Capsule thématique

En attendant le feu vert: les réseaux de chaleur urbain, entre promesse et hésitation

Janvier 2021

Par Clarence Hatton-Proulx, étudiant au doctorat en études urbaines à l’INRS et Myriam Proulx, étudiante à la maîtrise en études urbaines à l’INRS

*Cette capsule a été réalisée dans le cadre du cours EUR8232 – Transformation de l’environnement urbain et qualité de vie, sous la supervision de Sophie L. Van Neste (INRS).

Introduction

Dans les villes nordiques, il est impossible de survivre sans se chauffer. Or, cette activité pose des problèmes environnementaux : certaines des sources d’énergie utilisées pour produire de la chaleur émettent des gaz à effet de serre (GES) et contribuent au changement climatique. Selon les plus récentes données, le secteur des bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels, où la majorité des besoins énergétiques sont attribués au chauffage, est responsable de 12% du total des émissions de GES du Québec (Whitmore & Pineau, 2020). Les GES émis par le chauffage des bâtiments varient annuellement en fonction des températures hivernales (Ministère de l’environnement et de la lutte contre les changements climatiques, 2018).

Face à cette situation, la Ville de Montréal s’est fixé comme objectif d’interdire l’utilisation du mazout d’ici 2030 (Ville de Montréal, 2019). Dans son dernier plan climat pour la décennie 2020-2030, elle met aussi l’accent sur l’efficacité énergétique et la rénovation thermique (Ville de Montréal, 2020). Pourtant, une solution reste très peu envisagée dans le contexte québécois : celle des réseaux de chaleur urbains. Ceux-ci sont très communs en Europe et sont présentés comme une potentielle voie de transition énergétique dans le secteur du chauffage et de la climatisation (Rocher, 2013). À travers une réflexion sur le chauffage urbain et la transition énergétique, cette capsule décrit ce que sont les réseaux de chaleur et présente un bref historique de leur développement. Les contraintes à leur implantation au Québec sont ensuite exposées, et quelques projets innovants de chauffage collectif sont présentés.

 

Description et fonctionnement d’un réseau de chaleur

Implantés dans plusieurs villes nordiques depuis le milieu du 20e siècle, ces réseaux consistent en une infrastructure souterraine de tuyaux fournissant de la chaleur — sous la forme d’eau chaude ou de vapeur — produite par une centrale située à proximité des utilisateurs finaux. Plusieurs sources d’énergie peuvent être utilisées pour la produire. La cogénération électricité-chaleur est commune. Dans ce processus, on brûle du gaz, de la biomasse ou encore des déchets ménagers afin de produire de l’électricité. Cette combustion produit de la chaleur qu’on récupère et distribue dans le réseau de chaleur. Elle est ensuite consommée tant par des usagers résidentiels qu’institutionnels et industriels.

Si la cogénération est un moyen hautement efficace de générer de la chaleur, certains réseaux moins sophistiqués peuvent fonctionner à base de combustibles comme le gaz naturel ou le charbon, sans production simultanée d’électricité. C’est le cas du réseau de chaleur le plus important de Montréal, soit Énergir chaleur et climatisation urbaines (Énergir CCU). Créé après la Seconde Guerre mondiale par la compagnie de chemin de fer le Canadien National, il dessert plusieurs immeubles importants du centre-ville comme la Place Ville-Marie et la Place Bonaventure et fonctionne à partir de gaz naturel. Ce n’est pas étonnant puisque le CCU appartient à Énergir, qui se spécialise dans cette filière énergétique au Québec.

Outre ce réseau et des quelques autres, dont un à l’Université de Montréal et un autre à l’Hôpital Général Juif, la ville de Montréal et le Québec en général sont dépourvus de ce type d’infrastructure (Lachapelle, 2015). Au Canada, les réseaux de chaleur contribuent au total à seulement 7% de l’apport en chaleur des bâtiments (Rezaie et Rosen, 2012). Pourtant, les réseaux de chaleur sont communs dans plusieurs autres pays nordiques. En Russie, par exemple, près de 80% des ménages se chauffent par ce moyen (Collier, 2011). Les pays scandinaves comptent eux aussi des taux élevés d’utilisation de réseaux de chaleur. Comment l’expliquer ?

