques du projet. Les couts sont détaillés ci-après. Note : Il s’agit ici d’une hypothèse en considérant que la nouvelle chaufferie réponde uniquement aux besoins de la ZAC, mais dans les faits, la chaufferie pourrait être réalisée hors de l’emprise de la ZAC et la production sera mutualisée sur l’ensemble du réseau. De plus, une mutation énergétique de l’approvisionnement du réseau est lancée sur l’ensemble de la CUS. Les nouvelles installations pourraient permettre d’augmenter la capacité du réseau. Il est notamment envisagé le raccordement aux usines d’incinération ou encore l’exploitation de la géothermie profonde. A ce stade de notre étude, ces hypothèses ne peuvent être intégrées. Par ailleurs, le raccordement d’opérations voisines telles que l’îlot Kraz (8 000m²) pourrait augmenter le besoin de puissance.

Réseau

On compte en moyenne 1 000€ /m linéaire de réseau (aller/retour). Le tracé schématique du réseau proposé est présenté ci-après.


56/80

Le coût moyen d’une sous-station est de 15 000€. Nous considérons une sous-station par bâtiment (ou opération groupée). Avec une taille moyenne de bâtiment de 4 000m². Le cout d’investissement est détaillé pour les différentes bulles :

Coût d'investissement réseau

Réseau Sous-station Bulles Mètre

linéaire Coût € Nombre Coût € Coût total

Citadelle 1 134 1 134 000 36 544957,5 1 678 958

Starlette 650 650 000 49 728501,25 1 378 501

Coop 790 790 000 18 271072,5 1 061 073

Port du Rhin

500 500 000 2 26726,25 526 726

Rives du Rhin

650 650 000 17 248501,25 898 501

TOTAL 3 724 3 724 000 121 1 819 759 5 543 759

L’investissement du réseau est porté par la collectivité ou un gestionnaire via une délégation publique (cas actuel). La rentabilité de l’investissement du réseau n’est pas équitable entre les différentes bulles, car les densités varient et certaines bulles sont excentrées (pour la densité de logements, voir le § V.1). Le seuil de rentabilité est à définir par la CUS, il dépend du type de montage juridique et financier du réseau. Des opérations voisines pourraient trouver un intérêt à se raccorder au réseau, notamment le quartier du port du Rhin qui va faire l’objet d’une rénovation ou encore le projet de clinique privée pôle sud qui pourrait représenter un besoin énergétique pote ntiel d’environ 3.6MW (donnée recueillie au stade des études APS – avril 2013). Ces projets n’on pas la même échéance de livraison, néanmoins, il pourrait être intéressant pour eux de prendre en compte la possibilité d’un raccordement ultérieur afin d’anticiper les dispositions constructives nécessaires (sous station notamment). Dans le cas du Port du Rhin, la rénovation des logements pourrait porter uniquement sur l’enveloppe architecturale, sans modification des chaudières qui seraient remplacées par le réseau de chaleur lors de sa création. Pour la clinique, il pourrait s’agir de fonctionner dans un premier temps avec des chaudières classiques et de les substituer par le réseau de chaleur à l’issu de leur durée de vie (10-15ans). Toutefois, afin de ne pas fausser la comparaison de s différents scénarios, ces besoins potentiels annexes à la ZAC ne sont pas intégrés da ns les calculs présentés.


57/80

Coût de raccordement au réseau

Pour le cout de raccordement au réseau, nous avons retenu un cout moyen sur Strasbourg : 149 € HT / kW. Toutefois, il est important de noter que le coût de raccordement d’un réseau peut fortement varier en fonction du montage juridique du réseau (investissement porté par la collectivité et/ou un gestionnaire). Par exemple, sur un même réseau strasbourgeois, le cout de raccordement varie de 131€ à 897€/kW selon la formule choisie par le promoteur/bailleur avec des couts de revente de chaleur et d’abonnement (R1 et R2) différents.

Chaufferie

A ce stade de l’étude, le chiffrage de la chaufferie est élaboré sur un parallèle avec des installations existantes référencées par l’ADEME. Notamment le réseau de chauffage urbain de Hauteville (Lisieux) dont la fiche de présentation figure en annexe.

Cout chaufferie bois + appoint gaz (Puissance : 50%bois + 50%gaz)

Besoins de puissance Total ZAC

(kW)

Perte réseau 10%

P à installer MW Coût €HT

Sc 1 (chauff + ECS) 30 089 3 009 33 2 833 708

Réseau existant Starlette Citadelle Coop Port du Rhin Rives du Rhin Quartiers neufs ou existants voisins


58/80

Subventions

L’ADEME et la Région Alsace subventionnent les chaufferies collectives d’une puissance inférieure à 1 200 kW. Par manque de visibilité sur le programme fond chaleur de l’ADEME, nous avons volontairement éludé les subventions de cette étude.

Conclusion Ce scénario permet de respecter l’objectif du plan climat avec un taux d’EnR d’environ 70% sur les 5 postes règlementaires. Il en résulte une empreinte carbone très faible. La facture énergétique est relativement élevée (+15% par rapport au scénario de base), mais le montage juridique et financier pourrait permettre d’améliorer la compétitivité de ce dernier. Toutefois, il est recommandé de conserver un coût du combustible « élevé » afin de favoriser les économies d’énergie. L’emplacement de la chaufferie n’est pas prévu à l’heure actuelle sur le projet, mais cette dernière pourrait prendre place à l’extérieur du périmètre d’étude dans le cadre de la politique de revalorisation énergétique du réseau de chaleur urbain à l’échelle de la CUS. En tenant compte de la puissance projetée à moyen et long terme, la chaufferie devrait être classée ICPE et serait donc installée dans un bâtiment dédié. Le développement du réseau de chaleur permettrait le raccordement de constructions existantes ou à l’étude en périphérie de la ZAC. Le régime de température fournie par la chaufferie bois permet aux besoins de toutes les typologies de bâti sans contraintes pour celles-ci. La qualité de l’air étant un enjeu important du secteur, les rejets atmosphériques de la chaufferie devront être limités au maximum grâce à l’usage de filtres. Toutefois, il est important de rappeler que dans le cadre de la création d’un réseau de chaleur, l’unité de production peut être délocalisée afin de limiter l’impact sur la qualité de l’air, mais aussi de réduire les nuisances (approvisionnement combustible, gêne sonore et visuelle). Cette logique de délocalisation est d’autant plus pertinente qu’il s’agira a priori de venir se raccorder, en extension, au réseau de la SETE existant.


59/80

VII.3. Scénario n°1 BIS – réseau de chaleur 60% EnR + solaire

Description de la solution Il s’agit d’étudier le gain apporté par le solaire en complément du réseau à 60% d’EnR. En effet, le solaire est une piste pour passer du niveau RT2012 au BEPOS (notion de production in-situ). Les hypothèses de dimensionnement sont les mêmes que pour le scénario de base à savoir une production de 7.35 kWh/m² plancher en solaire thermique pour les logements, équipements et hôtels ; et 9.2 kWh/m² plancher de production photovoltaïques pour les autres typologies (tertiaire, activité, commerces, projets alternatifs).






et industries


Chauffage 16 744 178 3 572 400 2 185 543 1 593 619 2 263 757 174 204 2 638 837 29 172 538 ECS 6 535 138 287 750 176 042 128 363 1 400 123 118 608 212 554 8 858 578

don solaire thermique

2 287 298 0 0 0 490 043 41 513 0 2 818 854

Climatisation 0 863 251 528 125 385 090 547 025 42 007 637 661 3 003 158



TOTAL HERMIQUE 23 279 316 3 860 150 2 361 585 1 721 983 3 663 880 292 812 2 851 391 38 031 116

TOTAL ELEC 12 066 460 4 305 979 3 011 569 1 920 864 2 005 758 479 727 2 338 090 26 128 446

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 653 976 5 083 089 3 109 762 2 267 526 4 438 832 352 469 3 754 743 43 660 398

Production Photovoltaique 0 472 733 289 211 210 882 0 0 349 195 1 322 022




règlementaires 77,39% 70,05% 70,05% 70,05% 68,24% 68,82% 70,05% 73,92%

Empreinte carbone annuelle de l'ensemble de la ZAC (tonnes Eq CO2)


photovoltaïque 0 -19 -12 -8 0 0 -14 -53 Total 1 563 352 230 157 269 34 226 2 885

Variation base -68% -64% -62% -64% -64% -52% -67% -66%


cout Réseau 1 717 892 309 055 189 075 137 867 254 107 20 120 228 291 2 856 406 cout Electricité 2 091 371 316 692 221 492 141 274 147 517 35 282 171 959 3 125 588 Revente solaire 0 37 630 23 021 16 786 0 0 27 796 105 233



60/80

L’électricité n’étant pas très émettrice de CO2 en France (0.04kg de CO2/kWh), le gain de l’installation photovoltaïque sur l’empreinte carbone global est faible.

