Fribourg, une utopie, une référence ou simplement une volonté
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Fribourg, une utopie, une référence ou simplement une volonté publique de donner du sens au mot durable ? Située à 45 minutes de la frontière franco-allemande, la ville de Fribourg (210 000 hab.) est impliquée depuis trente ans dans la prise en compte des axes de développement durable (transports et déplacements, énergie, eau,…) pour l'aménagement de son territoire et de sa région. En 1975, ils étaient 28 000 à dire non à un projet de centrale nucléaire, et, ensuite citoyens et élus ont relevé un défi : Fribourg et sa région sont devenus un modèle de ville et de région "durable". Elle est reconnue "capitale écologique" de l'Allemagne et fait figure de proue au niveau international en tant que centre de compétences pour l'énergie solaire. A l'heure actuelle, 10 000 emplois sont liés directement aux activités environnementales dans la région de Fribourg et 170 000 dans l'ensemble de l'Allemagne. L'industrie allemande de fabrication de cellules solaires photovoltaïques approvisionne 25% du marché mondial. Ces dernières années, beaucoup de Français se rendent à Fribourg pour constater et, espérons s'inspirer prochainement des réalisations. Les 18, 19 et 20 janvier 2007, nous étions de ceux-là. Le car a embarqué des participants à 5h00 à Vic le Comte et terminé son chargement à 6h00 à Riom. Nous étions 29 d'horizons divers (associations, agriculteurs, bureaux d'études). Nous sommes arrivés à Fribourg vers 14 h 30 et nous nous sommes installés à l'Hôtel "Stadhotel" (2 étoiles). L'hôtel qui nous a accueillis avait choisi d'utiliser des produits issus de l'agriculture biologique pour la préparation des petits déjeuners en 2006. En raison du degré de satisfaction des clients, la direction a décidé de préparer tous les repas à base de produits biologiques en 2007. Les produits des producteurs de la région sont privilégiés, excepté en hiver où ils viennent parfois d'Italie aussi issus de l'agriculture biologique. Pour l'instant c'est le seul restaurant de Fribourg qui utilise 100% de produits biologiques. La clientèle du restaurant s'est modifiée, ce sont plus souvent des personnes avec des problèmes de santé (allergies) qui le fréquentent. Cette remarque doit nous faire réfléchir, les "produits bios" consommés régulièrement n'éviteraient-ils pas certains problèmes de santé ? Après une présentation de chaque association et de chaque membre du groupe nous allons découvrir le centre ville de Fribourg. Le centre ville est piétonnier, seuls circulent de nombreux tram et des vélos. Il y a peu de bruit et il est très agréable de flâner. A 19 h 00, dans la salle de restauration qui nous est réservée, le guide de Fribourg Futour nous souhaite la bienvenue et nous présente le programme (marathon) des visites de vendredi 19 et samedi matin 20janvier. Après un excellent dîner, un bon sommeil réparateur sous la couette ! Le petit déjeuner sous forme de buffet propose une très grande gamme de produits bios salés, sucrés, fruits, céréales, charcuteries, œufs, jus de fruits et légumes de bonne qualité gustative. Programme de Vendredi 19 janvier 1. Visite d’une ferme conventionnelle - diversifiée dans la production d’énergie et de tourisme. 2. Visite d’une ferme laitière en agriculture biologique 3. Visite d’une cuisine centrale qui prépare exclusivement des produits BIO 4. Test, en vraie grandeur, des produits élaborés par la cuisine centrale (repas) 5. Visite du quartier Rieselfeld 6. Visite d’une fabrique de modules solaires photovoltaïques-"Solar Fabrik" 7. Présentation de la politique de la ville autour des énergies renouvelables Samedi 20 janvier 8. Visite du centre de formation pour la mise en œuvre des énergies renouvelables. 9. Visite d’un hôtel qui utilise intégralement les énergies renouvelables. 10. Visite du quartier solaire 11. Visite du quartier Vauban. 1 - Exploitation agricole de Mr Riesterer à Oberried http://www.steiertbartlehof.de/ Située dans un village de fond de vallée (à 1/4 h de route de Fribourg), avec des bâtiments d'habitation de taille conséquente et des bâtiments d'exploitation traditionnels. Quatre ateliers : bois, lait, tourisme et production d'énergie. Mr Riesterer a 4 enfants. Sa femme et ses parents travaillent également sur l’exploitation agricole dont il est propriétaire. Il pratique l’agriculture conventionnelle. Exploitation agricole de Mr Riesterer à Oberried 2 Il dispose d'une surface de 60 ha répartis en 20 ha de forêt, 35 ha de pâtures et 5 ha de terres (culture de maïs). Il a choisi de diversifier son exploitation pour "survivre". Exploitation dans son ensemble Bâtiment d’élevage (au dos) et magasin de vente 1-1 L’exploitation agricole Les animaux 30 vaches laitières de race Holstein vivent toute l’année à l’étable. On dit qu’elles sont en "zéro pâturage". Leur alimentation est exclusivement à base d’ensilage d’herbe et de maïs. En raison de la production d’énergie par la réutilisation des déjections pour fabriquer du biogaz, les vaches ne sortent pas au pré. Les bâtiments d'exploitation En 1945, un incendie avait détruit la totalité de l’exploitation. La nouvelle construction fut prévue pour 40 vaches laitières. Toutefois, l’instauration des quotas laitiers en 1984 limite sa production à 160 000 litres de lait par an. Cependant, les animaux sont maintenant plus productifs. Il décide de réduire le nombre de bêtes pour obtenir une quantité de lait identique. Le prix de vente du lait est d’environ 0.27 € / kg, pour une production moyenne de 25 litres / jour / vache. Soit environ entre 6 000 l et 7 000 l de lait par lactation et par vache (remarque : production d'intensivité moyenne).. Pour vivre correctement, l’exploitant aurait besoin de 0.13 € de plus / kg de lait car les coûts de production augmentent. En conséquence, Mr Riesterer a choisi la diversification. 1-2 La production d'énergie Nous nous intéressons à la production d'énergie à partir des produits résiduels de l'élevage des bovins: du biogaz transformé en électricité et de l'utilisation des surfaces de toiture exposées au sud. En 1999, Mr Riesterer se tourne vers un autre système de diversification : le biogaz. Le principe de l'installation se fait à partir de la récupération des Exploitation agricole de Mr Riesterer à Oberried 3 déjections encore un opté pour production de ses vaches (lisier, fumier) et des refus d'alimentation, ils ont potentiel de 70 % d’énergie. On comprend pourquoi cet agriculteur a le « 0 pâturage » car le temps passé au pré est une perte de de lisiers et de fumiers ! Le processus de digestion va se poursuivre par l’intermédiaire d’un fermenteur. Ce dernier est une cuve en béton, avec une isolation de 10 cm d’épaisseur, recouverte de bois. Le coût des matériaux pour la réalisation de cette installation a été de fermenteur Local du moteur et du fermenteur générateur Cuve de récupération des déchets du fermenteur 60 000 € avec en plus la main d’œuvre qui a représenté environ 700 heures de travail par deux personnes de l'exploitation. Une fois dans le fermenteur, les déjections sont malaxées pour être homogénéisées, 5 min / h, puis chauffées à une température comprise entre 36 et 39 °C afin d’optimiser le processus de fermentation par le développement des microorganismes. 250 m3 de lisier doivent être présents en permanence dans le fermenteur. L’exploitant rajoute environ 3 à 4 m3/ jour pour "entretenir" la fermentation. Il se produit alors un dégagement de méthane. A partir de là plusieurs étapes : Schéma simplifié de l’installation du biogaz 1° - Le méthane recueilli ne se diffuse pas dans l’air puisque le fermenteur est hermétique, il n'y a donc pas de gaz à effet de serre libérés. Ce gaz doit toutefois être débarrassé du soufre qu’il contient. Pour cela, une pompe située dans le fermenteur injecte 8 litres d’oxygène/ min. Le méthane est alors transformé en électricité à l'aide d'un moteur diesel capable de le brûler (consomme 1 l/h de mazout). L’exploitant en limite son Exploitation agricole de Mr Riesterer à Oberried 4 fonctionnement à 16 h / jour car la taille de sa ferme ne lui permet pas d’avantage. Le moteur entraîne un générateur qui produit 22 kW / h d'électricité soit un peu plus de 100 000 kWh / an. L’ensemble des besoins en électricité de cette famille (exploitation, gîtes, consommation personnelle) avoisine les 35 000kwh/an. L’Etat lui rachète le surplus de production à 0.16 € / kWh. Si éventuellement il n'avait pas assez de production d'électricité elle lui serait alors fournie par le réseau. 