Paris, Nice... Quand des fleuves rafraîchissent des villes

Paris, reportage

Casque sur la tête, Tim Guigon marche à côté d’énormes machines qui bourdonnent au milieu de tuyaux de toutes tailles. « C’est une climatisation à taille géante », s’exclame le responsable de la communication chez Fraîcheur de Paris en me tendant des bouchons d’oreilles antibruit. Enfouie dans le sol, la centrale de Bercy refroidit une partie des bâtiments de la capitale avec l’aide de la fraîcheur naturelle de la Seine. Quelques mètres plus haut, des passants se promènent au bord du fleuve, sans se douter de ce qui se trame en profondeur.

Le projet a été mis en place à partir de 1978. Aujourd’hui, plus de 100 kilomètres de canalisations glacées rafraîchissent 870 bâtiments : le Louvre, l’Assemblée nationale, l’Opéra Garnier, l’hôpital des Quinze‑Vingts, le Forum des Halles...

Le réseau se présente comme un modèle de la transition écologique, et ne cesse de s’allonger. « Nous voulons atteindre les 250 km de réseau dans les vingt prochaines années et raccorder des bâtiments résidentiels en 2050 », annonce Tim Guigon. D’autres villes comme Lyon, Marseille et Nice possèdent aussi des réseaux utilisant la fraîcheur de l’eau. Mais la technique reste rare : seuls 43 réseaux de froid fonctionnaient en 2023 contre 1 000 réseaux de chaleur.

Un enjeu de taille : se rafraîchir

Un réseau de froid est une sorte de labyrinthe glacé. D’abord, une centrale frigorifique refroidit une boucle d’eau indépendante. Cette dernière refroidit ensuite — sans se mélanger — de longues canalisations qui se fraient un passage sous terre afin d’atteindre chaque bâtiment. Une fois arrivée, l’eau refroidit le petit réseau indépendant du bâtiment, qui refroidit l’air qui est projeté dans le bâtiment, comme une climatisation classique.

La plupart du temps, les centrales frigorifiques sont nécessaires pour refroidir l’eau circulant dans les tuyaux. Mais quand la Seine est assez fraîche, ces centrales sont éteintes, ou moins utilisées. Cette technique, nommée le free-cooling, consomme beaucoup moins d’électricité, même si celle-ci est renouvelable.

Cette manière de rafraîchir consomme moins d’énergie, émet moins de gaz à effet de serre et moins de fuites de fluide frigorigène — les hydrofluorocarbures, des gaz principalement utilisés pour le refroidissement, ont un fort pouvoir polluant. Certains réseaux comme celui de Paris ont même la capacité de stocker du froid, notamment sous forme de glace, afin de le libérer en fonction de la demande.

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C’est à se demander pourquoi un système aussi performant n’est pas étendu davantage car l’enjeu est de taille. Selon une étude étasunienne de 2022, la climatisation émet 4 % des émissions mondiales de gaz à effet de serre et notre consommation de frais va doubler d’ici à 2050, selon une étude (en anglais) de l’Agence internationale de l’énergie.

Des réseaux mieux adaptés aux villes

« L’enjeu principal des réseaux de froid, c’est de réussir à se faufiler jusqu’aux émetteurs adaptés [c’est-à-dire amener le froid jusque dans les pièces concernées]. Les radiateurs en fonte ne sont pas compatibles par exemple. Pour les bâtiments neufs, c’est assez simple, mais pour les bâtiments existants, c’est plus compliqué », indique Luc Petitpain, ingénieur chargé d’étude Réseaux de chaleur et de froid au Cerema, organisme public travaillant dans le secteur de l’aménagement du territoire.

De plus, « les usagers potentiels et les bureaux d’études ont une mauvaise connaissance des besoins en froid des bâtiments », conclut le Cerema dans une enquête sur les réseaux de froid en France en 2021.

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À Nice, par exemple, le réseau Méridia a été finalisé après la construction de certains bâtiments, ce qui a empêché leur raccordement au réseau. Ce dernier est par conséquent doté d’un excédent de puissance, de même qu’à Grenoble, où la puissance du réseau Grand’place a été surestimée.