Investissement

Programme 10/07/13



et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700


solaire 3976700 ####### 1 169 200 839 900 478 400 45 500 1 135 900

5 574 400

Sous-stations 1 810 125 €HT Promoteurs

raccordement réseau

4 483 322

11 867 847

réseau 3 724 000 €HT

Collectivité Chaufferie 2 833 708

6 557 708

Réseau

Concernant le réseau de chaleur, les investissements sont identiques au scénario 1.


Identique au scénario 1. Le solaire permettra de couvrir une partie des besoins, mais la puissance de raccordement au réseau est calculée pour assurer une couverture totale en cas de défaillance de la production solaire.

Chaufferie bois

Identique au scénario 1.

Subventions

Aucune subvention comme explicité au scénario 1.

Solaire thermique

Idem scénario de base


Idem scénario de base

Conclusion Ce scénario nous permet d’apprécier l’impact environnemental limité et peu indicatif au regard des surcouts engendrés. En effet, le cout d’investissement porté par les promoteurs est quasiment doublé par rapport au scénario 1 (+ 7.5M€) en raison du solaire thermique et photovoltaïque. Ce surcout est démesuré au regard du gain environnemental : • Le bilan carbone représente une diminution de 118 tonnes équivalent CO2, soit une diminution de

4% par rapport au scénario 1. Cette amélioration minime s’explique par le bilan carbone déjà très faible de la chaufferie bois.

• Le taux de couverture EnR progresse d’environ 5% par rapport au scénario 1 qui atteignait déjà environ 70% de taux de taux de couverture.


61/80

VII.4. Scénario n° 2 – Réseau 60% EnR + ECS gaz ou ECS électrique

Description de la solution Dans ce scénario nous étudions la possibilité de déconnecter la production de chauffage de la production d’ECS. Ceci présente l’avantage d’arrêter le réseau de chaleur en été. Ainsi, les typologies de bâtiment avec une forte consommation d’ECS (logements, équipements, hôtels) sont équipées de chaudière gaz pour produire l’ECS. Les autres typologies qui présentent des consommations d’ECS plus faible seront équipées de ballons électriques.


Scénario 2 - Réseau 60% EnR + ECS gaz (logts, équip ements et hôtels) + ECS élec (autres typologies)




et industries


TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090



TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122

part d'EnR / 5 postes règlementaires



règlementaires 54,33% 56,22% 56,22% 56,22% 40,80% 39,54% 56,22% 53,43%

Emprunte carbone annuelle de l'ensemble de la ZAC (t onnes Eq CO2)

Réseau 863 184 113 81 132 9 110 1 492 GAZ 1 378 61 37 27 333 25 36 1 897

Electricité 483 173 121 76 91 19 76 1 038 Total 2 725 357 234 157 222 28 186 3 909

Variation base -45% -63% -62% -63% -74% -61% -66% -53%


cout Réseau 1 372 152 286 662 175 894 126 354 204 838 13 829 170 884 2 350 614 cout gaz 482 446 95 014 7 061 584 521

cout Electricité 2 094 246 338 618 235 662 149 255 166 722 34 983 151 730 3 171 216 Total 3 948 844 625 280 411 556 275 609 466 574 55 873 322 615 6 106 351

Variation base 8% 22% 20% 22% 22% 12% 26% 13%


62/80

Investissement

Programme 10/07/13



et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700

Scénario 2 - Réseau 60% EnR + ECS gaz (logts, équipements et hôtels) + ECS élec (autres typologies)

gaz 1 147 125 103 000 63 200 45 400 147 200 14 000 61 400 1 581

325

Sous-stations 1 810 125 €HT Promoteurs

raccordement réseau

3 138 325

6 529 775

réseau 3 724 000 €HT


5 990 966

Réseau

Concernant le réseau de chaleur, les investissements sont identiques au scénario 1.


Identique au scénario 1. Les besoins de puissance étant diminués d’environ 30% pour les logements, 40% pour les équipements et hôtels, le bilan financier est réduit sur le poste du raccordement au réseau.

Chaufferie bois

Nous tenons compte d’une diminution du cout de 20% compte tenu de la réduction des puissances nécessaire à l’échelle de la ZAC.

Chaudières gaz

En logement, équipement, hôtel, nous sommes partis sur un ratio de 3.25€HT/m² ce qui représente une chaudière d’environ 12 000€ pour un collectif d’une quarantaine de logements.

Préparateur ECS électrique

Pour les locaux d’activité, nous avons considéré un ratio de 2€HT/m², ce qui représente un préparateur ECS de 200€HT pour 100m² de bureaux.

Subventions

Aucune subvention comme explicité au scénario 1.

Conclusion Le surcoût lié à l’installation de chaudière gaz dans les bâtiments est compensé par la réduction du cout de raccordement. Le bilan d’investissement financier est donc quasi identique au scénario 1 initial, mais nécessite de créer une chaufferie en plus de la sous-station. Le bilan CO2 et le taux de couverture EnR se trouvent dégradés par la part plus importante de gaz dans les consommations. Concernant la facture énergétique, le bilan est quasiment identique (-1.4%) puisque le cout du gaz et de la chaleur du réseau sont proches. Ce scénario présente donc une diminution des performances environnementales pour un cout d’investissement et une facture énergétique quasi identiques.


63/80

Scénario n° 3 – Micro réseau PAC sur nappe

Cette énergie n’était pas retenue comme favorable à l’issu de l’étude du potentiel de développement des énergies renouvelables (§V) en raison des pollutions de sol. Toutefois, nous avons tenu à étudier l’impact de cette solution courante en Alsace, notamment sur les critères de l’empreinte carbone, du taux d’EnR et de la facture énergétique. Concernant l’échelle de production, cette source énergétique est mal adaptée à l’échelle de chaque parcelle, car il y a un risque d’interférence entre les puits. En effet si les puits de pompage et de rejet des différentes parcelles sont trop proches, il y a un risque de modifier la température de la nappe et de faire chuter les rendements des pompes à chaleur. Par ailleurs, le coup des études hydrogéologiques et de pollution peut être rédhibitoire pour les constructeurs à l’échelle d’un projet. De plus, pour les parcelles très polluées, l’exploitation de cette énergie pourrait être impossible. A l’échelle d’une bulle, il est possible d’optimiser l’implantation des puits de captage et de rejet en tenant compte des pollutions de sols. Les bassins et canaux avoisinants pourraient être exploités pour éviter de creuser le sol et mobiliser les pollutions. La température de ce gisement « de surface » risque toutefois de présenter des variations plus importantes que la nappe phréatique avec une dégradation des rendements. En revanche, cela pourrait convenir pour le rejet (non étudié dans cette étude).

Description de la solution Dans ce scénario nous étudierons la création de pompes à chaleur sur nappe centralisées à l’échelle de chaque bulle et reliées aux bâtiments via des micro-réseaux de chaleur. Cette solution offre une flexibilité en fonction des besoins de chaque bulle et de leur phasage. La création d’un micro-réseau de chaleur permet de réduire les couts d’investissement et les pertes thermiques. En revanche, la rentabilité n’est pas avérée, notamment sur les bulles ou le logement est minoritaire. Afin d’assurer la rentabilité (à définir précisément), il conviendra de rendre obligatoire le raccordement de l’ensemble des constructeurs. De plus, cette solution impose de trouver un foncier important dans chaque bulle, non pris en compte à l’heure actuelle. A priori, aucune chaufferie ne dépassera la puissance de 20MW, il ne sera donc pas nécessaire de prévoir un bâtiment spécifique dédié. Afin de pallier au problème de la basse température des PAC, qui fonctionnent mal pour produire l’ECS, les chaudières GAZ permettent d’élever la température afin de respecter les normes d’hygiène de la production d’ECS (60°C). A ce stade de l’étude, et compte tenu de la basse température des PAC nous sommes parties sur une répartition des puissances à 50% GAZ et 50% PAC avec 60% des besoins couverts par les PAC. Il s’agit d’une hypothèse basique pouvant être optimisée. Notamment par la réalisation de train de chaleur plusieurs fois par jour pour limiter au maximum l’intervention du GAZ. Comme nous l’avons vu entre le scénario 1 et 1Bis, le solaire n’apporte pas une grande amélioration du bilan environnemental au regard du surcout. Aussi, le solaire ne sera pas étudié dans ce scénario, mais reste une piste d’optimisation potentielle pour les promoteurs.


