Récupération de chaleur sur les effluents

Une source d’énergie renouvelable à développer

Tout comme la récupération de chaleur sur l’air évacué, la récupération de chaleur sur les eaux usées constitue un gisement considérable d’énergie. En effet, elle permet de valoriser des rejets thermiques pour réduire les coûts énergétiques¹, tant en milieu résidentiel que dans des environnements commerciaux, industriels et institutionnels – voire à l’échelle de tout un quartier.

La récupération de chaleur sur les eaux grises : une technologie simple et abordable

La récupération de chaleur sur les eaux grises (RCEG) est une technologie particulièrement intéressante dans un contexte résidentiel. Une fois utilisée pour la douche, le lavage des mains, le lave-linge ou le lave-vaisselle, l’eau chaude domestique est habituellement évacuée vers les égouts via les drains de la maison ou de l’édifice. Un système de RCEG permet de récupérer une partie de la chaleur perdue au drain² au moyen de serpentins fixés sur la colonne de vidange du bâtiment qui servent à préchauffer l’eau entrante (froide) d’alimentation du chauffe-eau, sans jamais se mélanger avec les eaux grises. Ce dispositif simple et éprouvé offre plusieurs avantages³ :

Réduction de 10 à 40 % des coûts de chauffage de l’eau chaude domestique
Période de rendement de l’investissement de 6 à 8 ans
Durée de vie de 30 à 50 ans

Le chauffage de l’eau chaude domestique représente de 15 à 25 % de la facture énergétique des ménages canadiens⁴.

RegenEAU

Sous l’impulsion de son PDG David Pineault, RegenEAU a développé un système modulaire de production d’eau chaude sanitaire efficace grâce à la récupération de chaleur sur les eaux usées (eaux grises et eaux noires) qui repose notamment sur un procédé breveté de séparation des solides et des liquides. L’eau filtrée grâce à ce procédé est stockée dans un réservoir, où la chaleur résiduelle est récupérée au moyen d’une thermopompe pour être conservée jusqu’à son utilisation, tandis que les eaux usées résiduelles sont acheminées vers les égouts. Ce système permet de réduire la consommation énergétique en préchauffant et produisant l’eau chaude de manière plus efficace et demande peu d’entretien. En 2024, Bild, un promoteur immobilier de la région de Québec, a été le premier au pays à déployer la technologie de RegenEAU dans un bâtiment multirésidentiel de 100 logements. Deux autres systèmes RegenEAU ont été intégré depuis dans un bâtiment existant de 145 logements à Sainte-Foy, près de Québec avec le même promoteur. D’après les projections, une fois le système optimisé ils permettront des économies d’énergie prêt de 50 % par rapport au scénario de référence².

Aquartis

Aquartis, une entreprise spécialisée dans le recyclage de l’eau fondée en 2010, a récemment mis au point un nouveau système de traitement automatisé des eaux usées appelé Triton^MC, qui récupère la chaleur des eaux usées pour préchauffer l’eau chaude domestique et réutilise une partie de cette eau pour les toilettes et l’irrigation. En 2025, ce système a fait l’objet d’un premier déploiement dans un bâtiment neuf de 48 logements géré par Les Habitations l’Équerre, un organisme sans but lucratif de la région de Sherbrooke. Les résultats projetés sont prometteurs, avec une baisse attendue de la consommation d’eau de 40 % et une diminution de 70 % de la quantité d’énergie nécessaire à la production de l’eau chaude domestique. Pour en savoir plus à ce sujet : https://tinyurl.com/yf4wyfp9

À Vancouver

La récupération de chaleur sur les eaux usées peut également se faire à plus grande échelle, comme c’est le cas de la boucle énergétique de quartier de False Creek, à Vancouver, en Colombie-Britannique. Basée sur une technologie de transfert d’énergie des eaux usées (Wastewater Energy Transfer ou WET, en anglais) développée par la société vancouvéroise SHARC Energy, cette boucle capte la chaleur des eaux d’égout, qui sont d’abord filtrées pour séparer les solides des liquides, puis pompées à travers des échangeurs de chaleur afin d’en tirer de l’énergie pour le chauffage ou la climatisation des bâtiments du secteur. Les eaux usées pompées sont ensuite rejetées dans le réseau d’égouts municipal. Le système WET de False Creek, qui dessert plus de 1 900 000 mètres carrés de bâtiments résidentiels, commerciaux et institutionnels, à l’heure actuelle, le plus important du genre en Amérique du Nord.

