Etude de préfaisabilité de mise en place d’un réseau de chaleur à chaufferie bois

Commune de Pomarez

Juillet 2013

- 1 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Table des matières

Introduction ...... - 3 - 1- Analyse de la demande énergétique ...... - 4 - 1.1 Audit énergétique des bâtiments à chauffer ...... - 4 - 1.2 Analyse des besoins thermiques et des dépenses de chauffage ...... - 6 - 2- Etude énergétique ...... - 7 - 2.1 Etude énergétique des bâtiments ...... - 7 - 2.1.1 Puissance à installer ...... - 7 - 2.1.2 Analyse des performances des installations ...... - 8 - 2.2 Etude du réseau de chaleur à mettre en place ...... - 8 - 2.2.1 Longueur du réseau de chaleur ...... - 8 - 2.2.2 Emplacement optimal ...... - 8 - 2.3 Etude du générateur de chaleur ...... - 9 - 2.3.1 Puissance ...... - 9 - 2.3.2 Consommation ...... - 10 - 2.3.3 Etud e du silo de stockage suivant l’adéquation production/consommation et de son emplacement ...... - 11 - 3 Analyse économique et financière...... - 11 - 3.1 Détail des investissements ...... - 11 - 3.2 Coût d’exploitation et retour sur investissement ...... - 12 - Synthèse note d’opportunité – Réseau de chaleur au bois ...... - 15 -

- 2 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Introduction

La convention Agriculture -Environnement – Volet énergie (signée entre le Conseil Général des , la Chambre d’Agriculture et la Fédération des Cuma des Landes), intègre pour la Fédération des Cuma la pris en charge d’une dizaine de jour de travail par an sur la vulgarisation du bois énergie.

La Fédération des Cuma est intervenue dans ce cadre, à l’Assemblée Générale du SIVU des Chênaies de l’Adour (10 juillet 2012), pour proposer la réalisation de pré -étude s. Cette Assemblée Générale fut suivie d’une enquête pour identifier les communes intére ssées par ce travail. Celle -ci a permis de remonter 10 réponses positives : Laurède, , , Pomarez, Castelnau , Dax, Saugnac et Cambran, Préchacq les Bains, Pontonx sur l’Adour, Narosse, Saint Aubin.

L’étude de préfaisabilité réalisée c onstitue un outil d’aide à la décision.

- 3 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Déroulement: La Fédération des Cuma des Landes a été chargée de se rendre sur le site concerné afin d'y rencontrer le porteur de projet, lui présenter les enjeux d'un projet Bois Energie, situer celui-ci dans son cadre territorial, collecter les do nnées nécessaires à son analyse et éventuellement le clarifier, voire l'élargir ou le réorienter.

Remarques importantes : Toutes les notions de productions et de consommations contenues dans ce document ne sont que des estimations. Elles proviennent de ratios et de données fournies par les établissements enquêtés et sont destinées à fournir des éléments de choix. Les coûts an noncés dans ce document n’ont pas valeur de devis et devront être confirmés par un professionnel.

Enfin les taux d’aides annoncés correspondent à la politique actuelle menée dans le cadre du Plan Climat Régional Aquitain. Ces subventions sont à prendre e n compte sous réserve d’acceptation par les services instructeurs concernés.

L’objectif de cette pré -étude est de comparer la faisabilité économique de la mise en place d’une chaufferie automatisée au bois déchiqueté pour alimenter, par un réseau de chale ur, plusieurs bâtiments communaux. Cette solution sera comparée aux consommations cumulées de ces bâtiments, alimentés au gaz et à l’électricité jusque-là.

La comparaison économique est basée sur le coût global (somme des coûts de fonctionnement, entretien/maintenance, gros entretien et annuités d'emprunt) de chaque solution.

