Les réseaux de chaleur et de froid : des solutions d'avenir pour des villes durables

Un réseau de chaleur est un système de distribution d'énergie thermique à l'échelle d'un quartier ou d'une ville. Une centrale thermique produit de la chaleur qui est acheminée sous forme d'eau chaude ou de vapeur via un réseau de canalisations souterraines vers les bâtiments raccordés pour assurer leur chauffage et leur production d'eau chaude sanitaire. Les réseaux offrent une grande efficacité énergétique avec un rendement supérieur à 85% contre 60% pour une chaudière individuelle gaz.

Sur le plan écologique, les réseaux de chaleur permettent de mobiliser massivement les énergies renouvelables et de récupération : biomasse (bois-énergie), géothermie, chaleur de récupération issue de l'incinération de déchets ou de procédés industriels, etc. En 2022, ces énergies vertes représentaient en moyenne 66,5 % du mix des réseaux. Leur verdissement se poursuit à un rythme soutenu pour atteindre un objectif de 75 % en 2030.

Pour les collectivités, le recours aux réseaux de chaleur présente de multiples bénéfices. Sur le plan économique, ils permettent de maîtriser durablement le coût du chauffage grâce à un mix diversifié et des tarifs stables et compétitifs. Ils contribuent également à l'attractivité du territoire et à la création d'emplois locaux non délocalisables. En valorisant une énergie produite localement, ils favorisent l'économie circulaire et réduisent la dépendance aux importations d'énergies fossiles. Enfin, en substituant des énergies renouvelables aux combustibles fossiles, ils permettent de réduire les émissions de gaz à effet de serre, améliorent la qualité de l'air et préservent la santé des populations.

Alors que les réseaux de chaleur fournissent aujourd'hui 7% du chauffage des bâtiments en France, la Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC) vise un doublement de ce taux à horizon 2030 pour atteindre 15%, soit 3,4 millions d'équivalents logements raccordés contre 2,4 aujourd'hui. Pour atteindre cet objectif ambitieux, plusieurs leviers sont activés.

Sur le plan réglementaire, la loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte (TECV) de 2015 a instauré un cadre favorable au développement des réseaux de chaleur vertueux. Elle a introduit un seuil minimal de 50% d'énergies renouvelables et de récupération (EnR&R) pour bénéficier d'un taux de TVA réduit sur la chaleur vendue et d'aides financières (Fonds Chaleur). Elle étend également le classement des réseaux, qui permet aux collectivités d'imposer le raccordement de certains bâtiments neufs ou rénovés.

Le principal moteur de croissance du marché sera la densification et l'extension des réseaux de chaleur existants. En effet, 80% du potentiel de développement se situe dans les zones déjà desservies par un réseau. L'enjeu est de raccorder un maximum de bâtiments situés à proximité du tracé, avec un effort particulier sur les copropriétés privées. La compétitivité des réseaux sera renforcée par la hausse tendancielle des prix des énergies fossiles.

La création de nouveaux réseaux de chaleur dans les territoires propices constitue le second axe de développement. Selon une étude de l'ADEME, 2,1 millions d'équivalents logements supplémentaires pourraient être raccordés de façon pertinente d'ici 2030, dont la moitié dans des villes de moins de 100 000 habitants. Les collectivités sont incitées à réaliser des schémas directeurs pour identifier les zones prioritaires et planifier les investissements nécessaires. L'enjeu est de valoriser au mieux les ressources locales disponibles (biomasse, géothermie, chaleur de récupération…) et de mutualiser les coûts.

Idex contribue activement au maillage du territoire en réseaux de chaleur vertueux. A titre d’exemple,  en région Auvergne-Rhône-Alpes, le Groupe exploite de nombreuses installations alimentées majoritairement par des énergies renouvelables et de récupération. C'est le cas à Aix-les-Bains (73) où le réseau dessert 2000 équivalents logements avec un mix à 75% d'EnR&R, ou encore à Annecy avec le réseau Annecy Bio Chaleur qui affiche 78% d'EnR&R pour 5000 équivalents logements raccordés. Sur le réseau innovant des Trésums, également à Annecy, la boucle d'eau du lac permet d'atteindre 66% d'EnR&R. À Egletons (19), la chaufferie biomasse couplée à l'unité de valorisation énergétique des déchets porte la part renouvelable à 93% pour 1850 équivalents logements. Le réseau de Givors (69) affiche quant à lui 74% d'EnR&R pour 2700 équivalents logements. À Oyonnax (01), les 5000 équivalents logements raccordés bénéficient d'un mix à 75% d'EnR&R. Enfin, deux réseaux à très haute performance environnementale font également figure d'exemple : celui de Fillière (74) qui atteint 90% d'EnR&R pour 450 équivalents logements, et celui de Viry (74) avec 95% d'EnR&R pour 700 équivalents logements. Autant de références qui illustrent l'engagement d'Idex en faveur de la chaleur renouvelable en Auvergne-Rhône-Alpes sur des réseaux de toutes tailles.

