Newheat, fournisseur de chaleur renouvelable et leader français de la chaleur solaire, a inauguré vendredi 8 décembre à Verdun (55) sa 5ème centrale solaire thermique. Elle alimente en chaleur l’un des sites de la division Ingrédients du groupe Lactalis. Avec ses 15 000 m² de superficie, cette réalisation réduit de 2 000 tonnes par an les émissions de CO2 de la plus récente tour de séchage du site, soit environ 7 % des émissions totales du site.
Newheat investit, construit, exploite et vend la chaleur
Sur un champ loué à flan de colline à 100 m de l’usine Lactalis Ingredients de Verdun, Newheat a installé pratiquement 15 000 m² de panneaux solaires thermiques pour réduire la dépendance de l’usine envers le gaz naturel. Dans un second temps, en 2026, Lactalis Ingredients envisage l’installation de chaudières biomasse en remplacement des chaudières gaz.
Les discussions entre Lactalis et Newheat ont commencé en 2016, en même temps que Lactalis étudiait le projet de reconstruire l’une des deux tours de séchage de l’usine, soit un investissement de 45 M€. La nouvelle tour de séchage a été mise en service en 2019.
Newheat a commencé deux années d’études techniques et financières du projet en 2018. En 2020, tout est prêt, mais la pandémie est là et retarde les travaux de deux ans. Ils débutent en 2022 et s’achèvent en mars 2023.
L’installation solaire thermique représente un investissement de 6 M€. 3 M€ ont été apportés par le Fonds Chaleur géré par l’ADEME. Le GIP Meuse a contribué 354 000 €, tandis que la Région Grand Est apportait 170 000 €.
Les subventions représentent 58% de l’investissement. Le reste, environ 3 M€, est financé par Newheat à l’aide de ses fonds propres et d’un consortium bancaire.
L’usine Lactalis Ingredients de Verdun fabrique 75 000 t/an de poudre de lactosérum. Le lactosérum est un sous-produit de la fabrication du fromage, valorisé dans la confection de suppléments alimentaires protéinés, de lait maternisé, etc. En fin de fabrication du fromage, on obtient un liquide contenant une concentration 6 à 7% d’extrais secs de lactosérum. Par étapes, l’usine de Verdun concentre cette solution à 30%, puis à 60% d’extraits secs de Lactosérum, avant de produire de la poudre de lactosérum. Doc. PP
Le processus de concentration, puis de transformation en poudre du lactosérum se déroule dans une nouvelle tour de séchage de 40 m de haut, installée en 2019. Le séchage est obtenu grâce à soufflage d’air à 160°C, avec un débit de 300 m3/heure. La centrale solaire alimente une seule tour de séchage sur les deux existantes dans l’usine Lactalis Ingredients de Verdun. Elle va remplacer 12% de la consommation annuelle de gaz naturel de cette tour et jusqu’à 30% durant l’été, soit environ 7 % de la consommation totale de gaz de l’usine. L’usine consomme au total 185,7MWh d’énergie, dont désormais 13 MWh issus du champ solaire thermique installé par Newheat. Doc. Newheat
15 000 m² de panneaux solaires thermiques
L’installation solaire thermique conçue par Newheat comporte trois parties principales : le champ solaire, le stockage de chaleur et toute la tripaille d’alimentation et de régulation. Comme le souligne Hughes Defréville CEO et co-fondateur de Newheat, LACTOSOL, nom de baptème de cette installation, est un système low-tech, tous les composants sont disponibles, rien, à part les logiciels de simulation thermique dynamique pour la conception et la supervision pour l’exploitation, développés par Newheat, n’a été spécialement imaginé pour cette installation.