1- Analyse de la demande énergétique

1.1 Audit énergétique des bâtiments à chauffer Suite à notre rendez-vous sur place, il nous a été permis d’émettre des hypothèses concernant l’utilisation des bâtiments : la fréquentation, le coefficient d’isolation, les besoins en eau chaude sanitaire, les températures de consignes, les besoins en restauration, sanitaires,…

Les bâtiments publ ics sont scindés en deux parties : l’une au centre-vi lle avec les bâtiments plus moins groupés et l’autre partie à l’extrémité de la commune (cf. Figure n°1 et n°2). Du fait de cet éloignement, deux études ont été réalisées. Deux sources d’énergie sont présentes : le fioul et l’électricité.

- 4 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Mairie

Hall des sports

Groupe scolaire

Figure n°1 : Disposition des Bâtiments du centre-ville.

Salle du belvédère

Figure n°2 : Complexe du belvédère

- 5 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Les sites soumis à étude sont les suivants :

Surface Volume Combustible Bâtiments P installée estimée chauffée employé Hall des Sports ? 550 m² 3 485 m 3 Electricité Ecole nouvelles classes ? 118 m² 307 m 3 Electricité Groupe Garderie –CDI ? 153 m² 384 m 3 Electricité - fioul scolaire Ecole anciennes classes 457 m² 1 510 m 3 200 kW Fioul Mairie 153 m² 468 m 3 Stade de rugby ? 294 m² 735 m 3 Electricité Salle du belvédère 95 kW 253 m² 752 m 3 Fioul

Le Hall des Sports a été exclu de l’étude. En effet les investissements et les installations à prévoir sont trop importants par rapport à l’utilisation du bâtiment. La Mairie est un trop petit consommateur pour réaliser une boucle hydraulique depuis le groupe scolaire. Cela pourrait s’envisager si des privés émettaient le souhait de se raccorder à la boucle. Le CDI et les nouvelles classes sont des installations récentes équipées en chauffage électrique. Ces bâtiments ont donc été exclus de l’étude.

Le stade de rugby est un trop petit consommateur pour réaliser une boucle depuis l’école. De plus, il s’agit d’une installation récente demand ant d’importants travaux pour réaliser le réseau hydraulique. Ce bâtiment a donc été lui aussi exclu de l’étude.

1.2 Analyse des besoins thermiques et des dépenses de chauffage

Lors de notre visite, nous avons eu connaissance du montant global d’achat du Fioul pour le groupe scolaire et la salle du belvédère qui s’élève respectivement à 6 150 € et 3 734 €.

Le budget chauffage de la commune pour ces bâtiments revient à 9 884 € TTC/an pour une consommation d’énergi e thermique estimée à 146 MWh/an.

Il n’y a p as de double vitrage aussi bien au niveau du groupe scolaire que de la salle du belvédère. Les hauteurs de plafonds sont importantes dans ces bâtiments (volume à chauffer plus important). La chaufferie de belvédère est hors d’âge, des travaux d’isolation de la chaufferie sont à réaliser.

Nous avons retenu un budget de 6 150 €/ an pour le groupe scolaire et de 3 734 €/an pour la salle du Belvédère dans les scénario s de référence.

- 6 - SIVU des Chênaies de l’Adour

2- Etude énergétique

2.1 Etude énergétique des bâtiments

2.1.1 Puissance à installer A partir des données climatiques suivantes, nous avons pu réaliser une estimation de la part utile de la chaleur consommée par ces bâtiments.

Données climatiques du groupe scolaire : - Altitude : 51 m - Saison de chauffe : octobre -avril - Température extérieure de base : -5,00 °C

Les informations relevées (factures, volumes, coefficient d’isolation, fréquentation,…) nous ont permis de dresser les estimations suivantes pour le groupe scolaire .

Besoins utiles Besoins énergie Puissance chauffage primaire nécessaire

Groupe scolaire 78253 kWh 102292 kWh 52 kW

Comme le montre le tableau ci -dessus, les besoins en puissance « utile » (à l’entrée du bâtiment) doivent être de l’ordre de 52 kW .

Données climatiques de la salle du Belvédère : - Altitude : 42 m - Saison de chauffe : octobre -avril - Température extérieure de base : -5,00 °C

Les informations relevées (factures, volumes, coefficient d’isolation, fréquentation,…) nous ont permis de dresser les estimations suivantes pour le groupe scolaire.