64/80


Scénario 3 - Micro réseau PAC sur nappe




et industries


TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090



TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122


part d'EnR / conso totale

45,00% 45,00% 45,00% 45,00% 45,00% 45,00% 45,00% 45,00%


règlementaires 42,49% 34,17% 34,17% 34,17% 37,14% 37,38% 34,17% 39,11%





cout Réseau 1 907 694 309 753 190 062 136 532 331 530 23 244 184 649 3 083 462 cout Electricité 2 094 246 317 407 222 647 139 906 166 722 34 983 139 086 3 114 997


Concernant le bilan carbone ; Au-delà d’un COP de 3.5 annuel, les pompes à chaleurs sont considérées comme une énergie renouvelable, néanmoins, nous considérons l’empreinte carbone de l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement des pompes : Avec un COP annuel de 4 (ratio moyen basse température), pour 1kWh chaud produit par les PAC, on consomme 0.25kWh électrique. Par ailleurs, nous considérons que les PAC couvrent 60% des consommations.

PAC Empreinte carbone pour 1 MWh chaud Ressource nappe (75%) Electricité (25%)

GAZ

60% Part de la production

45% 15% 40%

Empreinte carbone de chaque énergie

(tCO2/MWh) 0 0.04 0,2106

Empreinte carbone des chaufferies

0.0902 tCO2/ MWh


65/80

Investissement

Programme 10/07/13



et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700

Scénario 3 - Micro réseau PAC sur nappe

Sous-stations 1 810 125 €HT

Promoteurs raccordement réseau

4 931 654 6 741 779

Réseau 3 138 325 €HT


8 690 348

Réseau

Concernant le réseau de chaleur, les investissements sont identiques au scénario 1 (environ 1000€/ml aller/retour), mais avec un tracé réduit puisqu’on considère la réalisation d’un micro réseau par bulle. Ce coût ne tient pas compte des éventuels couts de dépollution liés au terrassement.

Coût d'investissement micro réseau par bulles

Réseau Sous-station Bulles Mètre

linéaire Coût € Nombre Coût € Coût total

Citadelle 834 834 000 36 544957,5 1 378 958

Starlette 650 650 000 49 728501,25 1 378 501

Coop 590 590 000 18 271072,5 861 073

Port du Rhin 100 100 000 2 26726,25 126 726

Rives du Rhin

370 370 000 17 248501,25 618 501

TOTAL 2 544 2 544 000 121 1 819 759 4 363 759


66/80


Identique au scénario 1 : 149€/kW.

Chaufferies PAC sur nappe

Chaque bulle dispose d’une chaufferie adaptée à la puissance appelée (ici puissance totale projetée jusqu’à 2050). Le cout de forage est basé sur une étude de faisabilité réalisée sur Strasbourg. Il correspond à un puits de production de 45m, un forage d’injection de 22m, 2 regards en tête de puits, une canalisation PE sur 350mètres linéaires, le raccordement et le suivi hydrogéologique. Nous avons lié le cout de la chaufferie et des chaudières gaz (compris génie civil, réseaux, etc.). Le coût des PAC est dissocié dans le tableau suivant :

Coût chaufferie PAC/gaz par bulle Cout chaufferie +

chaudières Gaz (50% Ptotale)

PAC (50% Ptotale) Forage Bulles

P totale kW

P kW Coût € P kW Coût € Coût €

Coût total

Citadelle 8 720 4 360 446 481 4 360 242 218 492 500 1 181 198

Starlette 11 811 5 905 604 751 5 905 328 080 492 500 1 425 331

Coop 5 065 2 533 259 354 2 533 140 701 492 500 892 554

Port du Rhin

435 218 22 283 218 12 089 492 500 526 872

Rives du Rhin

4 187 2 093 214 388 2 093 116 306 492 500 823 194

TOTAL 30 217 1 547 256 839 394 2 462 500 4 849 150

Réseau existant Starlette Citadelle Coop Port du Rhin Rives du Rhin Quartiers neufs ou existants voisins


67/80

Ces estimations ne tiennent pas compte des éventuel s couts de dépollution liés aux forages dans les sols pollués ni aux frais d’étude spécifiq ue notamment pour évaluer le risque de migration des polluants due au rabattement de la na ppe.

Conclusion Ce scénario présente le cout d’investissement le plus élevé pour la collectivité en raison de la multiplication des chaufferies à créer. Par ailleurs, le chiffrage estimatif à ce stade pourrait être augmenté en raison de la pollution des sols et des frais d’études complémentaires à contracter pour garantir la faisabilité (sur chaque bulle). La réalisation des forages est soumise à Déclaration au titre du Code de l’Environnement et l’exploitation des ouvrages au-delà d’un débit de 200 000 m³/an est soumise à Autorisation au titre du même Code. Ce scénario nécessite de dégager un foncier important puisqu’il créer une chaufferie par bulle. Mais il présente l’avantage de pouvoir faire varier le montage technique de chaque chaufferie en fonction des besoins spécifiques à la zone. En particulier la bulle Coop qui présente une proportion importante de bureaux, projets alternatifs, etc, pourrait produire du froid en été. La facture énergétique de ce scénario est exactement identique à celle du scénario 1 puisque nous le même cout de raccordement, mais, les impacts environnementaux sont moins performants que le scénario 1. Le taux de couverture en énergie renouvelable notamment tombe à 40% en raison de la part plus importante du gaz pour compenser la basse température et l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement des pompes à chaleur.


68/80

VII.5. Scénario n° 4 -PAC gaz

Cette solution présente l’avantage de bénéficier de la technologie des pompes à chaleur, à l’échelle des bâtiments et d’éviter ainsi la création d’un réseau de chaleur.

Description de la solution Nous étudions l’installation de PAC à absorption gaz avec échangeur air/eau. Ces installations d’une puissance de 40 à 80kW (actuellement disponible) peuvent être montées en série pour moduler la puissance. En revanche, nous manquons de retour d’expérience sur des installations de forte puissance. Par ailleurs, le montage en série engendre un encombrement important. Néanmoins, il nous a semblés intéressant d’aborder les impacts environnementaux de cette solution, à titre de comparaison, au stade des études préalables à la création de la ZAC.






et industries


TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090


1 376 550 360 500 221 200 158 900 257 600 17 500 214 900 2 607 150


TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122




règlementaires 25,68% 20,66% 20,66% 20,66% 22,45% 22,60% 20,66% 23,64%


GAZ (PAC) 2 317 385 236 170 412 29 229 3 777 Electricité 483 173 121 76 91 19 76 1 038



GAZ (PAC) 1 251 110 169 116 103 768 74 542 181 006 12 691 100 813 1 893 045 Electricité 2 094 246 317 407 222 647 139 906 166 722 34 983 139 086 3 114 997

Total 3 345 356 486 523 326 416 214 448 347 728 47 673 239 899 5 008 042 Variation base -8% -5% -5% -5% -9% -5% -6% -7%


69/80

Investissement

Programme 10/07/13



et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700


PAC Gaz 8 072 768 €HT Promoteurs Gaz 1 568 775

9 641 543

€HT Collectivité 0 0

PAC gaz

Les PAC correspondent à 50% de l’appel de puissance maximale et couvrent 70% des consommations. D’après les modèles actuellement sur le marché, nous considérons une moyenne de 488€/kWHT installés soit environ 20 000€ pour une chaudière de 41kW.

Chaudière gaz

Les chaudières gaz sont dimensionnées à 50% de la puissance pour couvrir les 40% des consommations non couverts par les PAC. Nous considérons le ratio de 3.25€HT/m² ce qui représente une chaudière d’environ 12 000€ pour un collectif d’une quarantaine de logements.

