Yverdon-les-Bains
Concepts énergétiques d'éco-quartier et feuille de route de décarbonation
Une réduction des émissions de 83% d'ici 2040, grâce à trois feuilles de route : optimisée sur les coûts, intermédiaire et optimisée sur le CO₂.
Une réduction de CO₂ de 83% d'ici 2040 cartographiée selon trois trajectoires entièrement chiffrées, de l'optimum économique à l'optimum climatique, avec une voie politiquement viable entre les deux.
- Client
- Yverdon-les-Bains
- Secteur
- Commune
- Localisation
- Yverdon-les-Bains, Suisse
- Type de projet
- Planification d'éco-quartier
- CO₂
- −83% d'ici 2040
- Outils
- Sympheny · Optimisation MILP · Analyse de réseau d'anergie · Front de Pareto multi-feuilles de route
Aligner le concept d'écoquartier Gare-Lac sur la feuille de route plus large de décarbonation de la ville d'Yverdon-les-Bains.
Comparaison de trois scénarios sur un même modèle sous-jacent, afin que les choix à l'échelle du quartier et les objectifs à l'échelle de la ville restent cohérents.
Définition d'une voie de réduction des émissions de CO2 de 83 % d'ici 2040, avec des arbitrages concrets visibles pour la planification du secteur public.
Le défi
La municipalité d’Yverdon-les-Bains réaménage son site stratégique Gare-Lac en un nouvel éco-quartier à usage mixte, soit 3’800 habitants et 1’200 postes de travail dans un seul développement. Yverdon-les-Bains énergies, le distributeur local d’électricité, de gaz, d’eau et d’éclairage public, a mandaté le bureau d’ingénierie et de planification Eicher et Pauli pour développer les futurs concepts énergétiques du site, le bureau de conseil Enersys assurant la coordination et la maintenance d’un tableau de bord de visualisation via son logiciel GRIDS energyCity.
Le plan directeur localisé couvre une longue liste de décisions qui interagissent toutes : les standards de construction et la façon dont ils déplacent les coûts du cycle de vie et les émissions de CO₂ ; l’intégration des potentiels de chaleur basse température géothermique et des eaux usées ; le pré-dimensionnement et le tracé des réseaux thermiques haute et basse température ; le dimensionnement du PV et la manière dont il s’intègre au reste du concept ; et la chaleur fatale des équipements sur site, qui a des implications pour le climat urbain et la qualité de l’air. Face à tout cela, la municipalité avait besoin de plusieurs feuilles de route de décarbonation à l’horizon 2040 avec des compromis coûts-émissions explicites.
Comment Sympheny a été utilisé
Eicher et Pauli ont utilisé Sympheny comme colonne vertébrale analytique du projet, intégrant les données de chaque partenaire dans un modèle unique auquel tout le monde pouvait se fier et à partir duquel travailler. Trois scénarios ont été optimisés à chaque pas de temps, soit 2025, 2030 et 2040 : une trajectoire optimisée sur les coûts, une trajectoire optimisée sur le CO₂, et une solution intermédiaire visant le meilleur compromis entre coûts et émissions. Chaque solution système correspond à une conception de système énergétique entièrement dimensionnée : réseaux pré-dimensionnés, technologies dimensionnées, exploitation horaire.
- Trois feuilles de route à l’horizon 2040 : trajectoires optimisée sur les coûts, intermédiaire et optimisée sur le CO₂, modélisées pour 2025, 2030 et 2040, afin que les décideurs voient ce que chaque niveau d’ambition coûte réellement.
- Analyse de réseau d’anergie : a testé si la station d’épuration des eaux usées pouvait fournir suffisamment de chaleur basse température pour ancrer un réseau d’anergie pour l’éco-quartier, un levier critique de la solution optimisée sur le CO₂.
- Modèle vivant tout au long des phases du projet : conçu pour évoluer de la planification à la construction et à l’exploitation, les données mises à jour s’intégrant directement dans le modèle existant plutôt que de le remplacer.
Résultat
Le scénario optimisé sur le CO₂ offre une réduction des émissions de 83% d’ici 2040 par rapport au statu quo, obtenue grâce à la rénovation des bâtiments, aux pompes à chaleur, à la récupération de chaleur et à un réseau d’anergie alimenté par la station d’épuration des eaux usées, le raccordement aux eaux usées étant identifié comme le levier clé pour réduire les émissions. Cette ambition a un coût : la solution optimisée sur le CO₂ est environ 90% plus chère en coûts du cycle de vie que la solution optimisée sur les coûts.
La solution intermédiaire est le résultat politiquement intéressant. Comparée à la trajectoire optimisée sur les coûts, la trajectoire intermédiaire offre des réductions de CO₂ supplémentaires pour une augmentation des coûts du cycle de vie d’environ 6% seulement, un compromis bien plus attractif. Chaque scénario correspond à une conception entièrement dimensionnée qui répond à des questions de planification concrètes : si le volume des eaux usées est suffisant pour une fourniture de chaleur basse température, quelles autres sources méritent une analyse plus approfondie, et quel rôle le PV devrait jouer dans le système intégré. Le modèle se prolonge comme un jumeau numérique dans Sympheny, prêt à être affiné à mesure que les données locales s’améliorent et que le projet passe de la planification à la construction et à l’exploitation.
Chronologie des émissions pour les trois scénarios. La trajectoire optimisée sur le CO₂ passe de 1’489 tCO₂/an en 2021 à 259 tCO₂/an en 2040, une réduction de 83%.
Front de Pareto pour les variantes système 2025 et 2040. La solution intermédiaire se situe entre l’optimum économique et l’optimum CO₂, ajoutant un coût modeste pour des réductions d’émissions substantielles.
Une réduction de CO₂ de 83% d'ici 2040 pour la trajectoire optimisée sur le CO₂. La solution intermédiaire offre des réductions de CO₂ supplémentaires par rapport à l'optimum économique pour un coût du cycle de vie supérieur de seulement ~6%, un compromis politiquement attractif. Le modèle se prolonge comme un jumeau numérique pour les phases ultérieures du projet.