2° – La récupération de la chaleur du moteur (cogénération) permet de chauffer : • l’eau qui circule dans le serpentin situé dans le fermenteur et ainsi le maintenir aux températures de 36 – 39 °C , • l’eau chaude sanitaire et chauffage pour son habitation et ses gîtes Un contrôle quotidien d’1/4 d’heure à ½ heure est nécessaire pour un bon fonctionnement de cette installation. 3° – Les résidus de la fermentation sont collectés dans une cuve et ensuite épandus dans les champs, même à proximité des habitations, car ils sont peu odorants. Leur valeur fertilisante est élevée ce qui lui évite l’achat d’engrais. Ainsi l'agriculteur fertilise ses parcelles à moindre coût. Il faut noter que ces résidus de fermentation sont peu chargés en nitrates et c'est favorable pour les zones de captage d'eau. L'Allemagne comporte environ 4 000 installations de ce type, mais certaines sont de taille industrielle et produisent du gaz à partir d'ensilage de maïs ; l'agriculteur nous fait remarquer que cette production entre alors en concurrence avec l'agriculture productrice de nourriture pour les hommes. La production d’énergie en agriculture doit se faire par la valorisation des produits résiduels (terme emprunté à Dany Dietmann- conférence, livre et émission Terre à Terre) et l'utilisation des surfaces de toiture, et non aux dépens d'autres productions agricoles vivrières. En 2004, Mr Riesterer complète sa diversification énergétique et opte pour l’installation de panneaux photovoltaïques (cf annexe 1) sur une surface de 180 m² (12 m x 15 m) du toit (côté sud) de son bâtiment d’élevage. Il obtient pour une puissance de 18 kW en crête une production 17 000 kWh par an. L’inclinaison du toit n’est pas optimale, mais la configuration de l’existant lui permet d’obtenir un bon rendement. La forte pente évite malgré tout un enneigement trop important. Exploitation agricole de Mr Riesterer à Oberried 5 L'investissement a été de 84 000 € pour le matériel qui a été installé par lui-même. L'amortissement est prévu sur 15 ans et la garantie sur le matériel est de 25 ans. L’exploitant couvre cet investissement de 84 000 € par un emprunt sur 15 ans à un taux de 4 % et bénéficie d’un amortissement différé de 3 ans. Par la suite, la vente de l’électricité produite par les panneaux, couvre le montant de l’emprunt et lui permet Panneaux photovoltaïques sur même de dégager aujourd’hui un petit le toit de l’étable bénéfice. Il revend la totalité de sa production électrique au réseau commun régional, Badenova, au prix de 0.574 € / kWh produit. Ces panneaux sont garantis pour une perte maximum de rendement d’environ 1 % par an pendant 25 ans. Par ailleurs, l’exploitant possède une ferme expérimentale située à 1 000 m d’altitude où des panneaux photovoltaïques sont installés depuis 20 ans. Les études faites avec le concours du centre de recherche ont montré qu’ils dégageaient encore 85 % de leur puissance initiale. Le changement de ces panneaux ne s’effectue que lorsque leur rendement n’est plus assez important. En Allemagne, certains atteignent l’âge de 40 ans et sont toujours en fonctionnement. Les capteurs demandent aussi de l'énergie pour leur fabrication, et, elle est évaluée à l'équivalent de 3.5 à 4 ans de fonctionnement des capteurs. Après cette première visite, nous nous rendons dans une ferme en agriculture biologique. 2 - Ferme de Mr Alois HERR http://www.melcherhof.net/melcherhof.html Située à l’Est de Freiburg, au lieu dit de Buchenbach, l’exploitation familiale de Melcherhof est dans une vallée, proche d'un ruisseau. Les bâtiments d'exploitation et d'habitation sont des constructions traditionnelles. L'agriculteur qui nous accueille est jeune, il travaille avec sa femme et le couple a quatre enfants. Ferme de Mr Alois HERR 6 2-1 L'exploitation D'une surface de 30 ha de prairies, elle comprend un cheptel de 20 vaches laitières de race traditionnelle de Bavière « allgäu » qui correspond à la brune des Alpes chez nous, (couleur de la robe : gris souris), 8 porcs, 4 chevaux, 12 chats et un chien. Il est en location. Depuis 11 ans, il a fait une conversion à l'agriculture biologique par idéal, pour produire une nourriture saine. Son quota laitier est de 90 000 l de lait par an. La production par vache et par lactation se situe entre 4 000 l et 4 500 l, c'est peu intensif. La nourriture des vaches se fait avec du foin récolté en vrac et stocké au dessus des animaux. L’étable est ancienne et les bêtes sont attachées pour manger au moment de la traite. L’agriculteur les libèrent pour qu’elles puissent boire et se dégourdir les pattes. Il y a encore 4 ans, il vendait à la laiterie la moitié de sa production. En raison de la baisse du prix du lait, il a décidé de transformer la totalité. Pour lui c'est plus de travail mais c'est bien plus rentable. Auparavant il vendait directement sur sa ferme les produits transformés, maintenant il vend dans les supermarchés de Fribourg, sur les marchés et à trois cuisines collectives de Fribourg (une que nous visiterons) ainsi que lors d'opérations "Portes ouvertes sur la ferme". Il s'est aménagé un petit magasin de vente. 2-2 L'activité de transformation du lait La transformation du lait varie chaque jour et est mise en œuvre de la façon suivante : • Samedi après midi et dimanche : fromage blanc frais préparé à partir de sérum, c'est le quark. Une partie est mise en seaux de 5 kg. S'il y a trop de lait, il est pasteurisé. • Lundi : yaourt nature et yaourt avec des fruits. • Mardi : fromage affiné, le « Bergkäse » ou fromage de montagne. Le lait est réchauffé à 32 °C puis emprésuré, le lait est mélangé pendant 40 minutes puis il caille, le caillé obtenu doit avoir la taille d’un grain de blé. Lorsque le doigt sépare le caillé, il est prêt à être tranché au tranche caillé jusqu’à l’obtention de la taille du grain souhaitée. Une fois le caillé cassé au tranche- caillé, il est égoutté, puis mis dans un récipient à trous pour être pressé. Une presse de 15 kg est utilisée 5 min de chaque côté pour permettre de bien sortir tout le Ferme de Mr Alois HERR 7 petit lait. Le fromage est ensuite retourné à intervalles réguliers. D’abord toutes les 10 min puis toutes les 15 min puis toutes les heures pendant 8 heures. Une fois pressé, le fromage est placé dans l'eau salée une journée puis déposé en cave pour être affiné de 2 mois à 1 an. Les ferments utilisés diffèrent selon la variété du fromage. La variabilité des ferments et de la taille du caillé permet d’obtenir des goûts divers. • Mercredi : fromage affiné • Jeudi : fromage entre frais et affiné, la taille du caillé est équivalente à un grain de maïs. Sa conservation est moins longue que le précédent mais les procédés de fabrication sont les mêmes pour tous les fromages. • Vendredi : feta peut être agrémentée avec des épices et des plantes aromatiques • Samedi matin : Munster. Cette fabrication ne demande pas de pressage. La taille du caillé est de la grosseur d’une noix. Avec le petit lait, l'agriculteur élève les porcs, ils sont tués à l'abattoir et un charcutier vient les préparer. L'agriculteur ne fait plus de beurre depuis 4 ans, c'est beaucoup de travail et de plus en raison des normes sanitaires, le bois (baratte) ne peut plus être utilisé. Ainsi transformé, le lait est valorisé entre 1 et 1,20 € par litre de lait. S'il était vendu à la laiterie, le lait serait payé à 32 centimes le litre car en production bio. L'agriculteur vend 40% de sa production en vente directe et 60% en supermarchés. Il reçoit pour sa production bio, 120 € à l'ha de subvention. L'activité d'animation de l'exploitation: Les chevaux sont utilisés pour faire des tours en calèche, en particulier lors des "Portes ouvertes", elles peuvent réunir jusqu'à 2 000 personnes. Un petit moulin à eau existait près de l'exploitation, il a été restauré et fonctionne pour faire de la farine et pour des démonstrations. Un bief amène l'eau du ruisseau proche à la roue du moulin. Il organise des ateliers pour enfants et des visites de classes sur la ferme. Des activités telles que la poterie, la construction d’un moulin à vent, la musique… leur sont aussi proposées. L’agricultrice s’occupe des marchés, elle se rend tous les samedis matin à Freiburg. Les produits de la ferme sont contrôlés par Bioland. Les mentions telles que Demeter, Bioland, Naturland… sont complémentaires aux normes européennes exigées en agriculture biologique. Les supermarchés indiquent à l’aide d’un panneau, les produits issus de l’agriculture biologique ainsi que le numéro de certificat de chaque producteur. Ferme de Mr Alois HERR 8 Pour la vente directe, la mention "Bioland" n’est pas obligatoire. Pour la commercialisation en supermarchés, la mention "bioland" exige que le produit soit bio à 100 % alors que les lois européennes demandent seulement que 95 % du produit soit issu de l’agriculture biologique. A partir de 2008, l’Europe va également exigée que l’intégralité du produit soit bio. L’exploitation est contrôlée 1 fois par an par Bioland et par un organisme européen. En plus, une agence Allemande contrôle pour l’hygiène et la publicité. En conclusion, c'est une petite exploitation qui valorise au maximum ses productions et tire bien parti de sa proximité de la ville. Le lait en transformé par l'agriculteur en totalité, la commercialisation se fait dans la zone urbaine. De plus l'agriculteur participe à la mise en valeur de son site par l'accueil des citadins, soit par l'action de "Portes ouvertes" soit par l'accueil d'enfants et de scolaires. Il a précisé qu'il avait un travail exigeant mais qu'il était satisfait de sa situation. Il démontre qu'il est possible de vivre sur une petite exploitation, en valorisant les productions et en utilisant la "carte de la proximité". 