Décarboner un complexe de bâtiments tertiaires

Comment l'utilisation de TOP-Energy® a permis d'arbitrer entre réduction du CO₂, investissement et rentabilité

Profil du site

Bâtiments tertiaires

Taille du site

8 bâtiments 

1 ha de terrain disponible

17 GWh/an de besoins énergétiques 

4 392 tCO₂/an d'émissions

Localisation du site

Anonymisée

Secteur d'activité

Administration

Synthèse du projet

L’étude visait à construire une trajectoire de décarbonation du parc immobilier capable de réduire la dépendance au gaz naturel tout en préservant la viabilité économique du système énergétique.

La situation de référence combinait chaudière gaz, cogénération, groupe froid et photovoltaïque existant, pour des besoins annuels de 6 GWh d’électricité, 10 GWh de chaleur et 1 GWh de froid. Les émissions étaient de 4 392 tCO₂/an.  

L'utilisation de TOP-Energy® a permis de comparer et optimiser différentes configurations du système énergétique selon deux critères : les coûts et les émissions de CO₂.

Parmi les configurations étudiées, le scénario économiquement optimal représente 5 M€ d’investissement. Sur la période d’analyse de 20 ans, sa VAN est de 7 M€ par rapport à la situation de référence de 2025. Son délai de récupération actualisé est de 7,5 ans. 

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Le défi : décarboner la chaleur des bâtiments tout en maîtrisant les investissements

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La production de chaleur des bâtiments repose entièrement sur le gaz naturel, avec une chaudière gaz et une unité de cogénération. Le système énergétique génère 4 392 tCO₂/an, et les besoins du campus atteignent 10 GWh de chaleur par an.

L’enjeu était d’identifier dans quelles technologies investir, comment les dimensionner et comment les combiner pour réduire les émissions de CO₂ tout en conservant une solution économiquement viable.

La difficulté consistait à trouver le meilleur compromis pour :

  • réduire les émissions de CO₂ ;
  • limiter les coûts d’exploitation ;
  • maîtriser le niveau d’investissement.

L’objectif était donc de déterminer le mix énergétique offrant le meilleur équilibre entre décarbonation et rentabilité, plutôt que d’évaluer chaque technologie séparément.

La solution TOP-Energy®

TOP-Energy® a été utilisé pour modéliser l’ensemble du système énergétique des bâtiments et comparer différentes solutions de décarbonation de la production de chaleur. 

L’étude a intégré le système existant — chaudière gaz, cogénération, groupe froid et photovoltaïque — ainsi que plusieurs technologies pouvant compléter le mix énergétique : 

  • photovoltaïque au sol ;
  • solaire thermique ;
  • pompe à chaleur utilisant l’eau de la rivière comme source thermique ;
  • stockage thermique saisonnier ;
  • stockage par batterie ;
  • power-to-heat

Les différentes configurations ont été comparées selon des critères économiques et environnementaux : investissement, valeur actuelle nette, coûts de combustible et d’électricité et émissions de CO₂. Des analyses de sensibilité et une étude multi-paramètres ont également permis d’évaluer l’impact des hypothèses d’investissement et d’identifier plusieurs configurations aux performances économiques proches de l’optimum. 

Solar Eco Power

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Solar Heating

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Solar Panels

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Résultats des simulations

L’utilisation de TOP-Energy® a permis d’éclairer les choix d’investissement offrant le meilleur compromis entre rentabilité et réduction des émissions de CO₂ sur une période d’analyse de 20 ans.

Le scénario économiquement optimal combine photovoltaïque, pompe à chaleur sur eau de rivière, stockage thermique saisonnier et power-to-heat. 

Délai de récupération actualisé de 7,5 ans

Le scénario économiquement optimal propose un investissement total de 5 M€. Par rapport à la situation de référence de 2025, la VAN calculée est de 7 M€ et atteint un délai de récupération actualisé de 7,5 ans.  

Le scénario simulé prévoit une réduction des émissions de 28 % par rapport à 2025. La pompe à chaleur couvre à elle seule 49,5 % des besoins annuels de chaleur des bâtiments. 

Identifier le meilleur compromis entre investissement et rentabilité

L’étude multi-paramétrique montre également qu’une solution proche de l’optimum peut être plus pertinente lorsque le budget d’investissement est contraint.

Ainsi, une configuration alternative permet de réduire l’investissement de 1,2 M€ (-24 %), avec un délai de récupération actualisé ramené à 6,7 ans et une VAN seulement 6,5 % inférieure à celle du scénario économiquement optimal.

 

Mesurer le coût d’une décarbonation supplémentaire 

TOP-Energy® a permis également de quantifier l’investissement nécessaire pour aller plus loin dans la réduction des émissions de CO₂. Le scénario visant directement la minimisation du CO₂ atteint 3 055 tCO₂/an, soit une réduction de 30 %.

Cependant, gagner 2 points supplémentaires de réduction des émissions par rapport à l’optimum économique nécessiterait 2,5 M€ d’investissement additionnel.

Ces simulations éclairent le choix d’un mix énergétique adapté au budget et aux objectifs de décarbonation des bâtiments. Elles permettent de comparer les gains économiques, les réductions d’émissions et les investissements nécessaires pour arbitrer avant d’engager les dépenses.  

0 M€
Investissement nécessaire
0 M€
Valeur Net Actuelle
- 0 %
émissions de CO2 par rapport à 2025

Quelle trajectoire énergétique pour vos bâtiments ?