Conclusion L’avantage de ce scénario est de présenter une facture énergétique réduite de -7% par rapport au scénario de base. Mais les impacts environnementaux sont peu satisfaisants : Au-delà d’un COPannuel de 3.5, les PAC gaz peuvent être considérées comme une énergie renouvelable. Néanmoins le bilan carbone réel est très peu satisfaisant puisqu’avec un rendement de 150%, environ 66% des consommations thermiques de la ZAC sont couvertes par le gaz. Le taux de couverture d’EnR est donc également très faible (23%) en comparaison des autres scénarios de cette étude et ne permet pas de satisfaire les exigences du plan climat de la CUS (30% minimum). Le scénario 4bis (ci-après) étudie la possibilité d’améliorer la couverture solaire en ayant recours au solaire photovoltaïque. Nous n’avons pas retenu le solaire thermique pour ne pas imposer le surcoût d’une chaufferie avec trois sources énergétiques. De plus, la multiplication des échangeurs sur air pourrait engendrer une pollution visuelle en toiture, particulièrement préjudiciable compte tenu des nombreuses variations de hauteur prévues dans le projet architectural et urbain. Des nuisances acoustiques sont également à craindre en contexte urbain dense.


70/80

VII.6. Scénario n° 4 Bis -PAC gaz + photovoltaïque

En extension du scénario 4, ce scénario étudie la possibilité d’améliorer le bilan environnemental grâce à l’installation de panneaux solaires photovoltaïques sur les tertiaires, activité, commerces, projets alternatifs.

Description de la solution Identique au scénario 4 avec


Scénario 4 BIS - PAC gaz + solaire photovoltaique




et industries


TOTAL

Chauffage 16 767 199 3 580 464 2 196 945 1 578 185 2 558 468 172 724 2 134 374 28 988 359 ECS 6 544 123 288 400 176 960 127 120 1 582 400 117 600 171 920 9 008 523

Climatisation 0 865 200 530 880 381 360 618 240 41 650 515 760 2 953 090


1 376 550 360 500 221 200 158 900 257 600 17 500 214 900 2 607 150


TOTAL THERMIQUE 23 311 322 3 868 864 2 373 905 1 705 305 4 140 868 290 324 2 306 294 37 996 882

TOTAL ELEC 12 083 050 4 315 700 3 027 280 1 902 260 2 266 880 475 650 1 891 120 25 961 940

TOTAl des 5 postes

règlementaires 24 687 872 5 094 564 3 125 985 2 245 565 5 016 708 349 474 3 036 954 43 557 122

Production Photovoltaique 0 473 800 290 720 208 840 0 0 282 440 1 255 800




règlementaires 25,68% 29,96% 29,96% 29,96% 22,45% 22,60% 29,96% 26,75%


GAZ (PAC) 2 317 385 236 170 412 29 229 3 777 Electricité 483 173 121 76 91 19 76 1 038

photovoltaique 0 -19 -12 -8 0 0 -11 -50 Total 2 801 538 345 237 502 48 294 4 765

Variation base -43% -44% -43% -44% -41% -33% -47% -43%


GAZ (PAC) 1 251 110 169 116 103 768 74 542 181 006 12 691 100 813 1 893 045 Electricité 2 094 246 317 407 222 647 139 906 166 722 34 983 139 086 3 114 997

Revente solaire 0 37 714 23 141 16 624 0 0 22 482 99 962 Total 3 345 356 448 808 303 274 197 824 347 728 47 673 217 417 4 908 081

Variation base -8% -5% -5% -5% -9% -5% -6% -7%


71/80

Investissement

Programme 10/07/13



et industries


TOTAL

Total projet 305 900 51 500 31 600 22 700 36 800 3 500 30 700 482 700

Scénario 4 BIS - PAC Gaz + photovoltaïque

PAC Gaz 8 072 768

Gaz 1 568 775 €HT Promoteurs

photovoltaique 1 905 500 1 169 200 839 900 1 135 900

5 050 500

14 692 043

€HT Collectivité

0 0

PAC gaz

Identique scénario 4.

Chaudière gaz

Identique scénario 4.


Identique au scénario 1 : 0.1m² de surface utile de panneaux pour 1m² de surface de plancher, soit 35€HT/m².

Conclusion La facture énergétique est légèrement améliorée grâce à la revente du solaire photovoltaïque, mais le gain est négligeable au regard du cout d’investissement qui subi une hausse de 154% par rapport au scénario 4. Le solaire photovoltaïque permet d’améliorer le taux de couverture EnR avec un bilan à 26.85% ce qui reste inférieur aux objectifs du plan climat. Le taux de couverture EnR pourrait être augmenté par la mise en place de solaire thermique, mais engendrerait une nouvelle hausse du cout d’investissement. Par ailleurs, la réalisation de chaufferie tri-énergie n’est pas optimisée.


72/80

VIII. Conclusion

Chaque scénario présente des avantages et inconvénients sur les enjeux environnementaux et financiers. Un arbitrage est donc nécessaire au regard des politiques environnementales appliquées sur la Communauté Urbaine de Strasbourg. Ce tableau synthétise les principales caractéristiques de chaque scénario étudié.

scénarios étudiés Points forts Faiblesses


Maitrise technologique

Faible encombrement dans le bâtiment

EnR < 10%

Empreinte carbone la plus élevée : > 8000teqCO2

Ratio solaire non maitrisé (notamment photovoltaïque) lié à l'architecture des futurs bâtiments)

Investissement important lié au photovoltaïque


EnR > 65%

Empreinte carbone faible : ~ 3000teqCO2


Facture énergétique la plus élevée +15% (base tarif actuel SETE)

Emprise du réseau et de la chaufferie non réservé à ce jour dans le projet.

Chaufferie indépendante (ICPE) obligatoire à partir de 20MW.

Seuil de rentabilité à définir pour Rives du Rhin et Port du Rhin.


EnR > 70% (taux le plus élevé des scénarios)

Empreinte carbone la plus faible : <3000teqCO2


Facture énergétique +8% (base tarif actuel SETE)

Cout d'investissement important, mais lié en partie au solaire (delta entre scénario 1 et 1BIS)



Chaufferie indépendante obligatoire à partir de 20MW.


Seuil de rentabilité à définir pour Rives du Rhin et Port du Rhin.

Scénario 2 - Réseau 60% EnR + ECS gaz (logts, équipements et hôtels) + ECS élec (autres typologies)

EnR > 50%

Facture énergétique élevée +13% (base tarif actuel SETE)


Chaufferie indépendante obligatoire à partir de 20MW.

Scénario 3 - Micro réseau PAC sur nappe EnR > 35%

Cout d'investissement important

Forage en sols pollués

Surcout potentiel lié à la pollution

Emprise foncière importante en raison de la création d'une chaufferie par bulle.

Scénario 4 - PAC gaz Facture énergétique faible -7% Indépendance du promoteur/constructeur

EnR < 30%

Empreinte carbone =4800 tEqCO2

Multiplication des échangeurs extérieurs pouvant engendrer des nuisances visuelles et acoustique en contexte urbain dense.

Place des générateurs (unités de 40 à 80kW à mettre en série)

Scénario 4 BIS - PAC gaz + solaire photovoltaïque

Facture énergétique la plus faible -7% (en tenant compte de la revente du photovoltaïque)

EnR < 30%


Empreinte carbone = 4770 tEqCO2

Multiplication des échangeurs extérieurs pouvant engendrer des nuisances visuelles et acoustique en contexte urbain dense.