3 - Cuisine collective BIO Le traiteur: M Albert WOEHRLE http://www.alte-ksw.de/woehrle/index.html Une cuisine collective qui prépare entre 450 et 800 repas par jour. Elle n'utilise que des produits issus de l'agriculture biologique, avec un approvisionnement régional et saisonnier (la 2° ferme visitée fournit du fromage blanc et des yaourts). Lorsqu'il faut acheter hors de la région ou du pays les produits, ils sont importés par exemple de France et de mention Nature et Progrès. Elle fournit en repas des crèches, jardins d'enfants et écoles. Cette cuisine collective réalise 15% de son chiffre d'affaire comme traiteur pour des fêtes et 85% pour les crèches et écoles. Il y a 7 à 8 personnels équivalents temps plein, avec le responsable, les cuisiniers, deux livreurs. D nutritionnistes interviennent aussi pour équilibrer les menus. En termes de fonctionnement, le responsable de la cuisine fournit aux crèches et écoles un document contractuel avec des propositions de menus soit avec viande soit végétarien afin qu'ils choisissent. Ce document doit être retourné trois semaines à l'avance pour permettre l'approvisionnement. Une fiche d'évaluation transmise avec chaque repas permet au responsable de la cuisine d’avoir un retour fiable sur la consommation des repas par les enfants. Cuisine collective BIO 9 Le responsable de la cuisine a le souci de bien s'adapter aux demandes des enfants tout en respectant des règles d'alimentation. Il y a parfois des réunions de parents d'élèves pour se concerter et expliquer le fonctionnement. Le coût d'un repas avec les produits d'origine biologique est de 3,25 € par enfant. La répartition des charges est de : 1/3 du coût pour l'achat des produits (coût qui est moins élevé car une partie des repas est constituée de menus végétariens), 1/3 pour la rémunération des personnels, 1/3 pour le coût de l'infrastructure. Le bâtiment est en location. Les repas bio en comparaison de repas "traditionnels" reviennent aux familles à 10 à 15 % de plus par mois et par enfant. La cuisine livre aux structures les plats avec deux fiches de consigne : - une avec les menus - une avec le procédé pour réchauffer les plats afin d'avoir une température de 70° C dans l'assiette. En conclusion, nous avons tous ressenti que ce responsable avait une véritable passion pour son travail et qu'il s'en acquittait avec une grande rigueur. Il nous a montré que l'on pouvait avoir une restauration collective utilisant en totalité des produits issus de l'agriculture biologique, sans des tarifs prohibitifs pour le budget des familles. Dans une salle du centre de recherche sur l'énergie solaire de Fribourg, nous avons déjeuné avec le repas que cette cuisine nous avait préparé. Les membres du groupe ont apprécié la qualité des préparations. Ce résultat très satisfaisant est la conséquence de la réelle implication du responsable et de l’ensemble du personnel. Pour le label bioland, voir le site : www.bioland.de 4 - Institut de recherche sur l’énergie solaire de Fribourg www.solar-info-center.de Fondé en 1981, cet établissement emploie 440 personnes (ingénieurs et thésards)- annexe 2. Les projets qui y sont développés sont financés par l’Etat, l’UE et les partenaires industriels. Cet institut travaille dans trois domaines : l’énergie photovoltaïque, l’hydrogène Institut de recherche sur l’énergie solaire de Fribourg 10 et le bâtiment (étant précisé qu’en Allemagne, 40 % des émissions de gaz à effet de serre sont issues de l’énergie de chauffage du bâtiment et que les nouvelles constructions sont étudiées pour consommer au maximum 75 kWh/an/m2). Cet endroit est aussi le lieu de validation technique et scientifique de nombreux produits issus de l’industrie. Il est à noter que le toit de l’institut constitue à cet effet un lieu privilégié d’expérimentation et de test. Dans le domaine du photovoltaïque, un des objectifs est de réduire l’épaisseur de la couche de silicium utilisée dans la fabrication des panneaux pour économiser le matériau, réduire le poids des installations et augmenter les rendements : de 0.3 mm à 0.03 mm. Aujourd’hui, les installations photovoltaïques sont garanties 25 ans ; la dégradation intervient malheureusement au niveau des matières de laminage annexées au silicium ; des recherches sont donc menées sur des matériaux plus résistants qui pousseraient la durée de vie d’un panneau solaire photovoltaïque à 35 voire 40 ans. On sait que la couche de verre qui recouvre les cristaux pour des raisons évidentes d’étanchéité et de protection renvoie aussi une partie des rayons lumineux. L’institut mène donc des recherches poussées en matière de macrostructure de façon à optimiser les rendements obtenus. Dans le domaine thermique, un étudiant, pour son diplôme de fins d’études, a mené des recherches pour permettre d’optimiser la récupération de chaleur par les panneaux solaires thermiques en s’inspirant des réseaux vasculaires. 5 - Rieselfeld, quartier écologique Le guide du quartier Rieselfeld : M Hans-Jörg SCHWANDER http://www.innovation-tours.de/ http://www.rieselfeld.freiburg.de/ Au début des années 1990, la demande de logement à Fribourg est très importante (60 000 personnes en recherche de logements), les prix montent et il faut ouvrir de nouveaux terrains pour l'urbanisation. Fribourg est une ville où beaucoup d'Allemands ont envie d'habiter à cause de son climat (Toscane de l'Allemagne), de sa proximité de la Forêt Noire, de la Suisse, de la France et de sa réputation de "capitale écologique de l'Allemagne". L'importante pression foncière sur la ville ceinturée par la Forêt Noire pousse la municipalité à urbaniser, à la périphérie Ouest, un espace de 320ha, en place depuis 1895 et qui servait jusqu'en 1985 de zone d'épandage des eaux usées de la ville (Rieselfeld signifie champ d'infiltration). La ville s'intéresse au terrain dès 1992, il est l'objet de nombreuses discussions. Seuls 78 ha sont affectés à l'habitat, les 242 ha restants deviennent une "réserve naturelle" pour Rieselfeld, quartier écologique 11 préserver l'eco-système, espace de détente pour les habitants du quartier avec seulement des sentiers piètonniers. (la notion est plutôt "coupure verte" que réserve naturelle à la française(NR). Le sol a été dépollué avant de construire. Actuellement, les eaux pluviales sont naturellement évacuées par des petits fossés (sans canalisations souterraines : gaspillage) vers un premier bassin de décantation (nettoyé 2 fois par an) puis dans un bassin plus vaste où les eaux sont filtrées naturellement par les racines des roseaux, et ensuite les eaux s'infiltrent doucement dans le milieu. Les eaux usées sont envoyées dans les égouts. (cf Annexe 5) 5-1 Le projet d'urbanisme rigoureux mais évolutif: Le projet est étudié pour éviter les erreurs des années 70, il est mené en concertation étroite entre les décideurs, la population et des architectes. Il est l'objet de nombreuses discussions. Un cahier des charges strict fixe des règles précises et est mis au point pour organiser un concours d'urbanisme : 3 gagnants au concours. Le premier avait prévu les constructions autour de l'axe du tramway. Le quartier, réservé à la construction d’habitations collectives à faible consommation d’énergie (65 kWh/an/m2) est composé d'immeubles qui sont volontairement limités à 5 ou 6 étages en périphérie et à 4 ou 5 étages à l'intérieur du quartier. Les bâtiments sont équipés de panneaux solaires thermiques et/ou photovoltaïques, et, le tout est associé au réseau de chauffage urbain. Ils doivent avoir une isolation importante pour diminuer les besoins