Choix historiques et densité

Pour le comprendre, il faut mentionner que les réseaux de chaleur nécessitent une haute densité de bâti et d’utilisateurs pour être rentables (Hampikian, 2017). L’installation de centrales de production de chaleur et de tuyaux est coûteuse et ne se justifie qu’en situation de densité, ce qui permet de réaliser des économies d’échelle. Et à l’époque où les réseaux de chaleur prennent de l’ampleur après la Seconde Guerre mondiale, l’Amérique du Nord et l’Europe optent pour des types de construction différents. En Europe, où plusieurs villes ont été dévastées suite aux combats et aux bombardements, l’urgence de construire du logement a mené à la construction de grands ensembles modernistes (Vadelorge, 2014). En Amérique du Nord, le développement urbain s’est manifesté d’une toute autre façon : c’est la maison individuelle et détachée qui est priorisée. Ce type d’aménagement peu dense ne favorise pas la construction de réseaux de chaleur.

D’ailleurs, ceux-ci ne représentent pas une panacée environnementale : tout dépend de la source d’énergie à partir de laquelle la chaleur est produite. En Suède, 93% des appartements dans les immeubles multiménages — qui forment 51% du parc immobilier — sont connectés à un réseau de chaleur. Remplaçant graduellement les sources fossiles depuis les années 1970, ce sont maintenant des énergies renouvelables et de récupération qui fournissent la majorité de la chaleur en Suède. La biomasse, surtout du bois, est responsable de 46% de la chaleur totale. L’incinération de déchets ménagers en produit 24%. La chaleur générée en surplus par l’industrie est récupérée dans les réseaux et fournit 14% (Werner, 2017). Cet exemple indique que la transition énergétique dans le secteur du chauffage peut bel et bien passer par les réseaux de chaleur. En ce sens, une avenue prometteuse qui commence à être explorée est celle de la récupération de chaleur fatale. Par cela, on entend généralement une activité qui produit de la chaleur, mais dont ce n’est pas l’objectif premier. On peut par exemple penser à un centre de données, à une usine sidérurgique ou encore à des stations de métro qui émettent des quantités importantes de chaleur qui sont peu souvent valorisées (Hampikian, 2017). Il s’agit donc de récupérer cette chaleur fortuite au sein d’un réseau de chaleur de proximité, permettant des économies d’énergie considérables.

 

Les contraintes et le contexte québécois

La mise en place de réseaux de chaleur peut parfois être semée d’embûches. Certaines de ces contraintes sont communes et dépassent les frontières territoriales tandis que d’autres sont souvent uniques, propres au contexte énergétique de la ville et même du pays. Comme il a été expliqué, la densité est un facteur souvent déterminant pour la réalisation d’un réseau de chaleur. Selon Rozaie et Rosen (2012), cette contrainte de pair avec les faibles coûts de l’énergie offerts par l’hydroélectricité et les énergies fossiles expliquent la faible présence des réseaux de chaleur au Canada.

Au Québec, le réseau hydroélectrique pourrait donc dissuader la mise en place de ce type de développement énergétique. De plus, en se basant sur les données de consommation énergétique du Canada, le Québec demeure la province ayant la plus grande consommation d’électricité; cette situation pourrait être expliquée par le prix de l’électricité qui est le plus bas pour les consommateurs résidentiels (Whitmore & Pineau, 2020). Ce contexte n’encourage que peu l’innovation en matière énergétique.

Le fait d’avoir un réseau d’infrastructure adéquat et déjà bien implanté est aussi une contrainte à l’implantation d’un nouveau système de production énergétique. En effet, à moins d’être construits dans un nouveau quartier en développement, les réseaux de chaleur doivent être implantés à partir d’infrastructures existantes, ce qui peut compliquer l’installation et augmenter les coûts de mise en œuvre. C’est pourquoi, dans le rapport de la Commission sur les enjeux énergétiques du Québec, on recommandait la construction de réseaux de chaleur dans les nouveaux développements immobiliers, une stratégie décrite comme économique et efficace si déployée à grande échelle (Lanoue et Mousseau, 2014).