Encombrement des générateurs (unités de 40 à 80kW à mettre en série)



73/80

Au regard du diagnostic des potentialités, de l’étude des scénarios et compte tenu ; • du contexte local visant à augmenter la part d’EnR du réseau de chaleur urbain de Strasbourg, • de la proximité du réseau de l’esplanade et de la chaufferie de la SETE ainsi que le projet de

nouvelle chaudière bois • de l’opportunité de nouveaux investissements liée à la fin de délégation de service proche, il apparait que la création d’un réseau de chaleur est une stratégie pertinente sur le projet. Le réseau offre l’opportunité de limiter l’impact énergétique et environnemental de tout un « morceau de ville » conformément aux objectifs du plan Climat actuel, mais également de permettre une mutation énergétique maitrisée par la collectivité sur le long terme (raccordement géothermie profonde, biogaz, incinération,…). D’après les conclusions de cette étude, l’énergie bois offre un bon compromis au regard des enjeux environnementaux et des couts d’investissement. Le coût du combustible présente une évolution inférieure aux énergies fossiles et la possibilité d’une indépendance régionale ou nationale en termes d’approvisionnement. La facture énergétique est basée sur les coûts de vente de chaleur actuels du réseau de l’esplanade (avec abonnement estimé), mais le montage juridique et financier peut permettre d’améliorer la compétitivité de cette solution. L’emplacement de la chaufferie devra faire l’objet d’une étude approfondie pour limiter les nuisances liées à l’approvisionnement du combustible et aux rejets atmosphériques. En comparant avec des opérations existantes, le volume de stockage pourrait être de 4 000m3 utiles et nécessiter l’approvisionnement par une soixantaine de camions en pic hivernal. La proximité des canaux pourrait permettre d’envisager un approvisionnement fluvial. De même, les nombreuses voies ferrées qui sillonnent le PAS sont un autre mode d’approvisionnement potentiel. Par ailleurs, au terme de la réalisation de la ZAC (2050), la puissance nécessitera la création d’une ICPE. L’emprise doit donc être prévue en conséquence. La future chaudière bois qui sera raccordée au réseau SETE pourrait se substituer à l’installation que nous avons dimensionnée dans cette étude. Elle est située en dehors du périmètre de la ZAC. Concernant l’objectif énergétique des promoteurs, le niveau RT 2012 « BEPOïsable », c'est-à-dire avec une production d’EnR décentralisée, présente un intérêt limité au regard du gain sur le bilan CO2 et le taux d’énergie renouvelable (cas du scénario 1Bis), car le réseau bois est déjà très performant sur ces deux paramètres. Toutefois, un constructeur désireux de compenser (en partie) ses consommations par une production énergétique in-situ pourra réduire drastiquement ses besoins (notamment de chauffage grâce à une sur isolation et une conception bioclimatique) pour ainsi avoir un meilleur taux de couverture par du solaire thermique ou photovoltaïque par exemple. Par ailleurs, concernant la production d’énergie, il est possible de coupler la production thermique de la chaufferie bois à une cogénération électrique. La maitrise d’ouvrage devra affiner la stratégie énergétique la mieux adaptée à chaque bulle. En effet, selon les objectifs de rentabilité financière, les problématiques de phasage ou les contraintes techniques, un mix de plusieurs scénarios pourrait apporter une solution sur mesure. Le réseau de chaleur (avec minimum 60% d’EnR) semble très adapté aux bulles Citadelle et Starlette qui totalisent environ 80% des logements du programme (3550 logements) sur une emprise réduite à proximité du réseau existant et sur le parcours du raccordement de la future chaudière bois. Cette solution offre de très bonnes performances environnementales. Pour les bulles Port du Rhin et Rives du Rhin, une solution de type micro-réseau de chaleur pourrait être étudiée plus en détail en raison de leur éloignement au réseau existant et projeté. Selon le contexte de pollution des sols et les contraintes en termes d’acheminement de combustible, les


74/80

pompes à chaleur sur nappe ou le bois peuvent être utilisés. Sur le secteur Port du Rhin, une réflexion commune pourrait être menée avec la Strasbourgeoise qui rénove 128 logements à proximité immédiate. La bulle Coop présente 50% de projets alternatifs dont il est impossible de connaitre les particularités à ce stade. Aussi, une solution individuelle de type PAC gaz peut être envisagée pour s’adapter à chaque de projet. D’après nos simulations, cette technologie ne permet pas de justifier 30% d’EnR mais nous avons considéré des hypothèses de consommations proches de bureaux ce qui ne sera pas forcément le cas. Pour ce secteur, il semble approprié d’établir un cahier des charges flexible laissant à chaque constructeur la possibilité de trouver la solution la mieux adaptée pour atteindre les 30% d’EnR. Il pourra s’agir de réduire drastiquement les besoins par une optimisation de la conception des bâtiments et des usages ou bien, une compensation sur le modèle BEPAS via des champs photovoltaïques par exemple. Un prolongement du réseau de chaleur est également envisageable. Compte tenu du phasage de cette bulle, la stratégie pourrait être affinée ultérieurement, car il semble nécessaire d’avoir une plus grande visibilité sur la nature des projets pour apprécier la faisabilité technique et financière des solutions énergétiques possibles.


75/80


76/80

IX. ANNEXE

IX.1. Coûts des énergies

Industrie (Locaux d’activités et chaufferie) Electricité : Le coût moyen en juin 2013 du tarif vert (puissance ≥ 250 kVA) qui correspond aux utilisations envisagées (voir hypothèses ci-dessous) est de 0.073547€TTC/kWh . Hypothèses : 3 000 heures de consommation (230 heures de pointe, 1 080 heures pleines hiver, 350 heures creuses hiver, 1 060 heures pleines été, 280 heures creuses été). Le prix en €TTC comprend le cout de l’abonnement. Gaz : Le coût moyen en juin 2013 du tarif B2I qui correspond aux utilisations envisagées (voir hypothèses ci-dessous) est de : 0.060044 € TTC/kWh PCI . Hypothèses : consommation annuelle de 116,3 MWh PCS Le prix en €TTC comprend le cout de l’abonnement.

Logements Electricité (tarif individuel): Le coût moyen en juin 2013 du tarif bleu de base, pour une puissance souscrite de 6kVa (consommation de 1 700 kWh par an) est de 0.173321 €TTC / kWh Le prix en €TTC comprend le cout de l’abonnement. Gaz (tarif chaufferie immeuble collectif) : Le coût moyen en mai 2013 du tarif de base, pour une utilisation en chauffage et ECS (consommation annuelle 23,26 MWh PCS) est de 0.073722 €TTC / kWh PCI Le prix en €TTC comprend le cout de l’abonnement.

Electricité photovoltaïque Prix de rachat national de l’électricité produite par panneaux photovoltaïques (jusqu’au 30 juin 2013). Source : Commission de Régulation de l’Energie.

Réseau de chaleur existant géré par la CETE – prix indicatif 1 er trimestre 2013


77/80

Réseau chaleur SETE (cf entretien gestionnaire 03/2013) R1 (€HT/MWh) 54,005 R2 logements (€HT/kW) 30,411 R2 tertiaire (€HT/kW) 20,441

Simulation immeuble 40 logements Consommation (MWh) 213 Cout R1 (€HT) 11 523 Cout R1 avec TVA19,6 (€TTC) 13 782 Puissance souscrite (kW) 156 Cout R2 (€HT) 4 758 Cout R2 avec TVA5,5 (€TTC) 5 020 Cout TOTAl annuel (€ TTC) 18 802 Dont part abonnement 27%

Simulation immeuble bureaux 3 000 m²

Consommation (MWh) 225 Cout R1 (€HT) 12 171 Cout R1 avec TVA19,6 (€TTC) 14 557 Puissance souscrite (kW) 213 Cout R2 (€HT) 4 347 Cout R2 avec TVA5,5 (€TTC) 4 586 Cout TOTAl annuel (€ TTC) 19 142 Dont part abonnement 24%

Logement R1 0,06458998 € TTC / kWh Abonement R2 27% Cout total R1 + R2 0,082 € TTC / kWh

Activités R1 0,06458998 € HT / kWh Abonement R2 24% Cout total R1 + R2 0,080 € TTC / MWh

Réseau SETE cout moyen 0,081 € TTC/MWh

Bois énergie D’après le CEEB - Centre d’Etudes de l’Economie du Bois et son rapport « Prix et indices nationaux Sciages et Bois Energie du 1er Trimestre 2013 »1, le cout est de 19.03€ HT / MWh, soit 22,76€TTC / kWh . Ce prix ne tient pas compte de la livraison.

1 http://www.fnbois.com/fr/actus_ceeb


78/80

Source : fnbois


79/80

IX.2. Fiche technique : La chaufferie bois du résea u de chauffage urbain de Hauteville (Lisieux).


80/80

Etudes préalables ZAC Deux Rives

Expertise développement durable et thermique du bâtiment.