Besoins utiles Besoins énergie Puissance chauffage primaire nécessaire Salle du Belvédère 33547 kWh 48853 kWh 27 kW

Comme le montre le tableau ci -dessus, les besoins en puissance « utile » (à l’entrée du bâtiment) doivent être d e l’ordre de 27 kW .

- 7 - SIVU des Chênaies de l’Adour

2.1.2 Analyse des performances des installations La visite des sites n’a pas mis en évidence de problèmes majeurs. Des travaux d’isolation seraient à prévoir au niveau du groupe scolaire et de la salle du Belvédère.

2.2 Etude du résea u de chaleur à mettre en place

2.2.1 Longueur du réseau de chaleur Cet élément est prépondérant pour la faisabilité du projet et conditionne l’emplacement de la chaufferie. En effet, le transport de chaleur est très co ûteux, de ce fait la densité du résea u doit être supérieure ou égal à 1.5 MWh « entrée échangeur »/m linéaire de réseau. Dans le cas de cette pré -étude, la longueur du réseau de chaleur ne doit pas dépasser 68 m pour le groupe scolaire et 32 m pour la salle du Belvédère .

2.2.2 Emplacement optimal Suite à la réunion de restitution réalisée en présence des élus, le circuit du réseau et l’emplacement des chauffer ies ont été validée comme suit :

Emplacement de la chaufferie pour le groupe scolaire

Groupe scolaire

Emplacement de la chaufferie

Réseau hydraulique

- 8 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Emplacement de la chaufferie pour la salle du Belvédère

Salle du Belvédère

Les chaufferies alimenterai ent directement les bâtiments via le réseau existant .

Dans cette configuration, la longueur du réseau est de 15 m pour le groupe scolaire et de 8 m pour la salle du Belvédère . L’accès pour l’approvisionnement en bois se ferait au niveau du Hall des Sports pour le groupe scolaire (3 livraisons/an) et au niveau du terrain de tennis pou r la salle du Belvédère (1.5 livraisons/an).

2.3 Etude du générateur de chaleur

2.3.1 Puissance La chaudière est dimensionnée par rapport aux besoins de chauffage. Le dimensionnement tient compte des pertes liées au rendement de la chaudière, des pertes liées aux éventuels arrêts de la chaufferie, aux pertes de réseau/distribution, aux pertes "radiateurs",…

Les rendements d’une chaufferie bois sont légèrement inférieurs aux systèmes fioul ou gaz (par exemple), puisqu’il faut considérer les pertes liées à la combustion (manque de combustible, de comburant,…, utilisation en sous régime, …), on retiendra dans notre cas un rendement de 85 %. Il faut également intégrer les pertes de charges hydr auliques observées dans le réseau de chaleur liées aux frottements du liquide caloporteur dans les conduites, ainsi que les pertes liées à la distribution de chaleur (pertes au niveau des

- 9 - SIVU des Chênaies de l’Adour

échangeurs par exemple) ; on retiendra un rendement de 90 %. Nous i ntègrerons aussi pour la chaudière de substitution/appoint un rendement de l’ordre de 90 %.

Ainsi, on pourra intégrer une perte d’énergie globale de l’entrée chaudière (énergie primaire) aux entrées des bâtiments de l’ordre de 76 % (énergie finale) .

Une chaudière de cette puissance au gaz sera aussi intégrée pour les éventuels dysfonctionnements ou appoints à assurer.

Ainsi, après examen des besoins et des consommations, il semble que la puissance de la chaudière bois à mettre en place atteindrait 4 2 kW pour le groupe scolaire et 22 kW pour la salle du Belvédère .