À Toronto

Un système similaire est en cours d’implantation au Toronto Western Hospital, un établissement de santé situé au cœur de la métropole ontarienne. Mis au point par Noventa Energy, il permettra de capter la chaleur provenant des eaux usées à l’aide d’un puits d’environ 50 m de profondeur situé directement sous l’hôpital et relié au réseau d’égout municipal, couplé à des échangeurs de chaleur et à des refroidisseurs/pompes à chaleur. On estime que ce système permettra à l’établissement d’économiser 700 000 $ par an en coûts de chauffage et de climatisation.

À Ottawa

En parallèle, d’autres projets de récupération de chaleur sur les eaux usées intégrés à des boucles énergétiques de quartier voient le jour ou sont en gestation aux États-Unis et au Canada, comme le projet LeBreton Community Utility, à Ottawa, qui utilisera l’énergie captée sur les eaux d’égout pour chauffer les 608 logements du complexe Odenak et éviter des rejets annuels estimés à plusieurs milliers de tonnes de GES⁵.

Au Québec

Selon nos recherches, aucun projet de récupération de chaleur sur une canalisation d’égout municipal n’est en fonction au Québec. Une étude a été effectuée pour Énergir chaleur et climatisation urbaines (ECCU) afin d’évaluer la faisabilité d’un captage d’énergie sur les eaux d’égout adjacentes à sa centrale du boulevard Robert-Bourassa, à Montréal, qui alimente plus de de deux millions de m² d’immeubles en eau chaude, en vapeur et en climatisation. Toutefois, même si la mesure demeure intéressante, le débit d’eau a été jugé trop faible pour assurer la rentabilité d’un tel système à court terme.

Grâce à un système de récupération de chaleur sur les eaux d’égout, le Toronto Western Hospital devrait économiser 700 000 $ par an en coûts de chauffage et de climatisation.

La cloacothermie : une nouvelle avancée dans la récupération de chaleur sur les eaux usées

La cloacothermie consiste à installer des échangeurs thermiques dans le bassin d’eau d'épuration d’une municipalité pour puiser l’énergie directement dans les eaux usées. L'eau du bassin d’eau d’épuration transfert sa chaleur dans un fluide caloporteur, qui est ensuite acheminé vers une thermopompe, qui élève la température afin de chauffer ou climatiser un ou des bâtiments. Au Canada, un premier projet du genre a vu le jour en 2022, à Sainte-Adèle, au siège social d’Équipe Laurence. Depuis, les résultats obtenus ont convaincu la Ville de Prévost d’exploiter cette technologie pour le chauffage de son futur complexe sportif, dont l’ouverture est prévue pour l’été 2026.

La récupération de chaleur sur les eaux de procédé : un levier supplémentaire pour la décarbonation industrielle

Parmi les autres applications possibles, la récupération de chaleur des effluents de procédé ou de l’eau chaude « fatale » est une avenue particulièrement intéressante. Elle consiste à capter l’énergie contenue dans les effluents d’industries ayant d’importants besoins en eau chaude (pâtes et papiers, agroalimentaire, métallurgie, textile, etc.) pour préchauffer de l’eau ou de l’air destiné à un usage interne ou externe, réduisant ainsi les coûts énergétiques et les émissions de GES.

C’est par exemple le cas du système Launrec RTB de Sofame Technologies, un récupérateur de chaleur destiné aux buanderies et aux teintureries. Ce système a notamment été déployé chez Textiles Coraltex Inc., une entreprise montréalaise de produits textiles haut de gamme, où il permet d’économiser annuellement plus de 300 000 m³ de gaz naturel, ce qui représente plus de la moitié de l’énergie nécessaire au chauffage de l’eau dans ce procédé⁶. Plusieurs autres manufacturiers, notamment Ellis Ludell et Kemco, commercialisent des systèmes comparables. Au moyen d’échangeurs à tubes et à calandre, ils récupèrent la chaleur à contre-courant, permettant un échange de chaleur avec une température d’approche de 5 °F. Le succès de ces solutions repose sur la filtration des particules en amont de l’échangeur.

Le système RheX, du fabricant italien Pozzi Leopoldo, propose une autre approche : l’échange de chaleur se fait au moyen d’une série de disques lenticulaires montés sur un arbre creux en rotation qui transfèrent l’énergie de l’eau de procédé vers de l’eau froide propre. Le mouvement constant des disques permet de débarrasser l’eau de procédé des matières présentes par gravité. Ce système peut ainsi traiter des eaux très sales sans qu’aucun filtre ne soit nécessaire en amont et offre une efficacité thermique constante.