Pour verdir leur mix, les réseaux de chaleur mobilisent une palette d'énergies renouvelables et de récupération aux atouts complémentaires. Première source utilisée, la biomasse (bois-énergie) assure 30% des livraisons de chaleur en 2022. Sa combustion est considérée comme neutre en CO2 car le bois brûlé restitue le carbone absorbé pendant sa croissance et se régénère sur une échelle de temps relativement brève. Les chaufferies biomasse offrent une production pilotable, facilement mobilisable en période de pointe. Idex a par exemple mis en service en 2024 la chaufferie biomasse du réseau de chaleur de la commune d’Abondance dont la performance du mix énergétique atteint 95 % d’énergie renouvelable.

Deuxième source, la géothermie couvre 11% des besoins avec un potentiel de développement important. Cette énergie locale et non intermittente peut assurer jusqu'à 70% des besoins de chaleur d'un réseau. Idex exploite par exemple depuis 1980 un réseau de géothermie profonde au Mée-sur-Seine (77). Son doublet géothermal au Dogger alimente 70% des besoins du réseau qui dessert 6000 équivalents logements, avec un coût de la chaleur inférieur de 15% à une solution gaz.

La récupération de chaleur fatale constitue le troisième pilier du verdissement des réseaux. Issue de sites industriels ou de data centers, cette source représente 9% du mix et pourrait tripler d'ici 2030 selon l'ADEME. Idex a par exemple remporté en 2024 la concession pour la création du réseau de chaleur de l'agglomération d'Agen (47). Tirant parti d'un mix énergétique composé à 84 % de chaleur fatale récupérée d'une usine de valorisation de déchets et d'industriels locaux, ce réseau de 15,8 km livrera 41 GWh de chaleur par an à 53 bâtiments. Ce projet permettra d'éviter l'émission de 7400 tonnes de CO2 par an, soit l'équivalent de 3400 voitures retirées de la circulation. Autres gisements en développement, l'incinération de déchets non recyclables fournit 26% de la chaleur et le solaire thermique monte en puissance avec un parc multiplié par 4 depuis 2012.

Le verdissement des réseaux de chaleur s'inscrit dans une dynamique globale d'aménagement urbain durable. Les collectivités sont incitées à intégrer le développement des réseaux dans leurs documents de planification (PCAET, PLU, SCOT…) en cohérence avec leurs projets d'urbanisme. L'enjeu est d'optimiser les investissements en synchronisant l'extension des réseaux avec les opérations de construction et de rénovation thermique des bâtiments. Une densité minimale est en effet nécessaire pour assurer la pertinence technico-économique d'un réseau.

Face au changement climatique, les besoins de rafraîchissement urbain vont fortement augmenter dans les prochaines années. Les réseaux de froid apparaissent comme une solution pertinente pour rafraîchir les bâtiments de manière écologique et économique. Leur principe est similaire aux réseaux de chaleur, avec une production centralisée de froid distribué aux utilisateurs via un réseau souterrain. L'eau glacée produite permet d'alimenter les systèmes de climatisation des bâtiments raccordés.

Les réseaux de froid présentent de multiples atouts environnementaux. Ils permettent de mutualiser les besoins et d'optimiser le dimensionnement des installations, réduisant ainsi les consommations d'énergie. Ils peuvent mobiliser des sources de froid renouvelables ou de récupération comme l'eau de mer, l'eau de nappe, les variations de températures extérieures (freecooling) ou encore la récupération de froid sur des process industriels. Des systèmes de stockage de froid permettent de lisser la production. Résultat, leur contenu carbone est 50% plus faible en moyenne que des solutions individuelles.

Encore émergent, le marché des réseaux de froid connaît une dynamique prometteuse. On compte aujourd'hui en France une quarantaine de réseaux délivrant 1 TWh de froid par an, soit 4% des consommations du secteur tertiaire. Un triplement de la production est envisagé d'ici 2030 selon une étude du SNCU. Le potentiel est particulièrement important dans les grandes agglomérations et les villes côtières, avec des zones à forte densité propices comme les quartiers d'affaires, les hôpitaux, les aéroports ou les écoquartiers.

Idex compte parmi les leaders des réseaux de froid en France, avec plusieurs réalisations emblématiques. Le Groupe a par exemple remporté en 2018 la concession pour créer et exploiter le réseau de l'écoquartier Nice Méridia (06). Alimenté à 80% par la géothermie grâce à un champ de 12 puits et 4 thermofrigopompes de 5,5 MW, il fournira à terme 15 GWh de froid par an à 500 000 m² de bâtiments, avec un contenu carbone de seulement 13 gCO2/kWh. Idex a aussi développé le réseau de Boulogne-Billancourt (92), qui fournit 10 GWh de froid par an avec une empreinte carbone tout aussi performante.