2.3.2 Consommation La consommation nécessaire au fonctionnement de la chaufferie du groupe scolaire se décomposerait comme suit:

Consommation utile des bâtiments (en kWh) 78 253 Consommation brute de la chaufferie (en kWh) 102 292 taux de couverture du bois 95% en kWh 97 177 Consommation brute de bois en tonnes 28 en m 3 71 Consommation de gaz (5%) en kWh 4 830

La consommation nécessaire au fonctionnement de la chaufferie de la salle du Belvédère se décomposerait comme suit:

Consommation utile des bâtiments (en kWh) 33 547 Consommation brute de la chaufferie (en kWh) 43 853 taux de couverture du bois 95% en kWh 41 660 Consommation brute de bois en tonnes 12 en m 3 31 Consommation de gaz (5%) en kWh 2 071

La consommation totale annuelle de bois déchiqueté s’élèverait donc à 40 t de bois par an. Les volumes sont calculés pour des bois feuillus de 390 kg/m 3. Ce calcul est basé sur un Pouvoir Calorifique Inférieur (PCI) de 3 500 kWh/t avec une humidité comprise entre 25 et 30 %.

- 10 - SIVU des Chênaies de l’Adour

2.3.3 Etude du silo de stockage suivant l’adéquation production/consommation et de son emplacement Les dimensions du silo doivent tenir compte du ou des moyens de l ivraison, de l’autonomie recherchée, de la densité de l’essence fournie, ainsi que des obligations techniques de désilage. Etant donné les volumes annuels à consommer, un silo à désileur rotatif semble bien indiqué. Pour une construction en dur, l’emprise au sol du silo devrait être de l’ordre de 10 m² pour une capacité de 20 m 3. Une surface de 20 m² est envisagée pour la réalisation de la chaufferie.

3 Analyse économique et financière.

3.1 Détail des investissements Les travaux d’équipement de réseaux hydrauliques ont été estimés grâce à des ratios fournis par la FD CUMA 24. Nous insistons néanmoins sur le caractère « informatif » de ce chiffrage approximatif, qui demande à être affiné pour confirmer les montants d’investissements.

Détails des investiss ements pour le groupe scolaire

Détail investissements Génie civil Installation chantier 4 000.00 € Chaufferie - base 20 m2 18 000.00 € Silo - base 20 m3 5 000.00 € VRD 5 000.00 €

Equipements chaufferie Chaudière bois 28 000.00 € Chaudière appoint -sureté 5 000.00 € Hydraulique et électricité chaufferie 15 000.00 €

Réseau de chaleur 4 000.00 €

Installations intérieures - € Hydraulique réseau secondaire - € Equipements de production ECS - €

Sous stations - € SOUS TOTAL 84 000.00 € Divers 4 200.00 € Frais d'études 13 230.00 € TOTAL 101 430.00 €

- 11 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Détails des investissements pour la salle du Belvédère

Détail investissements Génie civil Installation chantier 4 000,00 € Chaufferie - base 20 m2 18 000,00 € Silo enterré - base 20 m3 5 000,00 € VRD 7 000,00 €

Equipements chaufferie Chaudière bois 21 000,00 € Chaudière appoint-sureté 3 000,00 € Hydraulique et électricité chaufferie 15 000,00 €

Réseau de chaleur 1 500,00 €

Installations intérieures 4 000,00 € Hydraulique réseau secondaire 3 000,00 € Equipements de production ECS - €

Sous stations - € SOUS TOTAL 81 500,00 € Divers 4 075,00 € Frais d'études 12 836,25 € TOTAL 98 411,25 €

3.2 Coût d’exploitation et retour sur investissement Pour réaliser ces calculs, nous sommes partis sur une fourniture de plaquettes correspondantes au cahier des charges suivant : Nature : Plaquettes forestière de bois Granulométrie : 25 x 20 x 5 mm Humidité sur brut : 25 % maximum PCI : 3 500 kWh/tonne

L’énergie conventionnelle/d’appoint (gaz) a été retenue à un tarif / kWh de 0.06 € TTC. Le présent tableau est calculé pour un approvisionnement de bois à 70 €/t et comparé à un coût de l’énergie constant. Il est important de retenir ce dernier élément qui peut laisser penser que ce projet est un investissement pertinent dans le temps.