en énergie. Ce nouveau quartier peut accueillir 10 000 à 12 000 habitants. Sa construction est fixée en 4 étapes, une tous les 2 ans. Un bilan est fait à chaque étape, une adaptation des programmes et des équipements publics est réexaminée. Par exemple : une école primaire était trop petite; il a été aussi décidé de construire un gymnase en proximité en prenant sur un espace vert, dont le toit a été végétalisé. La desservi commun, traverse tramway mobilité des habitants est étudiée dès le départ. Le quartier est principalement par le tramway pour privilégier les transports en la ligne en est la colonne vertébrale du schéma de structure, elle le par son milieu et dispose de 3 stations. Les abords sont végétalisés. Le a été construit avant que les habitants emménagent. La moitié des projets d’emplacements d’habitation ont été vendus à des promoteurs immobiliers pour construire des logements sociaux à louer et à vendre ; 50 % ont été laissés à l’initiative de groupes de particuliers qui s’associent pour monter leur projet commun avec un architecte. Un cahier des charges très strict a fixé les critères environnementaux, les constructions, les Rieselfeld, quartier écologique 12 bâtiments d’habitation, alors qu'une totale liberté a été laissée aux particuliers dans les choix de l’aspect et des couleurs de leurs habitations. La circulation automobile y est limitée à 30 km et celle à vélo est sans danger. Les commerces, cafés et restaurants sont organisés autour de l'axe central. 5-2 Le projet social Il s'articule autour de l'idée de mixité, mixité sociale en prévoyant 15% de population étrangère et 25% de logements sociaux. Des immeubles en propriété et des immeubles en location, sans différences qualitatives en terme de prestations des logements. Au début, il était souhaité 50 % de logements sociaux pour répondre aux critères d'obtention des subventions de l'époque; maintenant les critères ne sont plus seulement quantitatifs, mais reposent sur la capacité d'intégration générée par le projet, plus que sur les proportions de logements sociaux. Tous les équipements collectifs (crèches, écoles, lycée, maisons de quartier, salle de sport, bibliothèque, jardins d’enfants, salles d’exposition et une église œcuménique) ont été financés par la ville. Des espaces ont été laissés libres en prévision d’aménagements futurs. Ainsi, l’école était pensée au départ de façon à pouvoir être rehaussée par la suite ce qui a été fait. En conséquence, c’est aujourd’hui la plus grande école de tout le Land. 5-3 Le projet culturel Dés le début du quartier, des étudiants animaient un espace installé dans une roulotte, nommée "le KIOSK" : K = communication, I = Information, O = organisation, S= autogestion, K = culture, lieu de rencontre. Pour entretenir la convivialité, les habitants organisent 2 fois par an des repas. Ce lieu a été un foyer d'échanges et de ferments d'idées. Ce sont alors constitués des groupes de "constructeurs" qui ont décidé de construire ensemble leurs bâtiments. Ce kiosque ne pouvait perdurer ainsi, après de nombreux débats, il a été choisi d'édifier un équipement public à la place: la maison de verre. Elle offre des salles de réunion et une salle de spectacle. Le même but est recherché: la rencontre des habitants pour des actions culturelles (culture, prévention, expos, médiathèque, animation de groupes de discussion …). A proximité s'élève un bâtiment regroupant une église et un temple, aux aspects très sobres, conçu par un architecte de Cologne. En circulant dans le quartier, malgré sa grande variété architecturale et sa diversité dans le choix de l'aspect et des couleurs, le sentiment de sérénité règne. Il est grandement renforcé par l’exubérante végétation qui y pousse, ce Rieselfeld, quartier écologique 13 sont des espaces verts moins "léchés" que chez nous mais beaucoup plus variés et personnalisés. A la fin du circuit dans le quartier Rieselfeld, nous nous rendons à l'usine de fabrication de modules solaires, la Solar Fabrik. 6 - La "Solar Fabrik" www.solar-fabrik.de C'est une usine de fabrication de modules solaires photovoltaïques (annexe 1), pour les assembler en capteurs destinés à produire de l'électricité. Cette usine est membre du réseau Unternehmens Grün, partenaire européen de "Entreprendre vert", dirigée par Mr Salvamoser. La « Solar Fabrik » est composée de deux sociétés : la « Salmodaüser » et la « Rittern ». 6-1 L'historique de l'entreprise Le projet démarre en 1993, puis se concrétise en 1996, année de fabrication du 1° module solaire. En 1999, la Solar Fabrik s'installe dans un bâtiment innovant et futuriste, à zéro émission. Il produit autant d'énergie qu'il en consomme, grâce aux capteurs solaires intégrés sur la façade sud vitrée, 275 m2 et 300 m2 en toiture, à 3 puits canadiens (annexe 3) et à une unité de cogénération (production simultanée de chaleur et d'électricité) fonctionnant à l'huile végétale. Les puits canadiens situés sous le bâtiment à une profondeur de 3 m (diamètre du conduit = 1 m), mesurent 33 m de long. Ils sont reliés à une ventilation, l’air collecté est à une température moyenne de 15 °C toute l’année. Le réseau électrique régule la production du bâtiment. Les panneaux photovoltaïques sont fabriqués sur un autre site. Ici, les différents composants sont simplement assemblés. En 2000, l'usine a produit 40 000 m² de modules (soit 4 Mégawatts d'électricité), aujourd’hui, elle en est à 400 000 m2 (40 Mégawatts). En 2002, une 2° unité de production a été ouverte. En 2006, l’usine dépend des fournisseurs de silicium. Pour éviter cette trop grande dépendance, elle a acheté une entreprise en Malaisie qui récupère et recycle le silicium des composants électroniques. Cette usine emploie 200 personnes. 6-2 L’architecture du bâtiment L’usine a obtenu le 2ème prix national d'architecture solaire. Le bâtiment sert de modèle au solaire en général et de modèle d'écologie industrielle, il est structuré en 3 parties : La "Solar Fabrik" 14 • le hall, exposé au sud, avec une façade vitrée, inclinée et comportant des capteurs solaires photovoltaïques. Les capteurs sont orientés à 65 ° et à 15° pour permettre de capter un maximum de rayons solaires en hiver et faire une protection contre la chaleur en été. • l'espace bureaux, derrière le hall • l'usine de production des modules Les murs sont composés de recouvert de plaques de granit. Panneaux Sol en béton béton Face Sud de l’usine solaire Le sol est une chape de ciment (16 cm de dalle). Tous les panneaux photovoltaïques sont produits sans émission de CO2 et seulement avec des énergies renouvelables. Différents panneaux photovoltaïques La "Solar Fabrik" est une entreprise de taille moyenne qui entre directement en concurrence avec de grands établissements (Sharp…). Elle produit des cellules photovoltaïques de grande qualité. La "Solar Fabrik" 15 La production des modules : La soudure des cellules entres elles est robotisée. • 1 couche de verre sécurit (1 boule d’acier lâchée d’1 m de haut ne doit pas produire d'impact) • câble de soudure en métal très conducteur • lamination (dans un four à laminer) où les modules sont chauffés à 140 °C • 1 couche de verre • 2 couches de plastique Table d’assemblage des composants Four à laminer Ces modules sont garantis 25 ans, leur puissance doit encore être de 80 % minimum par rapport à la puissance initiale. Il est à noter qu'aux Etats Unis, la "Solar World" développe des méthodes de recyclage des cellules photovoltaïques. Il existe des panneaux de plus de 40 ans. Pour produire des cellules en silicium, on a besoin de beaucoup d’énergie. L’amortissement se fait au bout de 3 ou 4 ans. Si on parvient à recycler les panneaux, l’amortissement de la consommation d’énergie pour fabriquer ces cellules se ferait alors sur 2 ans. Les panneaux sont fabriqués en tailles standard pour satisfaire le marché, mais également sur mesure selon la demande. Les matériaux utilisés sont : • le silicium purifié (selon les modèles de cellules photovoltaïques) • verre • plastique • connexions Elle travaille pour la distribution régionale d’électricité (Badenova). Elle travaille également avec la ville de Friburg sur le projet solaire municipal. 7 - Le projet énergétique de la ville de Fribourg présentation par MmeKirstin BERTRAM www.solarregion.freiburg.de Le projet énergétique de la ville de Fribourg 16 La ville de Fribourg s'est donnée comme objectif de créer un réseau entre les projets et les architectes (environ 120). Friburg est la 1ère capitale d’installations solaires avec une production d'électricité de 8 Mégawatts, et 12 000 m² de capteurs thermiques. 