Pour lancer sa ch’troisième révolution industrielle, Dunkerque décarbone ces énergies en injectant de l’Hydrogène…
Pour lancer sa mutation énergétique, le Nord a lancé un vaste plan qui se prédestine à devenir le pôle d’une troisième révolution industrielle. Pour activer sa démarche, le Nord s’appuie sur 5 piliers dont l’un est axé sur le déploiement des technologies de stockage par le biais de l’hydrogène. L’hydrogène, nouvelle énergie verte…
C’est donc à travers ce volet que la Communauté urbaine de Dunkerque, coordonné par GDF SUEZ, mène un projet de démonstration GRHYD, une gestion des réseaux par l’injection d’hydrogène pour décarboner les énergies.
L’hydrogène est régulièrement cité comme source d’énergie d’avenir car il apporterait une réponse à deux des principaux défis énergétiques du XXIe siècle : l’épuisement progressif des sources d’énergie non renouvelables, et la réduction des émissions de gaz à effet de serre et polluants locaux, car la combustion de l’hydrogène ne dégage que de l’eau.
Le principal atout de l’hydrogène est sa capacité à produire de l’énergie, et en particulier de l’électricité. L’hydrogène permet par exemple d’envisager un véhicule totalement non polluant (électrique), avec une autonomie importante, et au rendement énergétique intéressant.
L’agence internationale de l’énergie estime ainsi que l’hydrogène devra «jouer un rôle crucial» dans l’économie mondiale mais sa production, son stockage et son transport nécessitent encore des optimisations technologiques, de sorte que son utilisation de masse est espérée à l’horizon 2025-2030.
Mené par GDF SUEZ au sein d’un groupement de 12 partenaires, le projet GRHYD a pour objectif de transformer en hydrogène de l’électricité issue d’énergies renouvelables et produite en dehors des périodes de consommation, pour la valoriser via les usages du gaz naturel (chauffage, eau chaude, carburant, etc.).
Ce projet est composé de deux projets de démonstration sur le territoire dunkerquois :
Un projet de carburant Hythane® à échelle industrielle. Une station de bus GNV sera adaptée au mélange hydrogène-gaz naturel, à hauteur de 6 % d’hydrogène et ensuite jusqu’à 20%.
Un projet d’injection d’hydrogène dans un réseau de distribution de gaz naturel. Un nouveau quartier d’environ 200 logements sera alimenté par un mélange d’hydrogène et de gaz naturel, dans des proportions d’hydrogène variables et inférieures à 20 % en volume.
Ces deux pilotes portent sur une durée de 5 ans. Ils permettront d’évaluer la pertinence technique, économique et environnementale de cette nouvelle filière énergétique.
Ce projet GRHYD représente l’étape logique d’une série d’expérimentations, elles aussi menées sur le territoire dunkerquois, tels qu’ont pu l’être les projets EPACOP et surtout ALTHYTUDE. Cette étape est celle de la démonstration à plus grande échelle, qui est la transition nécessaire entre les expérimentations précédentes et l’ambition d’une industrialisation future de ces processus et solutions.
Retour sur le contexte européen et national en matière d’énergie, mais aussi sur des projets antérieurs et déterminants, chers à GDF SUEZ et à la Communauté urbaine de Dunkerque, qui ont permis d’arriver à cette nouvelle étape qu’est GRHYD.
Volontaire dans la mise en œuvre d’actions innovantes dans le domaine de l’énergie et du climat, l’agglomération dunkerquoise a été, depuis plusieurs années, le terrain d’expérimentation de projets de recherche sur la production et l’usage de l’hydrogène. Deux projets, l’un portant sur l’expérimentation de micro piles à combustible dans des bâtiments publics (EPACOP / 2003-2006) et l’autre sur l’usage de l’hydrogène comme carburant dans les transports en commun (ALTHYTUDE / 2005-2010), ont permis de faire évoluer les réglementations et d’éprouver des technologies d’avenir proche.
Le Nord-Pas de Calais se trouve au cœur du plus grand réseau hydrogène du monde qui appartient à Air Liquide. La région bénéficie de cette interconnexion, ces réseaux existent depuis plus de trente ans et sont maîtrisés. Au sud du département, l’hydrogène est déjà liquide. La région, qui souhaite s’impliquer dans la voie d’avenir qu’est l’hydrogène, a élaboré une feuille de route en 2012 dans la perspective de se placer en pointe dans ce domaine, valoriser les savoir-faire industriels, franchir progressivement les différentes étapes technologiques et économiques, et préparer les emplois de demain.
Elle a ensuite demandé à Jeremy Rifkin, économiste et auteur de l’ouvrage « La troisième révolution industrielle » d’élaborer un Master Plan. Celui-ci préconise un développement massif des énergies renouvelables, avec le développement du stockage grâce à l’hydrogène. La région s’est depuis dotée d’un pôle Energie 2020, qui est un pôle d’excellence à vocation économique visant à développer l’énergie.
Un projet aux multiples enjeux, articulé en 2 volets
L’idée est de tirer parti de l’intermittence de la production d’électricité d’origine EnR, et donc des périodes de surproduction, pour produire de l’hydrogène ou du méthane (gaz naturel reconstitué ou méthane de synthèse). Le développement de la filière hydrogène apporte une réponse aux enjeux énergétiques et environnementaux en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre, en valorisant les savoir-faire industriels de la région mais aussi ses ressources naturelles, en apportant un soutien au développement économique local et en anticipant le déploiement des véhicules fonctionnant à l’hydrogène.