Un frein supplémentaire se rattache à l’inertie des pouvoirs publics, qui ont de la difficulté à entrevoir les bénéfices potentiels des réseaux de chaleur. Celle-ci est entretenue par le flou du cadre légal concernant les compétences municipales en matière d’énergie. Certaines municipalités interprètent la Loi sur Hydro-Québec comme interdisant la production d’énergie par les municipalités, ce qui n’est pas exact selon Lachapelle (2015). En Europe, par exemple, bien des municipalités ont un pouvoir d’intervention beaucoup plus important en matière d’énergie, nourri parfois par de fortes traditions historiques de production d’énergie dans les frontières de la ville même, comme à Berlin. Ce pouvoir renforce ainsi la légitimité et l’assise légale des prérogatives municipales en matière d’énergie (Moss, 2020).

Ce n’est pas le cas au Québec, où le grand monopole d’État d’Hydro-Québec rend la production locale d’énergie caduque aux yeux des décideurs municipaux. Cela s’inscrit d’ailleurs aussi dans une tendance historique puisque, depuis le début du 20e siècle, la grande majorité de l’électricité consommée à Montréal est produite hors de ses frontières. Ce phénomène n’a fait que s’accélérer avec la création d’Hydro-Québec en 1944 et a été cimenté dans des imaginaires sociotechniques (Jasanoff et Kim, 2009) et un cadre légal décourageant la production d’énergie en ville. Comme quoi les choix du passé jouent encore aujourd’hui sur les jeux d’échelle qui conditionnent les voies de transition possibles en matière de chauffage urbain.

Projets alternatifs et perspective post-réseaux

Malgré ces contraintes, le Québec, et plus précisément la ville de Montréal, accueille des projets alternatifs de production de chaleur partagée. En effet, outre les réseaux de chaleur européens traditionnels, d’autres types d’infrastructures de production de chaleur partagées existent. Réalisés de façon sporadique et décentralisés, ceux-ci peuvent entre autres permettre de limiter les coûts associés au chauffage et à la climatisation, de faire une transition vers des sources d’énergies renouvelables et même d’être des vecteurs d’initiatives citoyennes.

À l’inverse des grands réseaux d’infrastructure traditionnellement invisibles et universels fondés sur un présupposé de croissance éternelle des villes et de la consommation, ces projets post-réseaux promeuvent plutôt une empreinte spatiale restreinte et localisée, un rapprochement des lieux de production et de consommation ainsi qu’une logique de maîtrise de la demande et de sobriété énergétique (Coutard et Rutherford, 2015 ; Lopez, 2019). Opter pour une source d’énergie locale et de proximité offre souvent des avantages compétitifs sur les plans monétaire, logistique et opérationnels (Florentin 2017). Toutefois, ces initiatives rencontrent des défis d’une part techniques, mais aussi structurels c’est-à-dire dans la mise en place d’ensembles collectifs de gestion des équipements, de partage des coûts et de coordination avec les réseaux existants.

L’utilisation de sources d’énergie fossiles pour se chauffer peut être un incitatif au changement d’un système de chauffage pour un autre fonctionnant à partir d’énergie renouvelable. C’est le cas du projet Celsius, un réseau de chaleur montréalais lancé en 2015 par des citoyens de Rosemont–La Petite-Patrie. L’initiative visait l’implantation d’un système géothermique de chauffage et de climatisation collectif dans trois ruelles de l’arrondissement. Le but de ce projet était de diminuer la consommation d’énergie fossile et de ramener la production d’énergie à une échelle plus locale (Benoit, 2018). Le projet a permis la création du collectif citoyen Solon qui travaille actuellement au développement d’initiatives citoyennes et de création de milieux de vie. Pour l’instant, Celsius est encore à l’étape du développement et de l’élaboration. Elle bénéficie du soutien financier, entre autres, de l’arrondissement Rosemont–La Petite-Patrie, de la Fédération canadienne des municipalités et de la Fondation familiale Trottier (Solon 2019a).

