Comment la Chine innove en matière de refroidissement urbain

L'intérieur de la station de refroidissement n° 5 à Qianhai, dans la ville de Shenzhen, dans la province du Guangdong (sud de la Chine). (Photo/Shenzhen Qianhai)

Cet été, le système de refroidissement utilisé dans un complexe résidentiel de Xuzhou, dans la province du Jiangsu (est de la Chine), a suscité un vif intérêt : alors que les températures extérieures dépassaient les 35 °C, la température intérieure se maintenait autour de 25 °C, sans recours à des climatiseurs individuels. Le secret réside dans le sous-sol : l'Université chinoise des mines et de la technologie s'est associée à des entreprises locales pour exploiter une « source de froid naturelle », de l'eau provenant de mines désaffectées voisines, qui conserve une température constante de 19 °C tout au long de l'année. Cette eau est acheminée vers les logements via les conduites de chauffage existantes, assurant le rafraîchissement grâce à des systèmes de plancher rayonnant.

Le plan d'action de la Chine visant à atteindre le pic des émissions de carbone au cours de la période du 15e Plan quinquennal préconise d'accélérer la transition écologique et bas-carbone des systèmes de chauffage et de refroidissement. Actuellement, de nombreuses villes chinoises explorent des solutions de refroidissement urbain.

Le refroidissement urbain peut être comparé au chauffage urbain, la différence majeure étant que l'eau circulant dans les conduites est refroidie plutôt que chauffée. Certaines stations de refroidissement urbain fonctionnent en distribuant de l'eau glacée via un réseau souterrain vers les bâtiments, où des ventilo-convecteurs diffusent ensuite de l'air frais dans les espaces intérieurs.

Par rapport à la climatisation traditionnelle, le refroidissement urbain présente des avantages indéniables : il est plus efficace, plus économique et permet un gain d'espace dans les bâtiments. Il élimine les nuisances sonores liées aux unités de climatisation extérieures et évite l'inconfort causé par un flux d'air froid direct, offrant ainsi un meilleur confort d'utilisation.

Toutefois, la généralisation du refroidissement urbain repose sur un principe clé : l'adaptation des solutions aux conditions locales.

Dans le cas de Xuzhou, l'eau de mine a servi de source de froid facilement accessible, rendant inutile toute consommation d'électricité supplémentaire pour refroidir l'eau. De plus, l'utilisation d'un réseau de conduites à « double usage » a permis d'éviter de lourds travaux de rénovation ou de câblage, économisant ainsi temps, efforts et argent. De telles sources de froid naturelles ne sont pas disponibles partout, et les sources de moindre envergure peuvent s'avérer insuffisantes pour répondre à des besoins de refroidissement massifs. Des villes comme Wuhan, la capitale de la province du Hubei (centre de la Chine) et Nanjing, la capitale de la province du Jiangsu (est de la Chine) ont également mis en œuvre des projets de refroidissement urbain qui réduisent les émissions de carbone tout en profitant aux habitants. Leur succès repose sur une exploitation judicieuse des atouts géographiques du fleuve Yangtsé, qui agit comme un « climatiseur naturel ».

Bien entendu, la notion de « ressources » n'est pas figée. À Hangzhou, la capitale de la province du Zhejiang (est de la Chine), les eaux récupérées de la station d'épuration de Xiaoshan Qianjiang assurent le refroidissement continu d'environ 300 000 mètres carrés de bâtiments au sein de la Cité des sciences et technologies Chuanhua. Grâce à l'innovation technologique et à une évolution des mentalités, des ressources jusqu'alors inexploitées peuvent être valorisées. Au-delà de la simple disponibilité des ressources, concilier durabilité environnementale et viabilité économique constitue un enjeu majeur pour les systèmes de refroidissement centralisé.

La distribution de froid est bien plus complexe que celle de chaleur. Alors que les réseaux de chauffage urbain peuvent couvrir un rayon de plus de 20 kilomètres, les réseaux de refroidissement se limitent généralement à un rayon de 1,5 kilomètre ; au-delà, les pertes d'énergie augmentent considérablement. Actuellement, le plus grand système de refroidissement urbain au monde se trouve à Qianhai, dans la ville de Shenzhen, dans la province du Guangdong (sud de la Chine). Avec six stations de refroidissement déjà opérationnelles, ce système devrait permettre de réduire la consommation de fluides frigorigènes de 13,74 tonnes une fois sa capacité maximale atteinte ; il a d'ores et déjà signé des contrats couvrant une surface de refroidissement de plus de 5,78 millions de mètres carrés. Pourquoi Qianhai ? Parce que cette zone affiche une température annuelle moyenne supérieure à 23 °C et concentre une forte densité d'immeubles de bureaux, de grands complexes commerciaux et d'hôtels, autant d'infrastructures générant une demande stable et importante en services de refroidissement.

En tirant parti des économies d'échelle, le refroidissement centralisé offre un potentiel considérable et constitue un puissant levier d'économie d'énergie et de réduction des émissions de carbone ; toutefois, si les installations restent inutilisées après leur mise en place, cela engendre un gaspillage massif. Une réflexion approfondie et une prise de décision fondée sur des critères scientifiques s'imposent donc pour garantir une approche globale dès la phase de planification.

Une autre actualité mérite d'être mentionnée en matière de « fraîcheur » : au premier semestre de cette année, la valeur des exportations chinoises de climatiseurs vers l'Union européenne a bondi de 43,2 % d'une année sur l'autre, atteignant un niveau record. Pour relever des défis tels que la prédominance de bâtiments anciens et la complexité des contraintes d'installation, des entreprises chinoises ont mis au point des climatiseurs mobiles de type « split » (à unités séparées) et prêts à l'emploi (« plug-and-play »). Ces appareils, conformes aux normes d'efficacité énergétique et dotés de dispositifs stricts de réduction du bruit, sont devenus très prisés. L'adaptation locale intégrée à ces produits et services témoigne d'une approche avisée, respectueuse tant des réalités opérationnelles que des besoins des utilisateurs : une véritable illustration de la personnalisation des solutions en fonction des contextes locaux.

Les objectifs de « double carbone » constituent un engagement solennel de la Chine envers la communauté internationale. Pourquoi dit-on que « lorsque la Chine fait une promesse, elle la tient » ? La réponse réside dans une approche alliant ancrage dans la réalité, progression constante et stratégies intelligentes, consistant à assembler diverses « pièces du puzzle », telles que les bâtiments écologiques et les énergies bas carbone, pour former un tout cohérent.

(Par Chen Yixian, journaliste au Quotidien du Peuple)

La station énergétique du centre civique de la prise d'eau du fleuve Yangtsé à Nanjing, capitale de la province du Jiangsu (est de la Chine), utilise l'eau du fleuve comme « source de refroidissement ». (Photo/Nanjing Construction)