5 % de la production d’électricité se fait par les énergies renouvelables, 1 % par le solaire, ½ du reste par l’énergie éolienne, ½ du reste par l’énergie hydraulique et autres. En 2010, la ville souhaiterait couvrir 10 % des besoins. L’Etat a prévu dans une loi sur les énergies renouvelables, que la vente d'électricité produite à partir des énergies renouvelables peut aller jusqu'à 0.59 €/kwh. La ville oriente sa politique énergétique par : • l'incitation à faire des économies d’énergie (isolation, orientation des bâtiments, équipements et ampoules à basse consommation d'énergie) • l'éclairage public est d'intensité plus faible qu'en France mais est très suffisant • le développement de technologies efficaces • le développement des énergies renouvelables à l'aide d'un centre d'information et/ou conseil • la mise à disposition des surfaces de toiture de bâtiments municipaux pour la mise en place d'installations photovoltaïques. L'essentiel de l'effort dans le domaine énergétique porte sur la cogénération, elle représente 50% de la production énergétique. Mais contrairement aux panneaux solaires, cette forme d'énergie ne se voit pas. Ainsi le solaire est visible partout à Fribourg. Le stade de foot de la ville est lui aussi couvert de panneaux solaires qui ont été vendus à des particuliers qui en tirent une petite rente pour une durée de vie des panneaux estimée à 25 ans. Dans les écoles, on étudie la consommation d’énergie, mais aussi comment faire des économies. La ville subventionne la modernisation des bâtiments anciens. L’Etat développe aussi de grandes campagnes pour les économies d’énergie. Le distributeur régional d'électricité subventionne aussi les installations solaires. Cependant la partie" vieille ville" demeure en l'état. Nous pouvons conclure que la ville de Fribourg favorise et soutient une politique énergétique ambitieuse, tournée vers les économies d'énergie, la cogénération et les énergies renouvelables. Il existe une réelle prise de conscience environnementale qui se traduit par de nombreuses réalisations. Fribourg est parvenue à réduire de 50% ses émissions de CO2. Le projet énergétique de la ville de Fribourg 17 8 - Centre de formation pour la mise en œuvre des énergies renouvelables. M Juergen HARTWIG, Freiburg Futour Ce centre est utilisé pour toutes les formations qui touchent à la mise en œuvre des techniques liées aux énergies renouvelables. Il est destiné aussi bien à des élèves en formation initiale qu’au perfectionnement des professionnels, électriciens, plombiers et chauffagistes. L’équipement de ce centre semble remarquable tant il y a de matériaux différents mis en œuvre. A l'entrée, sur le toit d'une "tour solaire pédagogique" sont présentés des batteries de panneaux solaires : • thermiques, les plus simples produisent de l'eau en basse température~40°C pour les planchers et murs chauffants • thermiques plus sophistiqués, avec des tubes sous vide (idem thermos) où le liquide caloporteur peut monter à 100°C • photovoltaïques Sur le canal qui traverse le site, tourne une roue à godets, restaurée et qui produit de l'électricité (environ 150 000kw par an). C'est la seule rescapée sur les 40 qui existaient dans la vallée. La salle technique de formation au rez de chaussée de la tour solaire présente les matériels de démonstration dont une maquette de moteur Stirling (annexe 4), moteur utilisé dans la cogénération (production de chaleur et d'électricité). Un effort conséquent est consenti pour la formation technique des professionnels pour la mise en œuvre des énergies renouvelables. Centre de formation pour la mise en œuvre des énergies renouvelables. 18 9 - Visite d’un hôtel ****(Victoria) Il a fait le choix des énergies renouvelables… Cet hôtel situé en centre ville, date de 1850. Il est officiellement reconnu comme l'établissement le plus respectueux de l'environnement d'Europe, depuis 20 ans. L'hôtel a choisi d’installer des panneaux solaires et une chaudière à granulés de bois pour avoir un impact environnemental minimum sans diminuer le confort des hôtes. Son image "écolo" lui apporte une augmentation de fréquentation de l’ordre de 5% par an. De plus, le fait qu’un hôtel de cette catégorie s’équipe avec ces technologies tend à les faire sortir de leur marginalité et à prouver leur efficacité, en effet quel client, qui paie 200€ la nuit, accepterait de ne pas avoir d’eau chaude pour sa toilette ! Outre l'installation de capteurs solaires, l'isolation thermique du bâtiment a été renforcée lors de la rénovation. Des lampes à basse consommation ont été installées partout, ainsi que des détecteurs de présence pour allumer les lampes seulement lorsqu'il y a en besoin (pièces vides, communs…). L'électroménager est choisi en catégorie A. Les machines à laver sont alimentées directement par le réseau d'eau chaude, les résistances gourmandes en électricité ne fonctionnent pas. Les appareils électriques ne sont pas laissés en veille (consommation des veilles évaluée jusqu'à 7%). Les pointes de consommation sont "cassées", c.a.d. que certains appareils ne fonctionnent pas en même temps, ex: machines à laver et sèche-cheveux. Tout le personnel est formé à ces démarches, les installations leur sont expliquées pour une opérationnalité optimum. Toutes ces dispositions ont entrainé une diminution de consommation énergétique évaluée à 30%. La consommation électrique est assurée par les panneaux photovoltaïques 5% installés sur les toits, les 95% restants sont fournis par le parc éolien installé à proximité de Fribourg. L'eau chaude sanitaire et pour le chauffage est produite par les capteurs solaires thermiques à hauteur de 10% et les 90% par une chaudière fonctionnant aux granulés de bois. Les matériaux écologiques ont été utilisés pour les rénovations. Les produits alimentaires sont achetés chez les producteurs locaux en vue de renforcer l'économie locale et de diminuer les transports. L'hôtel prohibe, autant que possible, l'usage de dosettes individuelles (confiture, savon, shampoing…). 10 - La cité solaire de R. Disch (architecte) C'est une petite cité avec des bâtiments en bois local. Le toit de chaque bâtiment est entièrement couvert de panneaux photovoltaïques. La conception architecturale vise à éviter l'usage du chauffage. En conséquence l'isolation est importante, chaque bâtiment est orienté vers le sud et les fenêtres sont à triple Visite d’un hôtel ****(Victoria) 19 vitrage. C'est l'habitat à "énergie passive". En raison des surfaces de capteurs, le bilan énergétique annuel est "positif" à 160% (pour 100kw consommés, le bâtiment en produit 160). Les habitants revendent donc le surplus. Ensuite, nous nous dirigeons vers la célèbre cité Vauban après avoir traversé le hall d'un petit supermarché bio. 11 - Visite du quartier Vauban. Guide : M Andreas DELLESKE [email protected] www.vauban.de www.solarsiedlung.de 11-1 Présentation générale Situé à 2,5 km (15 minutes de vélo ou de bus, 12 minutes de tramway) du centre de la ville de Freiburg, le quartier présente de nombreux atouts naturels qui sont mis en valeur et complétés par un projet urbaniste ambitieux. A Vauban, 4700 habitants de toutes les origines peuvent pratiquer un style de vie écologique et social - Historique Le quartier Vauban est construit sur un terrain de 38 ha où se trouvaient d’anciennes casernes. Les militaires Français ont "séjourné" de 1945 à 1992 dans ce site occupé auparavant par l'armée Allemande. La municipalité de Freiburg en proie à une pénurie de logements décide dès 1993 d'utiliser l'espace libéré par les militaires. Une partie des bâtiments sera conservée et intégrée dans la ville, le reste sera rasé. Une démarche participative s'engage par un long travail de concertation avec la population. Des associations étudiantes ainsi qu'un groupe autogéré de personnes (SUSI) sont les premiers à réhabiliter les bâtiments militaires existants. Ces logements seront rénovés selon les critères écologiques et sociaux déterminés par les futurs habitants. Visite du quartier Vauban. 