Un autre projet d’infrastructure partagée de chaleur vise le réaménagement du quartier Angus à Montréal ainsi que l’aménagement d’un îlot central comme nouveau pôle d’emploi et d’attractivité. Actuellement en construction (2020), le projet du Technopôle Angus implique la construction de 15 bâtiments, répartis en huit blocs, de quatre à six étages pour une hauteur maximale de 20 mètres (Provencher Roy, 2016). Contrairement au projet Celsius, les concepteurs parlent de leur réseau de partage énergétique comme étant une boucle énergétique effectuée par des procédés de thermopompage et d’aérothermie (Fortier, 2016) : « En reliant les bâtiments et leurs systèmes, grâce à la complémentarité de leurs modes d’utilisation (heures d’achalandage, besoin en climatisation ou en chauffage, etc.), les surchauffes de l’un, par exemple à cause du soleil ou de la déperdition thermique d’équipements, pourront répondre aux besoins de chauffage de l’autre. » (Provencher Roy, 2016, p. 58).

Notons que l’engouement pour les réseaux de chaleur dépasse les grands centres urbains. En effet, plusieurs communautés autochtones au Canada démontrent de l’intérêt pour ce type d’infrastructure qui permet notamment de valoriser une biomasse souvent abondante à proximité des réserves. On peut penser à la réserve Crie d’Oujé-Bougoumou située dans le Nord du Québec près de Chibougamau. Étant donné le prix élevé des énergies fossiles et l’intérêt de la communauté pour la conception d’infrastructures ayant un impact moindre sur l’environnement, une centrale de chauffage fonctionnant au biocombustible a été créée, au début des années 1990, afin de chauffer tout le village (Centre de recherche industrielle du Québec, 2007). Le système est alimenté par des résidus de bois venant d’une scierie située près de la collectivité. Les coûts ont été assurés d’une part par les fonds gouvernementaux, mais aussi par les versements fixes de la population à travers la mise en place d’un fonds commun (Ressources naturelles Canada, 2009). Notons d’ailleurs que les communautés autochtones du Canada sont une source décisive d’innovation en matière d’énergie renouvelable. Elles sont associées à près de 20% des projets de ce type (Klein, 2020).

 

Conclusion

Si les réseaux de chaleur sont présentés comme une voie de transition énergétique prometteuse, cette capsule illustre qu’elle dépend d’une multitude de facteurs. La source d’énergie est déterminante : un réseau dont la chaleur est produite par la combustion de mazout ou de charbon n’est pas une voie bénéfique d’un point de vue écologique. Par contre, la possibilité de valoriser des déchets ménagers, l’importante biomasse que compte le Québec ou encore la géothermie deviennent des options intéressantes. L’implantation d’un réseau de chaleur neuf dans un secteur déjà bâti ou peu dense présente des coûts rébarbatifs. Mais lorsqu’une énergie renouvelable ou de récupération sert à produire cette chaleur et que le réseau accompagne la construction d’un nouveau quartier suffisamment dense, alors le réseau de chaleur devient un outil intéressant dans une perspective de transition énergétique.

Pourtant, dans la grande région montréalaise, les nouveaux développements résidentiels sont loin de faire systématiquement le choix de la densité. Malgré des barrières institutionnelles et symboliques, le réseau de chaleur pourrait devenir un argument supplémentaire pour encourager des constructions denses même dans les banlieues. Pour saisir son potentiel, il faut faire un pas de recul par rapport au discours dominant de l’hydroélectricité québécoise, dont les bas prix et l’importance culturelle freinent les innovations en matière de transition écologique. C’est le pari que font plusieurs initiatives locales, notamment autochtones, avec des résultats certes à l’état embryonnaire, mais prometteurs. Si la transition énergétique doit passer par des voies multiples et hétéroclites, le tuyau du réseau de chaleur ne doit pas être négligé.

Bibliographie

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