Groupement INGEROP (mandataire), Reichen et Robert & Associés, Société d’Ingénierie pour l’Aménagement, SOCOTEC QEC Version Date Phase Rédacteur Initiale 23.01.2013 Etudes préalables FM – SOCOTEC QEC

2/17

Sommaire

I. Emprunte carbone d’un projet ....................... ...............................................................3

I.1. « Faisons vite, ça chauffe »...........................................................................................3

I.2. Intervenir sur 75% des émissions potentielles ...............................................................4

II. Comment réduire l’impact de la ZAC au stade des étu des préalables ? ...................5

II.1. Réduire les consommations énergétiques.....................................................................5

Optimiser le plan-masse............................................................................................................. 6 Maitrise de l’approvisionnement en énergie ............................................................................. 13

II.2. Maitriser l’impact des transports ..................................................................................15

Limiter les déplacements .......................................................................................................... 15 Favoriser les modes « actifs » et non polluants ....................................................................... 16

III. Conclusion ......................................... ..........................................................................17

Introduction L’objet de cette étude est de proposer des pistes de réflexion pour limiter l’impact environnemental des futurs bâtiments et leurs installations à l’échelle du plan d’aménagement de la ZAC. Il s’agit notamment d’étudier les incidences éventuelles du plan-masse sur les émissions de gaz à effet de serre des futurs bâtiments et en particulier via leurs consommations énergétiques. Nous donnons ici quelques notions « chiffrées » permettant de visualiser l’impact de l’aménagement sur les bâtiments. Les enjeux identifiés, s’ils ne peuvent être maitrisés à l’échelle du plan-masse, pourront être traités via le règlement de ZAC.

3/17

I. Emprunte carbone d’un projet

I.1. « Faisons vite, ça chauffe » Depuis l’ère industrielle, la consommation d’énergie n’a cessé de croitre dans le monde, entrainée ces dernières années par une augmentation de la population des « pays développés ». La majorité des énergies consommées à l’heure actuelle dans le monde sont des énergies fossiles. L’augmentation des consommations énergétiques à deu x impacts principaux ; le changement climatique (émission de gaz à effet de serre) et la raréfaction des ressources.

Concentrations atmosphériques de gaz à effet de ser re depuis l’an 0

Source GIEC, 4ème rapport du premier groupe de travail (2007)

D’après les études du GIEC1 une élévation de la température comprise entre 1.1 et 6.42 aurait pour principales conséquences ; le bouleversement de la biodiversité, l’augmentation du niveau de la mer et l’aggravation des extrêmes climatiques (sécheresse, inondation, cyclones) avec un impact sur la production de nourriture. Parmi les mesures phares, le protocole de Kyoto vise à réduire les émissions des principaux gaz à effet de serre de 8 %3 à l’horizon 2008/2012 par rapport au niveau de 1990. La maitrise des consommations énergétiques présente également un enjeu politique, car la raréfaction et l’augmentation du coût des énergies fossiles entraineront des tensions économiques, politiques et sociales entre les états producteurs et consommateurs. La réduction des besoins permet de gagner en indépendance. Nous étudierons dans la seconde partie de ce rapport quelques pistes pour réduire les émissions de gaz à effet de serre à l’échelle d’un projet d’aménagement.

1 Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat 2 Plusieurs scénarios étudiés à l’échelle 2100 dans le quatrième rapport du GIEC (16 novembre 2007) 3 Pour les pays de l’UE

4/17

I.2. Intervenir sur 75% des émissions potentielles A l’horizon 2050, le gouvernement français s’est fixé un objectif de division par 4 des émissions de gaz à effet de serre par habitant. Par ailleurs, la ville se Strasbourg a traduit les objectifs nationaux en engagement concret à travers son plan Climat1 : réduction de 30% des émissions de gaz à effet de se rre à l’horizon 2020 . En 2009, les émissions des bâtiments (résidentiel et tertiaire) et des transports représentent environ 43% des émissions de gaz à effet de serre en France. Voici une répartition plus spécifique sur le territoire de la CUS (année 2006). Les bâtiments et le transport représentent 55% des émissions de gaz à effet de serre sur la Communauté urbaine de Strasbourg. La production et la distribution d’énergie, qui représ ente 20% des émissions, peut également être prise en compte dans le projet d’aménagement, notamment par une production in-situ ou mutualisée et grâce aux énergies renouvelables.

Répartition des émissions de gaz à effet de serre s ur la CUS en 2006

Plan Climat de la CUS (inventaire ASPA) – février 2010

Le projet de ZAC Deux Rives (secteurs Citadelle, Starlette, Coop) est constitué d’environ 504 468 m² constructibles, dont 49 % de logements et 13 % de tertiaire d’après le schéma directeur. Nous avons l’opportunité d’intervenir sur les principales sources d’émission de gaz à effet de serre sur la communauté urbaine : bâtiments, transports, production et distribution d’énergie. Il ne faut pas oublier « l’énergie grise » induite par la phase constructi on des bâtiments et des aménagements . Il s’agit des émissions induites par l’extraction des matières premières, leur transformation, leur transport et leur mise en œuvre. Un bilan carbone ou une analyse du cycle de vie pourront être réalisés par les promoteurs ou l’aménageur pour connaitre précisément ces impacts. Par ailleurs, un nouveau label « Bâtiments Biosourcés » pourrait être demandé aux constructeurs pour réduire l’impact de leurs projets.

1 Plan Climat Territorial de la Communauté urbaine de Strasbourg – Février 2010.

5/17

II. Comment réduire l’impact de la ZAC au stade des études préalables ?

II.1. Réduire les consommations énergétiques Voici la représentation des consommations règlementaires pour un immeuble collectif de logements1.

Répartition des consommation règlementaires (RT2012 ) d'un collectif de 20 logements

Eclairage5%

ECS36%

Chauffage50%

Auxiliaire9%

Etude SOCOTEC

Les consommations de chauffage sont prédominantes, mais n’ont cessé de diminuer ces dernières années grâce à l’évolution des règlementations thermiques. En revanche, les consommations liées aux auxiliaires, à l’éclairage et à l’eau chaude sanitaire sont relativement incompressibles. Pour continuer à réduire les consommations énergétiques des bâtiments, il est nécessaire d’introduire la production d’énergie sur site via une source renouvelable. Le principe de compensation des consommations par la production in-situ permet de tendre vers des bâtiments passifs (BEPAS) ou à énergie positive (BEPOS objectif RT 2020). Ainsi, la principale innovation à venir tient dans le recours aux énergies renouvelables.

1 Scénario type RT 2012 : Chaudière gaz à condensation, ventilation simple flux. Isolation par l’extérieur.

6/17

Optimiser le plan-masse Dans le cadre du projet de création de la ZAC Deux Rives, les consommations énergétiques des futurs bâtiments peuvent être influencées par le plan-masse. Par exemple, il y a plusieurs manières de gérer la densité (COS) selon l’emprise au sol recherchée. En revanche, la forme urbaine choisie peut impacter : - Les consommations énergétiques de chauffage (compacité de l’enveloppe) - Le « droit au soleil » avec la problématique des ombres portées

Source : Institut d’Aménagement et d’Urbanisme d’Ile de France. http://www.iau-idf.fr

La densité permet également de réduire le ratio d’aménagement (VRD) par habitant et ainsi réduire l’impact environnemental en phase chantier (matériaux, engins, …) et en exploitation (distance à parcourir, surface imperméabilisée, eau à traiter,…). Outre l’aspect purement mathématique de la densité, l’implantation des masses module les espaces extérieurs et peut avoir un impact sur leur confort (ombres, vent, îlot de chaleur…). Cet aspect de l’aménagement sera abordé dans l’étude topoclimatologique à venir.

7/17

L’orientation des vitrages

Pour rappel, la RT 2012 impose un ratio de vitrage supérieur ou égal à 1/6 de la surf ace de plancher . D’après les méthodes de calcul règlementaires (RT2012), l’orientation peut impacter les consommations totales d’un bâtiment jusqu’à 10%. Notamment pour les petits et moyens immeubles de logements. Note : L’orientation bioclimatique du vitrage impacte également le coefficient « Bbio1 » et la température intérieure de confort (confort d’été) qui sont calculés pour valider le niveau RT 2012.

Impact de l'orientation principale du vitrage sur l es consommations (calcul RT 2012)

Immeuble collectif de 20 logements

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Orientation principale du vitrage

Con

som

mat

ion

tota

le d

u bâ

timen

t en

kWh/

m².

an (

Cha

uffa

ge,

EC

S,

vent

ilatio

n,

Aux

ilaire

s, E

clai

rage

)

Sud Est Nord Ouest

Immeuble collectif de 50 logements

Orientation principale du vitrage

Sud Est Nord Ouest

Etude SOCOTEC

Il s’agit ici de l’impact (règlementaire) sur la totalité d’un bâtiment. Mais la différence peut-être encore plus marquée entre un logement monoorienté au nord ou monoorienté au sud. Seuls les logements traversants nord-sud permettent un confort bioclimatique optimal. La volumétrie d’un bâtiment collectif et surtout son système de distribution (nombre de cage d’escalier), détermine la répartition et la pluriorientation des logements. Le facteur le plus important en termes d’orientation reste le confort et la qualité de vie des usagers. Le ratio de surface vitrée et leur orientation participent au confort visuel et à la réduction des consommations d’éclairage.