Le projet se décline en deux parties portant sur une durée totale de cinq ans : un volet « Habitat/logement » et un volet « Transport ». Deux démonstrations de production, distribution et utilisation locale d’hydrogène d’origine renouvelable en mélange avec le gaz naturel, seront réalisées sur le territoire de la Communauté urbaine de Dunkerque. Elles seront soutenues en amont et en aval par des actions de recherche industrielle. La production d’hydrogène s’appuiera sur la technologie des électrolyseurs et celle du stockage « solide ».
Le volet « Habitat/logement »
Le premier démonstrateur de recherche concernera le développement d’une nouvelle solution énergétique : l’injection d’hydrogène dans le réseau de distribution de gaz naturel dans des proportions variables et inférieures à 20 % en volume pour satisfaire les besoins de chaleur (chauffage et eau chaude sanitaire) des 200 nouveaux logements prévus dans le nouveau quartier, efficace énergétiquement, de la Zone d’Aménagement Concerté de Cappelle-la-Grande.
Distribution de mélange Gaz Naturel-Hydrogène dans un quartier neuf à Cappelle-la-Grande
Le concept qui vise à alimenter un quartier urbain avec un nouveau type de gaz combustible, objet du premier Lot du projet GRHYD, a été favorablement accueillie par la Communauté urbaine de Dunkerque et sera étudié dans le cas de la construction d’un quartier neuf dans la commune de Cappelle-la-Grande, au sud de l’agglomération de Dunkerque.
Ce quartier neuf rassemblera environ 200 logements (logements collectifs et individuels). Par ailleurs une extension de l’hôpital, voisin de ce quartier neuf, a été décidée par l’EPSM des Flandres (Etablissement Public de Santé Mentale). Aussi le projet GRHYD envisage d’étudier les 2 configurations pour la distribution du mélange Gaz Naturel-Hydrogène :
• Une distribution pour les 200 logements neufs uniquement ;
• Une distribution englobant les 200 logements neufs et l’hôpital voisin.
Il s’agit du seul cas de quartier neuf accessible permettant de réaliser une étude concrète et de décliner le concept en décrivant les grandes lignes d’une première solution de distribution de mélange Gaz Naturel-Hydrogène.
La taille de la démonstration permettra de commencer à rendre compte de la réalité technologique :
La démonstration permettra d’évaluer les impacts techniques de la distribution de mélange Gaz Naturel-Hydrogène sur les appareils à gaz (chaudières, chauffe-eaux, cuisinières) et sur les matériels de réseau (compteurs, connexions, vannes, ...). La taille de la démonstration est suffisante pour évaluer les matériels de base (appareils à gaz et matériels de réseau) présents dans tout le réseau de distribution.
Le fait que tous ces matériels soient neufs présente un avantage technique : la probabilité est plus grande qu’ils supportent l’ajout d’hydrogène que dans le cas d’appareils existants plus anciens.
La taille de la démonstration permettra de commencer à rendre compte de la réalité organisationnelle :
Hormis le commercialisateur d’énergie, les partenaires impliqués dans la démonstration représentent tous les maillons de la filière : producteur du mélange (Cofely Ineo), équipementiers (AREVA, CETH2, McPhy Energy), distributeur du mélange (GrDF) et la collectivité locale (CUD). Ces partenaires ont commencé et continueront à traiter les différentes étapes du projet qui vont de l’aménagement du quartier et la construction des logements au diagnostic auprès des habitants et l’évaluation des installations nouvelles, en passant par les échanges avec les Pouvoirs Publics sur les aspects réglementaires, techniques et fiscaux.
Les détails du programme de logements
Localisation du nouveau quartier : la ZAC de Cappelle-la-Grande
L’expérimentation GRHYD portera sur un secteur de la ZAC du Centre, restant à aménager à des fins d’habitat. Les travaux de viabilisation du secteur en vue de la construction de logements ont démarré en 2011-2012. L’étude de maîtrise d’œuvre de conception des réseaux et espaces publics a été menée jusqu’au stade Avant-Projet par un groupement de bureaux d’études.
L’opération est menée en régie par la CUD. Les services de la CUD ont repris la suite de l’étude de maîtrise d’œuvre et assurent le suivi d’exécution des travaux d’aménagement jusqu’à leur réception.
Le diagnostic d’archéologie préventive a été réalisé en 2011 (pas de prescription de fouilles), et après une première phase de travaux de dévoiement en 2011, la CUD a repris les travaux de viabilisation du site début septembre 2012.
La convention de desserte en gaz naturel du secteur a été signée entre GrDF et la CUD en 2012.
Les abords du site
Le site est bordé au Sud par le centre-ville de Cappelle-la-Grande. En outre, la zone accueille déjà sur sa partie Ouest l’Etablissement Public de Santé Mentale des Flandres (E.P.S.M.), inauguré en 2005. Cette unité médicale de 30 lits s’étend sur une parcelle de 8000 m2. La frange Est de la zone est occupée par la Cité des Cheminots, secteur dédié à de l’habitat et plus particulièrement des maisons individuelles. Au-delà de la zone agricole, on voit au loin les établissements industriels.
Les logements
L’objectif est de 200 logements BBC (Bâtiment Basse Consommation) en 2015 (50 % de l’objectif garanti en 2015) :
120 logements individuels : parcelles de 250-300 m2 pour les maisons, et de 450-500 m2 pour les lots libres de construc- teurs ;
80 logements en habitat collectif : 40 % de logements locatifs sociaux, 10% de logements en accession sociale, 50 % de loge- ments en accession et locatif privé.
