Coût d’investissement d’un réseau de chaleur : quelques repères

Ratios pour une estimation sommaire du coût d’investissement d’un projet de réseau de chaleur (chaufferie et réseau de distribution).

Avertissement : l’objet du présent article n’est pas de permettre d’obtenir une indication précise du coût d’un réseau de chaleur, mais de faciliter l’appréhension d’un ordre de grandeur d’un montant d’investissement, en amont d’un projet. Le coût réel dépend de nombreux paramètres propres à chaque situation.

Limites de l’approche

  • une analyse des coûts de différentes solutions, visant à identifier celles qui sont les plus pertinentes sur le plan économique, ne doit pas se limiter à la comparaison des coûts d’investissement. En effet, certaines solutions (notamment les réseaux de chaleur) sont fortement capitalistiques mais peu coûteuses en fonctionnement (et avec de moins grandes incertitudes sur l’évolution des prix sur le long terme), tandis que d’autres solutions sont moins coûteuses à l’investissement mais plus fortement soumises à des coûts récurrents et fortement fluctuants tels que le prix des combustibles fossiles. Les éléments présentés ci-dessous ne portent que sur les coûts d’investissement des réseaux de chaleur et doivent donc être complétés.
  • de même, la comparaison de différentes solutions de desserte énergétique visant à identifier la ou les plus pertinentes ne doit pas se limiter à une approche économique, surtout lorsque le choix relève d’un acteur public. Les critères environnementaux (émissions de CO2, énergies renouvelables substituées à des énergies non renouvelables, qualité de l’air…) et sociaux (conséquences sur l’emploi local, prévention de la précarité énergétique, acceptabilité…) doivent également être pris en compte. Ces éléments ne sont pas détaillés ici.
  • pour obtenir davantage d’éléments sur les principes de comparaison de différentes solutions énergétiques à l’échelle d’un quartier, nous vous invitons à consulter le guide « les études d’énergies renouvelables dans les opérations d’aménagement »
  • les coûts indiqués sont les coûts d’investissement hors taxes et hors aides publiques : les différentes subventions (notamment fonds chaleur) ou autres mécanismes financiers (notamment certificats d’économie d’énergie) doivent être pris en compte si on souhaite réaliser un calcul du coût d’investissement du point de vue du maître d’ouvrage
  • ne sont également pas abordées dans cet article les questions de tarification de la chaleur (constitution du tarif, coûts pour les usagers…)

Coût d’investissement d’un réseau de chaleur – Quelques repères

Pour un rappel sur les éléments constitutifs d’un réseau de chaleur, voir : Constitution d’un réseau de chaleur

La chaufferie

Chaudière bois (5 MW)Une chaufferie est constituée de plusieurs éléments :

  • les chaudières
  • les pompes et autres circulations
  • le silo ou le hangar pour stocker le bois dans le cas d’une chaudière bois
  • le bâtiment qui abrite les différents équipements

Le cas le plus fréquemment rencontré dans les réseaux neufs est celui d’un réseau alimenté par une chaudière à énergie renouvelable (souvent bois) et une chaudière d’appoint (souvent gaz). L’ADEME a commandité en 2009 une étude, réalisée par le cabinet Perdurance, portant sur le coût d’investissement de tels réseaux de chaleur bois.

Selon cette étude, basée sur des retours de coûts de 90 projets réalisés dans les années 2000, et ramenés aux conditions économiques de 2007, le coût unitaire (au kW) est dégressif avec la puissance bois installée. Les valeurs moyennes constatées sont les suivantes (P = puissance bois installée ; C = coût moyen de la chaufferie) :

  • P = 200 kW : C = 954 €/kW
  • P = 750 kW : C = 654 €/kW
  • P = 4 MW : C = 501 €/kW

Le réseau de distribution

Le coût dépend essentiellement du diamètre (lui même lié à la puissance) et de l’environnement de pose.

Canalisations isolées en attente de poseSelon un rapport du conseil général des Mines de 2006, en zone urbaine dense, on compte environ 1000 à 1300€/ml de conduite double (aller + retour). En zone moins dense (petites villes) ou zones en cours d’aménagement, ce coût peut descendre à 300€/ml et moins.

L’étude ADEME-Perdurance sur les coûts d’investissement des réseaux de chaleur bois fait apparaître des tendances liées à la puissance de la chaufferie (C : coût moyen de la distribution, au ml, incluant les tranchées, les canalisations et les sous-stations) :

  • P = 200 kW : C = 302 €/ml
  • P = 750 kW : C = 315 €/ml
  • P = 4 MW : C = 484 €/ml

Il est toutefois souligné une très forte variabilité d’un cas à un autre, avec un facteur 3 entre les projets les moins coûteux et les plus coûteux au sein d’une même tranche de puissance. Ces moyennes sont donc à utiliser avec précaution.