Luc Petitpain a œuvré à identifier la demande de froid partout en France en croisant les données recueillies avec celles des zones climatiques locales (LCZ), c’est-à-dire des environnements urbains soumis aux îlots de chaleur (ICU). L’Île-de-France, une région où beaucoup habitent dans des immeubles et dans de grands ensembles, est le client parfait des réseaux de froid. « Ce travail s’adresse aux collectivités afin qu’elles sachent qu’une solution économique, technique et écologique existe », signale l’ingénieur.

Des contraintes géographiques

Dans un rapport de 2022, le Cerema note que les réseaux de froid se concentrent principalement dans les grandes villes pour répondre à un objectif de rentabilité.

Mais certaines petites localités se sont aussi lancées comme Le Barp (Gironde), 5 713 habitants. Sous terre courent 700 mètres de tuyaux qui refroidissent une partie du centre d’études scientifiques et techniques d’Aquitaine. Il y a toutefois peu de chances que ces réseaux se développent en milieu rural.

« Il y a des contraintes géographiques, précise Rémi Babut, ingénieur, urbaniste et chef de projet dans le secteur du logement au Shift Project. Premièrement, il faut prendre en compte la densité du lieu. Deuxièmement, il faut que le lieu soit doté d’une source de froid. » L’intérêt est d’utiliser les spécificités de la région pour utiliser un minimum d’énergie, comme un lac, la mer ou un fleuve comme la Seine.

« C’est fini la climatisation à 14 °C lorsqu’il fait 34 °C dehors »

À Doha (Qatar), là où se trouve le plus grand réseau de froid du globe, la température de surface du golfe Persique avoisine les 30 °C en été. Les pompes tournent alors à plein régime pour que les degrés descendent drastiquement et permettent aux habitants de ne pas suffoquer. « Quand la Seine est à 29 °C, on continue à livrer de l’eau, mais parfois un peu plus chaude. C’est fini la climatisation à 14 °C lorsqu’il fait 34 °C dehors », analyse Tim Guigon de Fraîcheur de Paris.

« Les réseaux de froid ne sont pas idéaux : ils consomment beaucoup d’électricité — nous sommes un des premiers consommateurs de Paris — et utilisent toujours des fluides frigorigènes comme des hydrofluorocarbures [dont les pertes sont néanmoins vingt fois inférieures à celles d’une climatisation autonome]. Les transports en commun non plus ne sont pas parfaits, mais comparés à plusieurs voitures, ils sont plus vertueux. »

Fraîcheur de Paris travaille sur une façon de se débarrasser de ces fluides en les remplaçant par de l’eau, mais il s’agit d’une machine moins performante et qui en est encore au stade de prototype. « On se réveille un peu tard », admet Tim Guigon.

A-t-on besoin de la clim’ ?

Selon Rémi Babut, le retard historique de la France concernant l’utilisation de cette technique peut s’expliquer par le fait que les Français n’en avaient pas besoin. « Tendre des draps, fermer les volets, vivre dans le noir, faire la sieste »... sont autant de pratiques culturelles dans la partie sud du pays. « On en revient à l’éternel débat : dois-je m’adapter à l’environnement ou adapter mon environnement ? En France, on choisit plutôt la deuxième option », analyse-t-il.

« Il faut distinguer le refroidissement du rafraîchissement », poursuit l’ingénieur. Le refroidissement regroupe tous les moyens actifs d’abaisser le mercure, le plus connu étant la climatisation. Le rafraîchissement englobe quant à lui tout un tas de techniques passives qui concernent la conception de l’habitat. « Les brise-soleil, les brasseurs d’air (ventilateurs), les dispositifs d’occultation, etc. ont un effet significatif sur la baisse des températures, assure Rémi Babut tout en nuance. Je m’oppose à ce débat “clim ou pas clim” qu’on peut entendre dans les médias. L’électricité française étant relativement bas-carbone, il faut penser une stratégie de climatisation, notamment pour les publics les plus fragiles. »

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À l’évidence, pour lutter contre les fortes chaleurs, il s’agit aussi de mieux penser notre manière d’habiter la planète. « Il faut rafraîchir la ville, dit Rémi Babut. Planter des arbres, désimperméabiliser les sols… » En attendant, les Français climatisent toujours plus leur domicile. De 2017 à la fin de l’année 2019, la part de résidences climatisées est passée de 11 % à 22 %.