Pour encourager l'essor des réseaux de froid vertueux, des évolutions réglementaires et des mécanismes de soutien sont attendus, sur le modèle de ce qui existe pour les réseaux de chaleur. L'enjeu est d'offrir un cadre incitatif pour sécuriser les investissements sur ces infrastructures. De quoi accélérer le déploiement de ces solutions bas-carbone de climatisation centralisée des villes.

Face à l'urgence climatique, les réseaux de chaleur et de froid s'imposent comme des outils incontournables pour verdir le chauffage et le rafraîchissement des villes. En mobilisant massivement les énergies renouvelables et de récupération locales, ces infrastructures vertueuses permettent de substituer les énergies fossiles par une chaleur et un froid bas-carbone, tout en offrant un prix compétitif et stable aux usagers. Avec un cadre réglementaire favorable et des mécanismes de soutien adaptés, leur essor devrait fortement s'accélérer dans la décennie à venir.

Acteur engagé de la transition énergétique des territoires, Idex accompagne les collectivités à chaque étape de leurs projets de réseaux de chaleur et de froid vertueux. De la conception à l'exploitation, en passant par le financement, la construction et la maintenance, le Groupe met son expertise au service des villes pour développer des solutions performantes et innovantes, adaptées aux ressources et aux besoins locaux. Partenaire de confiance des élus, Idex continuera à s'engager au quotidien pour accélérer la décarbonation du chauffage et du rafraîchissement urbain, au bénéfice du climat et de la qualité de vie des citoyens.

Références documentaires :

• Enquête annuelle sur les réseaux de chaleur et de froid, édition 2022, SNCU (Syndicat National du Chauffage Urbain et de la Climatisation Urbaine) 
• Étude ADEME "Un mix de gaz 100 % renouvelable en 2050 ?" (Janvier 2018)
• Étude ADEME "Réseaux de chaleur : une filière d'avenir" (Février 2019)
• Stratégie Nationale Bas-Carbone (SNBC), ministère de la Transition écologique (mars 2020)
• Étude SNCU/FEDENE "Réseaux de froid, données 2020" - (Octobre 2021)
• Bilan énergétique de la France en 2021, ministère de la Transition écologique - (Avril 2022) 

Qu'est-ce qu'un réseau de chaleur et comment ça marche ? 

Un réseau de chaleur est un système de distribution de chaleur à l'échelle d'un quartier ou d'une ville. Une centrale produit de la chaleur qui est acheminée sous forme d'eau chaude ou de vapeur via un réseau de canalisations souterraines vers les bâtiments raccordés pour assurer leur chauffage et leur eau chaude sanitaire.

Quels sont les principaux atouts des réseaux de chaleur ?

Sur le plan écologique, les réseaux permettent de mobiliser massivement les énergies renouvelables et de récupération (biomasse, géothermie, chaleur fatale...). Ils offrent un rendement élevé et réduisent les émissions. Pour les collectivités, ils permettent de maîtriser les coûts, de réduire les émissions de gaz à effet de serre liée à la production de chaleur et de froid, de créer de la valeur locale et d'améliorer la qualité de l'air.

Quel est le potentiel de développement des réseaux de chaleur en France ? 

L'objectif est de livrer 3,4 millions d'équivalents logements raccordés en 2030 contre 2,7 en 2022. Le gisement est important via la densification des réseaux existants et la création de nouveaux réseaux vertueux.

Comment les réseaux de chaleur se verdissent-ils ?

En mobilisant toutes les sources d'énergies renouvelables et de récupération locales : bois-énergie, géothermie, récupération de chaleur fatale, solaire thermique, etc. La part de ces EnR&R dans le mix des réseaux atteint déjà 66,5 % en moyenne, contre 23,7% pour le mix énergétique national tous secteurs confondus. L'objectif est de porter ce taux à 75 % en 2030.

Qu'est-ce qu'un réseau de froid et quels sont ses avantages ? 

Sur le même principe qu'un réseau de chaleur, un réseau de froid permet de produire du froid de façon centralisée et de le distribuer via un réseau pour climatiser des bâtiments. Leurs principaux atouts sont la mutualisation des besoins, l'utilisation de sources de froid renouvelables (géothermie, freecooling...) et un contenu carbone 50% plus faible que des solutions individuelles.

Quel est le rôle d'Idex dans le développement des réseaux de chaleur et de froid ? 

Idex est un acteur de référence qui accompagne les collectivités de la conception à l'exploitation des réseaux, en passant par le financement, la construction et la maintenance. Le groupe compte de nombreuses références en France, avec par exemple des réseaux vertueux à Aix-les-Bains, Annecy, Givors, Oyonnax ou encore Nice Méridia pour le chaud et le froid. Idex continuera à s'engager pour accélérer le développement de ces solutions.