Les 930 panneaux solaires thermiques, fournis par le finlandais Savosolar (https://meriauraenergy.com/fr/accueil/produits-et-services/capteurs/) offrent une surface unitaire de 16 m² et pèsent 590 kg chacun. Ils sont installés sur un terrain de 5 ha, désigné comme industriel grâce à une modification du PLU. Les premiers sondages ont mis à jour des vestiges gallo-romains. Ce qui a conduit à modifier l’implantation des panneaux pour préserver ce site pour de futures fouilles éventuelles. Doc. PP
Les panneaux solaires thermiques sont disposés en rangées parallèles à flanc de colline. Les panneaux de chaque rangée sont raccordés en série. Les rangées alimentent un stockage de chaleur de 3000 m3. Leur empreinte carbone n’est que de 10 à 15 kgCO2eq /kWh de chaleur produit durant leur durée de vie supérieure à 30 ans. La puissance nominale de chaque panneau est de 1100 W/m², soit une puissance crête de 12,4 MWc pour la centrale LACTOSOL. Les pompes démarrent à partir d’une puissance captée de 200 W/m². Les jours diffus, on peut atteindre 400 à 500 W/m². Doc PP
Le 8 décembre vers 11 h du matin, la puissance délivrée n’atteignait que 30 W/m². Dans la tour de séchage, deux échangeurs en série réchauffent le flux d’air. Le premier, issu du stockage de chaleur alimenté par le champ solaire, apportent 70 à 80°C en été et ce qu’il peut en hiver. Le second remonte la température de l’air à 160°C, ce dont le process de fabrication de la poudre de lactosérum a besoin. La température de consigne du champs solaire – celle à partir de laquelle les pompes se mettent en route pour alimenter le stockage de chaleur – est fixée à 45°C. Doc. PP
3000 m3 de stockage de chaleur sous forme d’eau chaude
Le second élément principal de LACTOSOL est le stockage de chaleur : une cuve cylindrique de 3000 m3 d’eau. Ce stockage fournit de la souplesse de fonctionnement à l’installation.
Le stockage de chaleur permet le fonctionnement du champ solaire, si la tour de séchage est arrêtée pour maintenance. Le stockage lisse la fourniture de chaleur en cas de passage nuageux. Si jamais l’usine devait fonctionner la nuit, la stratification de température dans la cuve autoriserai l’alimentation de la tour de séchage même la nuit. Doc. Newheat
La stratification de la chaleur dans la cuve de stockage est organisée et doit être préservée pour maximiser le rendement de l’installation solaire thermique. De l’azote est injectée dans le haut de cuve. Elle est raccordée à trois jeux de canalisations : en bas pour l’injection en provenance du camps solaire ; au milieu pour une injection à plus haute température, mais lorsque la température issue du champ solaire est inférieure à celle du haut de la cuve ; en haut pour le puisage vers la tour de séchage. Doc. Newheat/PP
Le circuit solaire contient 20 m3 d’eau glycolée. Par les dimensions de ses composants, il s’apparente à celui d’une chaufferie urbaine. Doc. PP
Les composant hydrauliques du circuit primaire solaire offrent des dimensions respectables : le purgeur automatique, qu’ils appellent plutôt vanne de sécurité, le vase d’expansion, l’échangeur à plaques de 12 MW entre le primaire solaire et le circuit d’eau qui aliment le stockage, etc. doc. PP
Dans la tour de séchage, deux échangeurs de 900 kW ont été levés et installés à 40 m de hauteur. Newheat, qui se définit comme un fournisseur de chaleur renouvelable, a conçu, organisé le financement de LACTOSOL, l’a installée et l’exploitera durant 25 ans. Son engagement porte sur la fourniture d’un débit annuel et d’une température. Lactalis Ingredients, de son côté, s’engage à consommer la chaleur lorsqu’elle est fournie à bonne température par Newheat.
Newheat est confiant pour la suite
Newheat vient de lever 30 millions d’Euros pour participer au financement de 15 nouvelles installations au cours des 3 prochaines années. Mais surtout, l’entreprise estime que la chaleur solaire thermique est à la veille d’un fort développement.
Environ 1,3 TWh de chaleur solaire sont produits annuellement en France aujourd’hui. La prochaine PPE devrait pointer vers une production de 6 TWh en 2030, puis de 10 TWh en 2035. Un plan national pour le développement du solaire thermique est annoncé pour 2024.
Newheat rappelle volontiers que 80% du gaz naturel consommé en France sert à la production de chaleur. Le solaire thermique peut relativement facilement se substituer au gaz pour produire de la chaleur à moins de 100°C. Ce qui représente environ 80% des besoins de chaleur en France, dont une part conséquente de la chaleur utilisée en industrie.
Voici tous les participants au projet LACTOSOL. De gauche à droite, Hughes Defréville, CEO et co-fondateur de Newheat, Pierre Delmas, directeur technique et co-fondateur de Newheat, Jean-Luc Bordeau, le client et directeur général de la division Lactalis Ingredients, Sylvain Waserman, président de l’ADEME – tous les participants soulignent l’énorme importance du rôle de l’ADEME à travers le fonds chaleur -, Xavier Delarue, préfet de la Meuse, Jérôme Dumont, président du Conseil Général de la Meuse et président du GIP Objectif Meuse, Samuel Hasard, Maire de Verdun. Doc. PP