La variation du coût moyen suivant la puissance s’explique par plusieurs facteurs. On sait notamment que les chaufferies de faible puissance correspondent souvent à des réseaux ruraux ou à des réseaux créés à l’occasion de la réalisation d’un quartier neuf ; dans ces deux cas, le coût des travaux de génie civil, au mètre de tranchée, est moins important (en secteur rural, du fait d’une moindre densité permettant un déroulement de chantier plus simple ; en quartier neuf, du fait de la réalisation du génie civil en parallèle d’autres travaux et avant la réalisation de la voirie).

Études, maîtrise d’oeuvre et frais annexes

L’étude ADEME-Perdurance montre que ce poste de coût représente en moyenne 10% du montant d’investissement, avec une légère variation suivant la puissance (dégressivité).

Un réseau de chaleur bois dans son ensemble

Sur la base de ces différents ratios, si on connait la puissance à installer (fonction des pics de besoins de chaleur générés par l’ensemble des bâtiments raccordés, avec prise en compte du foisonnement) et le linéaire de réseau (estimable à partir de la longueur de voirie des quartiers concernés), il est possible de réaliser des estimations sommaires des coûts d’investissement de projets en fonction de ces 2 caractéristiques simples. Voici quelques exemples :

  • petit réseau de chaleur bois (de quelques équivalents-logements à quelques dizaines) : puissance bois 250 kW à 1000€/kW + 125m de réseau à 300€/m + études/frais = environ 330k€
  • réseau moyen (de plusieurs dizaines à quelques centaines d’équivalents-logements) : puissance bois 1 MW à 650€/kW + 500m de réseau à 315€/m + études/frais = environ 880k€
  • gros réseau (plusieurs centaines d’équivalents-logements à quelques milliers) : puissance bois 4 MW à 500€/kW + 2km de réseau à 480€/m + études/frais = environ 3,3M€

Il est possible de procéder de façon encore plus simple – mais aussi encore plus approximative, à partir d’un ratio global dépendant uniquement de la puissance bois à installer. L’étude Perdurance/ADEME fait apparaître les tendances suivantes pour le coût d’investissement total des projets :

  • Si P < 250 kW : C = 1300€/kW
  • Si 250kW < P < 1,2MW : C = 900€/kW
  • Si P > 1,2MW : C = 700€/kW

Enfin, en très grande approximation, on peut retenir de ces valeurs un ratio moyen très simple : 1 MW de réseau de chaleur bois correspond à un investissement de l’ordre d’1 million d’euros (chaufferie + réseau de distribution).

Un autre ratio, issu de l’étude, et confirmé par l’analyse de projets allemands et suisses, établit les coûts spécifiques d’investissement ramenés à la chaleur annuelle produite autour d’une valeur proche de 400 €/MWh/an (en France, ratio valable uniquement pour les projets de puissance supérieure à 1 MW ; pour les projets plus petits, ce ratio est plus élevé).

L’étude Perdurance/ADEME fait également l’analyse de la répartition des différents postes de dépense dans le coût d’investissement total :

Quelques cas réels

Afin de consolider le calcul réalisé sur un projet donné, en fonction de ses caractéristiques et des ratios précédemment indiqués, nous vous proposons ci-dessous des éléments issus de projets réels, qui peuvent servir de base de comparaison.

Les principales caractéristiques de dimensionnement (puissance chaufferie, linéaire de réseau, éventuellement nombre de sous-stations) et le coût total sont indiqué, de même que la part du coût représentée par la chaufferie et le réseau lorsque cette distinction est disponible.

Comment réduire le coût d’investissement

Le coût d’investissement peut être sensiblement réduit par plusieurs moyens, notamment :

  • chercher à mutualiser les travaux de génie civil (pose des canalisations) avec les travaux d’un autre réseau dont le tracé emprunte tout ou partie de celui souhaité pour le réseau de chaleur ;
  • faire appel à de nouvelles techniques, comme les canalisations souples (plastique pré-isolé), qui peuvent être livrées sur le chantier sous forme de tourets. Ceci permet une pose plus rapide et donc une réduction du coût du chantier ;
  • ce n’est pas toujours une option disponible, mais la rénovation d’installations existantes (notamment pour l’accueil des chaudières) est en moyenne moins coûteuse que la création ex nihilo ;
  • un accompagnement poussé par une AMO ou une association locale expérimentée apparaît souvent comme un facteur de meilleur encadrement des coûts.

Pour en savoir plus

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