20 Dépassant le cadre indiqué par la loi, les personnes intéressées pour construire un logement ont pu se réunir dans des cercles de travail coordonnés par le "Forum Vauban". Constitué en association de citoyens, le Forum est financièrement soutenu par la Ville. Il dispose d'un bureau qui sert également de centre d'information. Le Forum Vauban soutenu par les pouvoirs publics et une fondation privée emploie des intervenants pour finaliser le projet. Juriste, biologiste, urbaniste, technicien de l'environnement participent aux travaux du forum. Leur mission consiste à accompagner des cercles de travail, étudier les questions techniques et conseiller les futurs habitants propriétaires et locataires. - Les enjeux politiques, économiques et écologiques • • • • • • • • • • • • • • • • • Les objectifs de la planification urbaine sont : la mixité des emplois et des habitations, la préservation des biotopes du terrain notamment au bord du ruisseau, la priorité pour les piétons, cyclistes et transports en commun, l'utilisation rationnelle de l'énergie : installation d'un réseau de chaleur de proximité à base d'une centrale de cogénération (produisant électricité et chaleur), la construction des habitations selon les normes de "très faible consommation d'énergie" (65 kWh/m2 par an), la mixité des couches sociales, un centre de quartier avec des magasins pour les besoins de tous les jours, une école élémentaire et des jardins d'enfants, des espaces verts publics, la diversité architecturale, des parcelles de taille réduite, un climat accueillant pour les familles et les enfants. Ceux du forum Vauban sont en particulier: la réduction des voitures privées dans le quartier notamment en favorisant la construction d'habitations sans garage et sans place de stationnement. Situer les garages collectifs au bord du quartier et opter pour « le carsharing » (partage des véhicules) les économies d'énergie par des constructions bio-climatiques et l'utilisation des énergies renouvelables. la mixité de la vie urbaine grâce à la création de nombreux espaces publics. le respect de l'écologie et la réalisation de couloirs verts pour la préservation des biotopes. la promotion des collectifs de construction et la mixité des habitations et des emplois. Visite du quartier Vauban. 21 11-2 Description du quartier- plan Le site a été aménagé en plusieurs tranches de 1996 à aujourd'hui. Les premières communautés de construction et un projet d'habitat social en coopérative se mettent en place. Les investissements sont de plusieurs origines, entrepreneurs, investisseurs privés regroupés ou non en association. En face du lotissement solaire, nous avons vu un groupe de petits immeubles neufs réalisés par des promoteurs. Si ces logements répondent aux standards "Vauban", ils ne présentent pas d’intérêt particulier. Notre guide nous fait remarquer simplement que des économies d’énergie auraient pu être réalisées en limitant le nombre d’angles saillants, c'est aussi une remarque à formuler pour les bâtiments en France. Nous avons longé un grand corps de bâtiment qui abrite des fonctionnalités "collectives" pour les habitants, un parking à étages et un super marché 100% BIO. Au cours de notre déplacement dans le quartier, nous avons pu apprécier les espaces verts qui pénètrent dans l’espace urbain à la manière de "longs doigts". L’aménagement de ces espaces s’est fait de manière participative entre la mairie et les proches riverains de chaque espace. Sur une place, des habitants ont aménagé des coins plus personnalisés, par exemple un petit four, plus loin une grande table. Bien que l’automobile soit bannie des rues du quartier un certain nombre de voitures stationnent devant les maisons. Notre guide nous explique que la régulation des autos se fait bien, les gens stationnent devant chez eux uniquement quand ils ont des choses à transporter et qu’ensuite ils vont garer leurs véhicules dans les garages collectifs. La chaussée reste très large et la Visite du quartier Vauban. 22 municipalité a réservé une bande de terrain de chaque côté de la chaussée. Cette bande de terrain est entretenue par les riverains. Dans le quartier, les habitants se sont organisés et disposent de voitures collectives, on est à 85 véhicules pour 1000 habitants. Sur l'ensemble de la ville la proportion est de 488 véhicules pour 1000 habitants. Nous avons vu beaucoup d'enfants jouer sans risques dans les allées et sur les places. Nous avons pu observer de l’extérieur un petit immeuble « coopérative ». Les Habitants de cet immeuble ont conçu ensemble leur logement. Ils ont aussi choisi de créer une salle commune au rez-de-chaussée pour leurs réunions ou réceptions. L’allée Vauban qui est la rue principale du quartier comprend la ligne de tram, une chaussée pour les automobiles et des grands fossés qui servent de réservoirs de stockage des eaux pluviales qui ensuite s’infiltrent doucement dans le sol. Nous avons, pour terminer, visité un immeuble d'habitation solaire à énergie passive. Il s'agit d'un petit immeuble de trois étages. La structure du bâtiment est en béton. L'optimisation de l’isolation du bâtiment a été très travaillée afin d'éviter les ponts thermiques générateurs de déperditions de chaleur. L'isolation est placée à l’extérieur du bâtiment et est protégée par un bardage bois. (35 cm d'isolant recouvre les murs, la dimension totale des murs est de 47 cm). Les grandes baies orientées plein sud sont en vitres "triple vitrage" et ont des châssis en bois labellisé FSC. Ce sont elles qui assurent le principal apport en chauffage grâce aux rayons solaires qu’elles laissent entrer dans les appartements, les rayonnements de chaleur de l'intérieur sortent très difficilement (cf: effet de serre). Un travail de recherche spécifique a été fait sur les arbres situés devant la façade sud afin d’étudier leur impact sur le chauffage solaire du bâtiment. Ces arbres étant à feuilles caduques, il est apparu qu’ils ne perturbaient pas le fonctionnement du chauffage par le soleil pendant l’hiver mais surtout qu’ils protégeaient les habitations de la chaleur l'été. Ce bâtiment consomme 15 KWh/m²/an ce qui représente une consommation énergétique très faible. Pour le quartier Vauban, la norme définie est de 65 KWh/m²/an, ce qui représente déjà une faible consommation. Un bâtiment moyen consomme actuellement entre 200 et 300 KWh/m²/an. Pour leurs besoins en énergie, les habitants ont fait appel à différentes solutions : - En Eté : L’eau chaude sanitaire est assurée par du solaire thermique, gaz et électricité sont fournis par le réseau. Visite du quartier Vauban. 23 - En Hiver : Un moteur à explosion en cogénération, fonctionne au gaz et entraîne un alternateur. L’électricité est en priorité utilisée par les habitants, ils livrent une partie de leur surproduction d’électricité à des voisins proches qui font partie d’un même réseau local de distribution qu’eux, à un tarif inférieur à celui du fournisseur officiel. Une petite partie repart dans le réseau. La chaleur produite par le moteur est stockée dans des ballons et fournit l’eau chaude sanitaire ainsi que le chauffage. Notre guide occupe un appartement de 90 m2 au 2éme étage de cet immeuble avec sa conjointe et leur enfant. Pour ce foyer, la dépense énergétique totale pour l'année 2004 s'est élevée à 114 euros. Il a souhaité nous livrer sa réflexion concernant le coût du KWh électrique: ) Solaire" : - Le coût de l’énergie produite par les panneaux photovoltaïque est de 0.45 euro le KWh. Ce coût a déjà baissé de 30 % dans les 10 dernières années, il pourrait encore baisser de 30% dans les 15 prochaines années. - Les cellules n'ont pas encore été optimisées, 11 millions d'euros sont investis à Fribourg pour rechercher une optimisation de ces cellules. ) Nucléaire : - Le coût de production du nucléaire se situe entre 0.04 Euros et 0.08 Euros/KWh hors assurance car aucune compagnie n’assure les risques provoqués par les centrales. En Biélorussie les dépenses de santé liées à Tchernobyl représentent 20 % du budget national (et peut être plus!). De ces dépenses, des estimations ont été faites, si cette énergie était "assurée" son coût serait d’au moins 0.30 Euros/KWh. Il n’est pas tenu compte du coût de suivi des déchets jusqu’à ce qu’ils soient inoffensifs. - Sans tenir compte des progrès qui peuvent encore être accomplis sur les panneaux solaires, en tenant compte du coût réel du nucléaire on voit que les ordres de grandeurs des coûts de production sont comparables. Donc pourquoi prendre des risques et hypothéquer l’avenir de nos enfants ? 11-3 Le bilan actuel du quartier VAUBAN La publicité pour le quartier est "habiter où les autres vont en vacances" ) 4700 habitants dont 31 % ont moins de 18 ans ) La plupart des adultes ont entre 35 et 45 ans ) Peu de personnes âgées dans ce quartier alors que Fribourg est une ville très prisée par les retraités allemands à cause de la douceur du climat. ) 4 écoles maternelles, et dans 10 ans le quartier comptera plus de 1000 adolescents. ) Deux supermarchés dont un qui ne distribue que des produits biologiques. Visite du quartier Vauban. 