- 12 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Pour le groupe scolaire :

DESIGNATION SOLUTION DE REFERENCE SOLUTION DE SUB STITUTION ENERGIE Fioul Bois + gaz P CHAUDIERES ( kW) 42 Devises Euro HT Euro HT INVESTISSEMENT Production 10000 80 000 Réseau de chaleur 4 000 Sous-stations 3 000 Installations intérieures 0 divers 4 350 Maîtrise d'œuvre 13 703 SPS + Contrôle technique TOTAL INVESTISSEMENT 10 000 105 053 SURCOUT INVESTISSEMENT DE 95 053 PRODUCTION FONCTIONNEMENT en quantités combustible coût du combustible BOIS 0 1 944 FUEL 6150 ELEC GAZ 290 coût électricité moteurs 241 SOUS-TOTAL 6 150 2 474 ENTRETIEN/MAINTENANCE provisions pour réparations 500 485 entretien TOTAL FONCTIONNEMENT 6650 2959 ANNUITES D'EMPRUNT montant de l'emprunt 10 000 47 053 durée 15 15 taux 4.0% 4.0%

annuité d'emprunt 899 4 232

Coût fonctionnement annuel 7 549 7 191 Différence annuelle -359 CALCUL SUBVENTION Temps de retour max 10.04 Montant subvention 58 000

taux de subvention 55

- 13 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Pour la salle du Belvédère :

DESIGNATION SOLUTION DE REFERENCE SOLUTION DE SUB STITUTION ENERGIE élec + gaz -> GAZ Bois + gaz P CHAUDIERES ( kW) 92 22 Devises Euro HT Euro HT INVESTISSEMENT Production 5000 73 000 Réseau de chaleur 4 500 Sous-stations 0 Installations intérieures 4 000 divers 4 075 Maîtrise d'œuvre 12 836 SPS + Contrôle technique TOTAL INVESTISSEMENT 5 000 98 411 SURCOUT INVESTISSEMENT DE 93 411 PRODUCTION FONCTIONNEMENT en quantités combustible coût du combustible BOIS 0 833 FUEL 3734 ELEC 100 GAZ 124 coût électricité moteurs 103 SOUS-TOTAL 3 834 1 061 ENTRETIEN/MAINTENANCE provisions pour réparations 500 254 entretien TOTAL FONCTIONNEMENT 4334 1315 ANNUITES D'EMPRUNT montant de l'emprunt 5 000 35 411 durée 15 15 taux 4,0% 4,0%

annuité d'emprunt 450 3 185

Coût fonctionnement annuel 4 784 4 499 Différence annuelle -284 CALCUL SUBVENTION Temps de retour max 10,07 Montant subvention 63 000

taux de subvention 64

Le taux d’aide mentionné dans ce budget reste à valider par les services administratifs du Conseil Régional. Celui-ci correspond à une différence de 5 % par rapport au coût de fonctionnement annuel de la solution de référence.

- 14 - SIVU des Chênaies de l’Adour

Synthèse note d’opportunité – Réseau de chaleur au bois

Localisation Commune de Pomarez

Bâtiments concernés Groupe scolaire et la salle du Belvédère

Energie de chauffage actuelle Fioul pour l’ensemble des bâtiments étudiés

Etat du parc de chaudière Les chaudières sont vieillissantes, leur renouvellement a donc été prévu dans l’étude comparative.

Solution étudiée Deux chaufferies collectives fonctionnant à la plaquette forestière avec réseau de chaleur desservant chaque bâtiment.

Tableau récapitulatif concernant le groupe scolaire :

Solution actuelle Solution réseau de (avec renouvellement chaleur d'une chaudière) Coût annuel d'énergie Economie annuelle 6 650 € 2 959 € Pour du bois à 70 €/t 3 691 € 105 053 € Surcoût solution réseau Investissement 10 000 € (environ 47 053 € subventions bois déduites) 95 053 € Temps de retour sur 10.04 années investissement

Tableau récapitulatif concernant la salle du Belvédère :

Solution actuelle Solution réseau de (avec renouvellement chaleur d'une chaudière) Coût annuel d'énergie Economie annuelle 4 334 € 1 315 € Pour du bois à 70 €/t 3 019 € 98 411 € Surcoût solution réseau Investissement 5 000 € (environ 35 411 € subventions bois déduites) 93 411 € Temps de retour sur 10.07 années investissement

- 15 - SIVU des Chênaies de l’Adour