La récupération de chaleur sur les eaux de procédé a permis une réduction majeure de la facture d’énergie de Textiles Coraltex Inc.

La récupération de chaleur des centres de données : une technologie en plein essor

Au cours des dernières années, la valorisation des rejets thermiques issus des centres de données et de calcul a pris de l’ampleur, au Québec comme ailleurs. L’adoption croissante de systèmes de refroidissement par immersion pour ce type de rejets transforme radicalement le potentiel de récupération de chaleur fatale.

Dans ces infrastructures, la chaleur émise par les équipements électroniques est transférée vers des systèmes de refroidissement à l’eau. Bien que l’eau chaude produite ne constitue pas un effluent, la chaleur qu’elle transporte demeure un rejet thermique qui doit être évacué.

Plutôt que de dissiper cette énergie dans l’environnement, il devient possible de la récupérer pour alimenter en chaleur des bâtiments ou des boucles thermiques de quartier. Le projet Humano District, à Sherbrooke, illustre bien ce modèle : le centre de données d’Exaion a été conçu pour être intégré directement au site, dans la salle mécanique de l’ancien couvent, permettant ainsi d’alimenter la boucle énergétique de ce développement immobilier et d’optimiser la valorisation de la chaleur produite.

Plusieurs entreprises québécoises proposent également des solutions de valorisation thermique adaptées à de plus petites installations, notamment dans le secteur du bâtiment, dont FirstBlock, Hypertec et Datanergie. FirstBlock, par exemple, commercialise des solutions destinées aux immeubles multirésidentiels et commerciaux et offre des capacités de chauffage variant généralement entre 100 et 200 kW selon les besoins thermiques du bâtiment.

La chaleur peut atteindre des températures supérieures à 60 °C, ce qui permet d’intégrer la récupération de chaleur en milieu urbain et immobilier, notamment pour la production d’eau chaude domestique.

Un potentiel économique et environnemental…

Les exemples présentés dans cet article montrent que la récupération de chaleur sur les effluents, quelle que soit leur provenance, peut devenir un vecteur d’économies et de réduction de l’empreinte carbone. Ils ouvrent également des perspectives sur la valeur ajoutée potentielle de cette solution dans un contexte d’intégration à une boucle énergétique de quartier ou de couplage avec d’autres sources d’énergie renouvelable comme la géothermie ou la récupération de chaleur sur l’air évacué, où elle peut amplifier les gains économiques et environnementaux. Le ministère de l’Agriculture, de l’environnement et des ressources naturelles du Québec a d’ailleurs publié une carte des rejets et des besoins thermiques du Québec. Cette carte, qui géolocalise tous les sites émetteurs et consommateurs potentiels du territoire, est conçu comme un outil d’aide à la décision pour les responsables et les promoteurs de projets de valorisation de rejets thermiques.

… et des défis

Pour que les projets de récupération de chaleur sur les effluents se réalisent, plusieurs éléments doivent cependant être pris en considération :

L’équilibre des charges (débit/température vs besoins) est nécessaire pour optimiser la réduction d’énergie :
- dans certains cas, des réserves d’eau tampons doivent être incluses dans la conception des systèmes;
- dans la plupart des concepts, la température d’eau n’étant pas suffisamment élevée, des thermopompes doivent être intégrées au système de récupération de chaleur.
La séparation des liquides et des solides doit se faire avant l’échange de chaleur pour assurer le bon fonctionnement du système et éviter l’encrassement des échangeurs.
La source de chaleur (ressource) doit être située à proximité du lieu présentant des besoins énergétiques, idéalement à moins de 500 m pour un déploiement à grande échelle, en particulier au sein d’une boucle énergétique de quartier.

Énergir soutient vos projets d’efficacité énergétique

Énergir offre des subventions⁷ pouvant aller jusqu’à 50 000 $ pour une étude de faisabilité et jusqu’à 1 000 000 $ pour la mise en œuvre d’un projet de récupération de chaleur sur les eaux usées permettant de réduire la consommation de gaz naturel dans le cadre du volet Diagnostic et mise en œuvre efficaces de son programme d’efficacité énergétique. Pour en savoir plus à ce sujet, connaître les conditions et critères d’admissibilité du programme et obtenir du soutien dans votre démarche, le cas échéant, communiquez avec un conseiller en solutions énergétiques d’Énergir au 1 833 835-1313 ou en remplissant ce formulaire.