24 ) Règlement d’urbanisme: le volume des bâtiments, la consommation (maxi 65KWh/m²/an) et l'obligation de se brancher au réseau chaleur constituent les seules contraintes architecturales imposées. ) Il n’y a pas de clôture entre les différentes habitations car les personnes se connaissent et n'en voient pas l’utilité. ) Le prix de la construction est identique au coût moyen de la construction en Allemagne ainsi que celui de la location. Le coût de la location se situe entre 7 et 10 Euros le m². ) Les locataires ont le droit de participer à de nombreuses décisions en particulier le prix des loyers. ) Les habitants sont une force permanente de projet et ont fait aboutir un certain nombre de réalisations. D’une manière générale, le quartier Vauban est la résultante d’une démarche participative innovante. Les objectifs initiaux de mixité sociale ne sont certainement pas atteints. Cependant les relations entre les pouvoirs publics et les habitants et les habitants entre eux sont certainement un modèle. Une fois cette visite du quartier Vauban terminée, nous nous rendons dans une auberge pour le déjeuner, les préparations sont de très bonne qualité. Visite du quartier Vauban. 25 Nos conclusions (Anglaret) Le modèle mis en œuvre à Fribourg consiste à s’allier les forces de la nature. "Peu importe le temps qu’il fait", s’amuse Jürgen Hartwig, architecteurbaniste, l’un des experts qui guident les visiteurs dans le “Freiburg futur”, "s’il pleut ce sont les centrales hydrauliques qui tournent, s’il vente ce sont les éoliennes et s’il fait soleil ce sont les panneaux solaires". Il explique ensuite, à l’instar d’un slogan publicitaire trompeur chez nous, mais qui a tout son sens ici : "Vous avez l’énergie... ". A Fribourg, les investissements dans le solaire sont en effet rétribués à concurrence de 5 à 6% par an pour les citoyens participants ! Ce principe d’alliance avec les éléments naturels est mis en œuvre quasi systématiquement dans les investissements énergétiques : des panneaux solaires photovoltaïques (qui produisent de l’électricité) sont aujourd’hui installés partout où c’est possible, le long des façades de grands immeubles du centre-ville, sur les toits des nouvelles constructions... et jusque sur les tribunes du stade de foot de la ville, couvertes de cellules financées par les habitants. En 1975, ils étaient 28 000 pour dire NON au projet de centrale nucléaire, et ensuite ils ont dit OUI aux alternatives. La mobilité et le schéma des transports de l'agglomération, jusqu'à 25 km de Fribourg fonctionne parfaitement, le train, le tram, les bus et les vélos sont remarquablement en interconnexion. La démocratie est une réalité quotidienne des habitants des quartiers. Ces réalisations énergétiques sont impressionnantes, la démonstration est faite qu'elles permettent un haut niveau de confort, sans gaspillage ; elles sont aussi souvent à échelle individuelle ou de petits collectifs. La conception économique régionale fonctionne bien, les échanges ville-rural semblent coordonnés et entrer dans les préoccupations quotidiennes. La faible circulation automobile dans le centre ville et les quartiers laisse une place de choix aux piétons et aux enfants. En conséquence le niveau sonore très bas est reposant. La démonstration est là qu'écologie et économie peuvent très largement se compléter. Nous n'avons pas entendu nos guides mettre en avant, pour chaque réalisation le fameux "retour sur investissement". Mais leurs investissements sont à très long terme, et pour l'avenir ils ont amplement pris de l'avance. Environnement et écologie sont une source d'emplois à fort potentiel de compétences tant au niveau de la recherche que de la mise en œuvre. Annexe 1 Photopiles Article extrait du centre d'information sur l'énergie et l'environnement PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Les photopiles sont constituées de matériaux semi-conducteurs (généralement silicium) qui transforment directement la lumière du rayonnement solaire en énergie électrique. Les particules de lumière (photons) viennent heurter les électrons sur le silicium et lui communiquent leur énergie. Le silicium est traité (dopé) de manière à jouer le rôle de clapet anti-retour (diode) d'électricité et ainsi à diriger tous les électrons dans le même sens. Une tension apparaît donc en présence de lumière aux bornes de la photopile. Si l'on ferme le circuit à l'aide d'une lampe, d'un moteur, etc., le courant peut circuler. La tension est peu variable alors que le courant est quasi proportionnel à la lumière reçue. Les technologies se divisent en deux grandes familles : Le silicium cristallin (qu'il soit mono ou poly) est une technologie éprouvée et robuste (espérance de vie : 30 ans), dont le rendement est de l'ordre de 13 %. Ces cellules sont adaptées à des puissances de quelques centaines de watts à quelques dizaines de kilowatts. Elles représentent près de 80 % de la production mondiale en 2000. Silicium polycristallin Ces cellules, grâce à leur potentiel de gain de productivité, se sont aujourd'hui imposées : elles représentent 49 % de l'ensemble de la production mondiale en 2000. L'avantage de ces cellules par rapport au silicium monocristallin est qu'elles produisent peu de déchets de coupe et qu'elles nécessitent 2 à 3 fois moins d'énergie pour leur fabrication. Une cellule photovoltaïque est assimilable à une diode photo-sensible, son fonctionnement est basé sur les propriétés des matériaux semi-conducteurs. La cellule photovoltaïque permet la conversion directe de l'énergie lumineuse en énergie électrique. Son principe de fonctionnement repose sur l'effet photovoltaïque. En effet, une cellule est constituée de deux couches minces d'un semi-conducteur. Ces deux couches sont dopées différemment : • Pour la couche N, apport d'électrons périphériques • Pour la couche P, déficit d'électrons. Ces deux couches présentent ainsi une différence de potentiel. L'énergie des photons lumineux captés par les électrons périphériques (couche N) leur permet de franchir la barrière de potentiel et d'engendrer un courant électrique continu. Pour effectuer la collecte de ce courant, des électrodes sont déposées par sérigraphie sur les deux couches de semi-conducteur (cf. figure 1). L'électrode supérieure est une grille permettant le passage des rayons lumineux. Une couche anti-reflet est ensuite déposée sur cette électrode afin d'accroître la quantité de lumière absorbée. 27 Figure 1 : Schéma d'une cellule élémentaire. Silicium monocristallin Son procédé de fabrication est long et exigeant en énergie; plus onéreux, il est cependant plus efficace que le silicium polycristallin. Silicium amorphe Les coûts de fabrication sont sensiblement meilleur marché que ceux du silicium cristallin. Les cellules amorphes sont utilisées partout où une alternative économique est recherchée, ou, quand très peu d'électricité est nécessaire (par exemple, alimentation des montres, calculatrices, luminaires de secours). Elles sont également souvent utilisées là où un fort échauffement des modules est à prévoir. Cependant, le rendement est de plus de 2 fois inférieur à celui du silicium cristallin et nécessite donc plus de surface pour la même puissance installée. Les cellules en silicium amorphe sont actuellement de moins en moins utilisées : 9,5 % de la production mondiale en 2000, alors qu'elles représentaient 12 % en 1999. D'autres techniques semblent gagner du terrain aujourd'hui, ce sont les technologies en ruban et les couches minces. Pour obtenir plus de tension, on assemble les cellules en série (pour obtenir une tension nominale de 12-14 V) et on les encapsule entre deux couches de verres pour les protéger des agressions extérieures. Un module (durée de vie de 30 ans) compense en moins de 5 ans l'énergie dépensée pour sa fabrication. 28 Annexe 2 Le moteur Stirling sur une chaudière à bois Une micro-cogénération à base de moteur Stirling : exploiter les gaz chauds d’une chaudière bois. Le prototype est annoncé par un ingénieur du centre de recherche de Fribourg en 2007. Schéma : Sur les installations d’une puissance thermique de 10 à 15 kW, le moteur Stirling relié à un alternateur peut fournir 1 à 3 kW électriques (source : Hansen). 