1 Conception bioclimatique pour réduire les besoins

8/17

Gestion des masques et ombres portées

L’optimisation de l’orientation du vitrage n’a de sens que si le bâtiment ne subit pas d’ombres portées. D’après la course du soleil à Strasbourg, nous pouvons déterminer les angles de vue permettant de profiter d’un maximum de l’ensoleillement. Pour que les façades soient entièrement ensoleillées au minimum 6 mois dans l’année (de mars à septembre), l’angle d’incidence ne doit pas être supérieur à celui de la zone grisée. C'est-à-dire 42° au sud et 20° à l’est et à l’ouest.

Angle d’incidence (orientation sud à midi –heure so laire)

Angle d’incidence (orientation est à 8h –heure sola ire)

Angle d’incidence (orientation ouest à 16h –heure s olaire) Note : pour que les apports solaires participent au chauffage des bâtiments, il faut observer la course du soleil lors des 6 mois froids de l’année : de septembre à mars. Durant cette période, les apports solaires ne sont représentatifs que de 10h à 14h sur l’orientation sud (intensité suffisante). Pour éviter tout masque en hiver et profiter de la chaleur du soleil, l’angle d’incidence doit être inférieur ou égal à 15° sur l ’orientation sud. Cette disposition est quasi impossible à respecter en milieu urbain dense, c'est pourquoi l’implantation des masses (en quinconce par exemple) permet de réduire les effets de masque d’un bâtiment sur l’autre. Voir le résultat de la simulation avec et sans quinconce ci-après.

18° 65° 42°

Décembre Mars ou Septembre Juin

1° 37°


20°

1° 37°


20°

Confort de vie Angle inférieur ou égal à respecter pour un ensoleillement 6 mois dans l’année

9/17

Le POS de Strasbourg préconise généralement un angle de vue de 45°1 (sud, est, ouest et 60° au nord). Ce qui correspond à l’ensoleillement suivant :

Nombre d’heures ensoleillées par jours en moyenne s ur l’année et au mois de décembre sur une façade sud 2.

Les bâtiments avoisinants entourent le bâtiment et représentent un angle de vue de 45°.

Les bâtiments avoisinants sont disposés en quinconc e et représentent un angle de vue de 45°.

1 Secteur NdrUB – Route du Rhin/Aristide Briand – Règlement approuvé Mars 2002 - Modifié le 30 juin 2011 2 Simulation SOCOTEC avec le Logiciel Ecotect

Moyenne annuelle : Globalement la qualité de l’ensoleillement est répartie sur 3 zones : bon moyen et mauvais.

Moyenne sur décembre : Aucun ensoleillement sur les 2/3 de la façade.

Moyenne annuelle : L’ensoleillement est maximal sur ½ de la façade et plutôt satisfaisant sur le reste de la façade.

Moyenne sur décembre : Ensoleillement maximal sur 1/3 de la façade et moyen sur les 2/3 restants.

10/17

Les bâtiments avoisinants entourent le bâtiment et représentent un angle de vue de 22.5°.

Dans tous les cas de figure, les étages inférieurs sont toujours les plus exposés aux effets de masque. C’est pourquoi il est intéressant de réserver ces espaces inférieurs aux locaux communs et parking ou bureaux et commerces qui ont moins besoins d’ensoleillement direct en raison du risque de surchauffe et de gêne visuelle. La disposition en quinconce permet de garantir l’accès à la lumière naturelle au moins quelques heures par jour pour tous.

Moyenne annuelle : L’ensoleillement est optimal sauf sur le quart inférieur qui subit en masque en hiver – voir ci-contre.

Moyenne sur décembre : Ensoleillement maximal sur 2/3 de la façade et nul sur les 1/3 restants.

11/17

Densité du bâti

La densité (ou compacité) d’un bâtiment est déterminée par le rapport entre la surface de l’enveloppe et le volume intérieur à chauffer. Exemple pour plusieurs typologies de bâtiments de logements.

Coeficient de densité (surface déperditive par rapport au volume chauffé)

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

Maisonindividuelle

Maisonsaccollées

IntermédiareR+2

Collectif R+4 Collectif R+6 Collectif R+8

Source : calculs SOCOTEC

Entre une maison individuelle et un bâtiment collectif, les besoins en chauffage peuvent être divisés par 31. L’impact sur les consommations totales du bâtiment (ECS, chauffage, éclairage, ventilation, auxiliaires) est d’environ 30% (entre les deux extrêmes)2. On remarque aussi que la courbe se ralentit rapidement. Le gain n’est plus très significatif au-delà du R+4. Plus un bâtiment est compact, plus les déperditions thermiques sont faibles et les consommations de chauffage, rapportées à la surface, sont réduites. Le ratio est déjà très intéressant à partir du R+4 Note : Il s’agit ici de volume simplifié. Le découpage des façades peut totalement faire chuter cet optimal de densité. Note générale : l’isolation renforcée des bâtiments tend à baisser les besoins en chauffage et donc à réduire l’impact de la densité et de l’orientation des vitrages. Néanmoins, lorsqu’on vise la réalisation de bâtiments passifs ou positifs, ces paramètres de conception peuvent aider de manière « gratuite » à réduire les besoins au maximum.

1 Il s’agit d’une interprétation simplifiée. Le calcul règlementaire (RT) tient compte de paramètres complexes tels que les circuits et auxiliaires de distribution, foisonnement des besoins, sur puissance, etc. 2 Le chauffage représente en moyenne 50% des consommations d’un bâtiment (RT 2012). Attention, il s’agit d’une approche simplifiée.

12/17

Potentiel énergies renouvelables (faciliter leur ut ilisation)

Note : une étude spécifique sur le potentiel en énergies renouvelables sera effectuée par l’équipe de conception. Néanmoins, nous pouvons déjà évoquer les grands principes en lien avec le plan-masse. Parmi les énergies renouvelables qui peuvent nécessiter une prise en compte au niveau du plan-masse nous pouvons citer : - L’énergie solaire (photovoltaïque ou thermique)

L’optimal de production annuelle des panneaux solaires est atteint pour une orientation sud et une inclinaison de l’ordre de 45°. Une inclinaison plus importante est souhaitable si on veut favorise les apports d’hiver (production de chauffage). Généralement, les panneaux sont installés en toiture afin de bénéficier du meilleur ensoleillement. Les toitures plates permettent d’orienter les panneaux sans contrainte (si ce n’est esthétique). Néanmoins, l’orientation du bâtiment peut influencer le « taux de remplissage ». Attention, l’installation des panneaux solaires est souvent gênée par les autres organes techniques se retrouvant en toiture : édicules d’ascenseur, conduit de VMC, etc… Exemple : Dans le cas de toitures en pente, seule l’orientation sud pourra être exploitée (à plus ou moins quelques degrés). Une étude du potentiel solaire est de toute façon à réaliser au cas par cas. La surface exploitable est optimisée par rapport à une toiture plate (sauf fenêtre de toit ou chien assis), car les organes techniques sont situés en combles.

En cas de toiture en pente, seules les orientations sud pourront être exploitées. Les toitures plates laissent plus de flexibilité, mais en réalité le taux de remplissage est plus faible.

- L’éolien

Bien que peu développé en France l’énergie éolienne peut être exploitée en contexte urbain. En effet les petits rotors à axe verticaux sont peu sensibles aux turbulences. L’implantation en toiture ne nécessite pas d’aménagement particulier du plan-masse. Il a l’avantage de dominer les bâtiments et donc de maximiser l’accès au gisement. L’implantation sur mat nécessite un emplacement réservé et consomme donc de l’espace (impact visuel plus marqué). Il est possible de concentrer « le flux » par l’implantation des bâtiments en créant des couloirs venteux, mais cela serait probablement au détriment du confort de vie.

Pas d’impact sur le plan-masse si ce n’est un emplacement favorable réservé en cas d’éolienne sur mat. Par ailleurs, l’étude topo climatologique qui sera réalisée ultérieurement permettra d’identifier plus précisément les phénomènes de déplacement d’air.

X 27

X 24 (-11% de surface utile)

13/17

- La géologie et l’hydrogéologie

Les calories du sol ou plutôt de la nappe phréatique sont largement exploitées en Alsace du fait de la proximité de la ressource. Il n’y a pas d’impact sur le plan-masse puisque les installations de forage sont souterraines. La seule contrainte est liée à l’espacement suffisant des puits (captage – rejet). Ainsi, les tailles des parcelles doivent être suffisantes par rapport aux débits nécessaires, surtout dans le cas de COS élevé. Néanmoins, une mutualisation de la production à l’échelle de plusieurs îlots, voire d’un quartier, permet de libérer plus de place. - Le bois

En termes de place, une chaufferie bois nécessite un espace de stockage qui peut être important selon les besoins de l’installation. La capacité de stockage est conditionnée par l’autonomie souhaitée. Par ailleurs, le bois induit une livraison de la ressource. Les infrastructures routières doivent donc permettre le passage de camions et l’organisation du plan-masse doit intégrer le risque lié au fort trafic de poids lourds en période de grands froids.

Maitrise de l’approvisionnement en énergie

Choix de l’énergie

D’un point de vue règlementaire (prise en compte dans les calculs), le facteur de conversion en énergie primaire qui est utilisé pour déterminer les consommations d’un bâtiment est le suivant :

Energie kWh énergie primaire comptabilisée pour le calcul des consommations règlementaires

(RT 2012) Fioul = 1 kWhep Gaz = 1 kWhep

Electricité = 2.58 kWhep Bois = 1 kWhep

Pour 1 kWh consommé de

Solaire = 0 kWhep Par ailleurs, voici l’impact carbone de chaque énergie1 :

Impact carbone

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

Fioul Gaz Electricitéréseau

Electricitérenouvelabledu bâtiment

Boiskg C

O2

émis

par

kW

PC

I de

chaq

ue é

nerg

ie

1 Selon l’arrêté du 21 septembre 2007 relatif au diagnostic de performance énergétique pour les bâtiments neufs, renvoyant à l’annexe 4 de l’arrêté du 15 septembre 2006.

14/17

L’échelle de production

La mutualisation des systèmes de production permet de foisonner les besoins et d’obtenir les meilleurs rendements de production. Par ailleurs, le coût global est intéressant puisque le coût de l’installation et de l’entretien sont mutualisés. En revanche, dans le cas d’une gestion par un prestataire extérieur, le coût de revente du kWh doit être maitrisé. Par contre, l’étalement des besoins dans l’espace induit des pertes liées au réseau de distribution. L’échelle doit donc rester adaptée à la densité.

Le Réseau de chaleur

Le réseau de chaleur est un geste politique fort puisqu’il « impose » une source énergétique aux constructeurs.

L’avantage est de maitriser l’empreinte carbone de tout un quartier, mais les contraintes technico-économiques et juridiques peuvent être importantes. Note : Un réseau de chaleur au gaz est déjà présent sur le périmètre d’étude (réseau de l’Esplanade, Route du Petit Rhin). Un nouveau réseau alimenté par bio-masse est en projet.

15/17

II.2. Maitriser l’impact des transports Nous avons vu que les déplacements représentent environ un quart des émissions de CO2 sur la CUS. L’impact précis du projet de ZAC pourrait être déterminé par la réalisation d’un bilan carbone®. Au stade des études préalables, les grands principes pouvant être appliqués pour contribuer à la réduction des transports sont :

Limiter les déplacements

Limiter l’étalement urbain

Par sa localisation proche du centre-ville de Strasbourg et de Kehl, le projet de ZAC des deux rives contribue naturellement à créer des logements et activités proches de la ville et donc à limiter les déplacements. L’objectif de densité proposé par le Schéma Directeur vise justement à optimiser l’espace disponible dans l’agglomération urbaine.

Créer des commerces et services de proximité

En créant des commerces et services de proximité, on limite les déplacements. Néanmoins, l’offre doit être représentative des catégories sociales présentes. Néanmoins, les commerces et services peuvent générer des flux supplémentaires (livraison, employés, déchets).

Réduire la place de la voiture dans l’aménagement

La réduction de la place physique de la voiture dans l’aménagement contribue à faire changer les mentalités et à désacraliser ce mode de déplacement. L’enjeu principal consiste à proposer un cadre de vie plus agréable (réduire le risque d’accident, augmenter le quota d’espace vert) et sain (réduire le bruit, la pollution,…).

Gérer le stationnement

L’impact le plus « incitatif » sur l’usage quotidien d’un véhicule est l’offre de stationnement. Avec 0.5 place par logement à proximité des transports en commun, la ville de Strasbourg est restrictive. Mais cette politique est en cohérence avec un développement important des transports en commun. La localisation du stationnement dans l’aménagement peut également jouer un rôle prépondérant. Le fait d’éloigner le stationnement du domicile et de rapprocher les autres modes de déplacement (notamment les locaux vélos) permet d’inciter les usagers à utiliser de nouveaux modes alternatifs.

Inciter le Covoiturage

Le covoiturage peut être une alternative, car les déplacements automobiles occasionnels restent indispensables pour la plupart des ménages.

16/17

Favoriser les modes « actifs » et non polluants En termes de mobilité on entend souvent parler de restriction de la voiture. Néanmoins, afin que la transition des modes de déplacement soit bien acceptée, il est indispensable de mettre en valeur et prioriser les modes actifs ou non polluants.

Cheminements piétons

En premier lieu, la qualité des espaces publics et des cheminements piétons contribuent à s’approprier l’espace et favoriser les déplacements « hors d’un habitacle ». La valorisation des déplacements piétons doit être étroitement liée à l’étude de sécurité des espaces publics. Une étude de sécurité sera réalisée dans le cadre des études préalables.

Pistes cyclables

Strasbourg est considérée comme une ville pilote pour la qualité de ses aménagements cyclables et la part de plus en plus importante de ce mode dans les déplacements de la CUS. La qualité des pistes cyclables en termes de sécurité et d’agrément contribue à favoriser les déplacements en vélo. Il est important que les tracés soient efficaces afin d’en faire un mode de déplacement concurrentiel à la voiture. Par ailleurs, l’usage du vélo doit être facilité au maximum, notamment par la conception de locaux de stockage sécurisé et très accessible pour les usagers.

Tramway / bus

La politique de développement des transports en commun est engagée depuis de nombreuses années sur la CUS. Le développement de l’offre en tramway et bus doit être anticipé et adapté à l’échelle de la ZAC Deux Rives. En effet, la réduction des déplacements automobiles ne peut être acceptée par la population que si l’offre alternative est performante. Une étude spécifique sur le secteur des deux rives à été menée par le cabinet Transitec1.

1 Impacts des projets d’urbanisation sur les systèmes de transport et propositions de développement des transports collectifs – Transitec – janvier 2013.

17/17

III. Conclusion Les choix urbains opérés dans le cadre de la création de la ZAC Deux Rives influencent la démarche environnementale globale de ce « fragment » de ville. Si les constructeurs ont la responsabilité d’une majorité des impacts (choix des matériaux, gestion de l’eau, consommation énergétique…), il faut leur apporter un contexte favorable pour les réduire au maximum. En premier lieu, les consommations de chauffage doivent être limitées par une conception bioclimatique des bâtiments. Notamment en privilégiant la densité et la compacité des constructions ainsi que des logements traversants. Les énergies renouvelables permettront de compenser les consommations énergétiques incompressibles des bâtiments et ainsi tendre vers une empreinte neutre. Nous verrons via l’étude de faisabilité sur le potentiel en énergies renouvelables quelles sont celles qui devront être privilégiées. Une réflexion est à mener sur l’échelle de production énergétique la plus appropriée dans chaque cellule de la ZAC. La densité favorise la mutualisation et ainsi l’optimisation des coûts d’investissement et de gestion. Enfin, les déplacements automobiles « pèsent lourd » dans l’empreinte carbone du projet urbain. Il s’agit d’inciter les modes doux afin de réduire l’usage de la voiture individuelle. Ce qui permettra également de lutter contre l’engorgement de ce secteur. Les idées initiées au stade des études préalables devront être traduites dans les documents-cadres. Afin de garantir la bonne compréhension des enjeux et l’intégration de ces objectifs environnementaux, il sera nécessaire de mettre en place un suivi et une évaluation du projet en phase conception/réalisation.

Documents

ZONE D’AMENAGEMENT CONCERTE DES DEUX …media.strasbourg.eu/alfresco/d/d/workspace/SpacesStore/5e78d047... · Les politiques environnementales en thermes d’énergie et de Climat.....9