29 Annexe 3 Le puits canadien (ou puits provençal) Un système encore assez peu répandu qui peut réduire la température de 5 à 8°C dans votre maison les jours de canicule pour une consommation électrique dérisoire. Il diminue également la consommation de chauffage l’hiver ... A condition de le réaliser lors du branchement de la maison ou d’autres travaux de terrassement (extension de la maison, construction d’une piscine ...), sa réalisation ne demande un investissement relativement faible ! Le principe Le principe est d’utiliser de manière passive l’énergie géothermique. Schéma de fonctionnement en été d’un puits canadien. Le puits canadien consiste à faire passer, avant qu’il ne pénètre dans la maison, une partie de l’air neuf de renouvellement par des tuyaux enterrés dans le sol, à une profondeur de l’ordre de 1 à 2 mètres. En hiver, le sol à cette profondeur est plus chaud que la température extérieure : l’air froid est donc préchauffé lors de son passage dans les tuyaux. Avec ce système, l’air aspiré par la VMC ne sera pas prélevé directement de l’extérieur (via les bouches d’aération des fenêtres), d’où une économie de chauffage. En été, le sol est à l’inverse plus froid que la température extérieure : ce "puits" astucieux va donc utiliser la fraîcheur relative du sol pour tempérer l’air entrant dans le logement. Texte et illustrations adaptés de l’ouvrage "la maison des [néga]watts", éditions Terre Vivante, avec l’aimable autorisation de leurs auteurs. Principe Utiliser l'inertie thermique du sol pour prétraiter l'air ventilant les bâtiments. L'air ainsi obtenu est "meilleur", plus chaud en hiver et plus froid en été. La température du sol à 2 m de 30 profondeur est d'environ 15° en été et 5° l'hiver (peut sensiblement varier en fonction du climat). Mise en œuvre Faire circuler l'air dans un tuyau enterré à environ deux mètres de profondeur (plus c'est profond, plus on se rapproche d'une température constante de 10°C (cf. Graphique). Le flux est facilement maintenu grâce à un ventilateur. Les tuyaux ne doivent pas être d'un diamètre trop important afin de faciliter les échanges thermiques (+/- quinze centimètres de diamètre). Ce système est encore, malheureusement, très insuffisamment utilisé, alors que son coût d'installation serait marginal s'il était prévu lors de la construction. • Technique de fabrication Le dimensionnement d'un puits canadien ne peut se faire sans une approche globale de la ventilation de la maison. Schéma de principe du puits canadien combiné avec une ventilation mécanique contrôlée à récupération de chaleur double flux. 31 Annexe 4 Moteur Stirling, le principe, définitions, Qui ? Quoi ? - Le moteur Stirling est un moteur à combustion externe, basé sur le principe du travail d’un gaz, qui se dilate lorsqu’on lui transfère de la chaleur et qui se rétracte quand on le refroidit. Le moteur Stirling peut donc travailler avec différentes sources de chaleur (rayonnement solaire, chaleur rejetée, réaction nucléaire). - Le principe du moteur à vapeur se base sur l’expansion de vapeurs chaudes. Ils sont caractérisés par le type de fluide utilisé (eau, fluide organique) et sont à combustion externe. Principe, avantages et inconvénients Le principe est relativement simple : le fluide principal qui produit un travail est un gaz (air, hydrogène ou hélium) à une modeste pression et est soumis à un cycle de Carnot à 4 temps, séparé par deux phases de déplacement : chauffage, détente, déplacement vers la source froide, refroidissement, compression, retour vers la source chaude. Alimentation: La source chaude du moteur peut être alimentée par une source quelconque : combustion externe de dérivés du pétrole, le gaz naturel, le charbon, le bois, etc. mais aussi énergies renouvelables comme l'énergie solaire ou l'énergie géothermique. • Silencieux: L'absence d'explosion au cours du cycle moteur le rend particulièrement silencieux et réduit les contraintes mécaniques. • Entretien facile: L'entretien du moteur Stirling est également facilité par son absence d'échange de matière avec son environnement. • Bon rendement: Son rendement peut avoisiner les 40%, contre environ 35% pour les moteurs à explosion : si la différence de 5 points parait faible, elle signifie quand même près de 15% (5/35) d'économie d'énergie. Les moteurs électriques dépassent aisément son rendement (85-95% pour un moteur électrique), mais ne peuvent pas le remplacer pour certaines applications. • Le moteur Stirling est aussi une fabuleuse machine thermique réversible. Lorsque ce moteur est entraîné par un autre moteur, la tête de combustion descend à - 200°C ou monte à plus 700°C selon le sens d'entraînement. Les systèmes de réfrigération à base de Stirling présentent l'avantage de ne pas employer de gaz destructeur de la couche d'ozone comme le fréon. • Difficulté: La principale difficulté de conception de ce moteur est l'étanchéité du ou des pistons. De plus la variation de régime de ce moteur est très difficile à réaliser car elle ne peut se faire qu'en agissant sur le taux de compression du fluide de travail. 32 Robert STIRLING Le Pasteur Robert Stirling est né le 25 octobre1790, à Gloag dans le comté de Perthshire en Ecosse. Il est mort le 6 juin 1878 à Galston, ville située à 30 km environ au sud de Glasgow. Il était le troisième enfant d'une famille en comprenant huit. Son grand-père paternel fabriquait des batteuses, son grand-père maternel était agriculteur. Il poursuivit de brillantes études à l'université d'Edimbourg de 1805 à 1808. Ensuite, il se tourna vers des études de théologie à l'université de Glasgow pour devenir pasteur. Il se maria le 10 juillet 1819 avec Jean Rankin. Ils eurent sept enfants. Quatre garçons devinrent ingénieurs dans les chemins de fer (Patrick, William, Robert et James), un autre choisit de devenir à son tour pasteur(David). Quant aux deux filles, l'une fit profiter ses frères de ses idées (Jane) et l'autre se consacra au métier d'artiste (Agnès). La vie de Robert Stirling se déroule durant le dix-neuvième siècle qui voit de nombreuses découvertes scientifiques et techniques. C'est probablement ce bouillonnement d'idées, sa curiosité naturelle et son pragmatisme qui pousseront Robert Stirling à inventer "le moteur à air chaud". Le brevet fut déposé le 27 septembre 1816 et fut effectif le 20 janvier 1817. A cette époque, il arrivait fréquemment que des chaudières à vapeur explosent et fassent des victimes. Les problèmes de conception, la qualité encore médiocre des matériaux, une quasi-absence de règles d'utilisation et de maintenance sont à l'origine de ces sinistres. Ceci a probablement motivé Robert Stirling à imaginer un moteur sans chaudière soumise à de trop fortes pressions. Le principe de fonctionnement est relativement simple : la combustion est externe, le fluide principal est de l'air à une modeste pression et est soumis à 4 cycles : chauffage, détente, refroidissement puis compression. Robert Stirling eut également l'idée d'un 33 régénérateur de chaleur permettant d'améliorer le rendement global de l'installation. En bon écossais, il appelait cet appareil un "économiseur". Son frère James "industrialisa" ce moteur en 1843 pour une utilisation dans l'usine où il était ingénieur. Cette invention eut d'autres applications dans le monde agricole et dans l'industrie jusqu'en 1922 pour pomper de l'eau ou entraîner des générateurs de courant électrique. Cependant, elle ne connut pas tout l'essor que Robert Stirling et son frère James auraient pu souhaiter, probablement pour des raisons de compétitivité. La machine à vapeur, pourtant plus dangereuse à cette époque, prit les devants. Puis, à la fin du dix-neuvième siècle , le moteur à combustion interne commença à s'imposer. Ensuite, on vit les premières applications industrielles de la motorisation électrique. Il a fallu attendre 1938 pour que la société Philips investisse dans le moteur à air chaud, désormais appelé "moteur Stirling". Des applications furent développées dans le domaine automobile. Un moteur compact de plus de 200 chevaux, avec un rendement supérieur à 30% vit le jour. Malheureusement, pour des raisons de compétitivité, cette application ne rencontra pas le succès escompté. Robert Stirling n'a pas la renommée qu'il mérite. Il est probable que le vingt-et-unième siècle, avec ses soucis en matière d'énergie et d'écologie, verra la réparation de cette injustice. Robert Stirling a longtemps attendu son heure, celle-ci arrivera, sans aucun doute, plus de deux siècles après sa naissance. 34 Annexe 5 Rieselfeld, le projet 35 36 Sommaire 1- 2- EXPLOITATION AGRICOLE DE MR RIESTERER A OBERRIED .................... 2 1-1 L’exploitation agricole .................................................................................................................. 3 1-2 La production d'énergie................................................................................................................ 3 FERME DE MR ALOIS HERR ........................................................................... 6 2-1 L'exploitation................................................................................................................................. 7 2-2 L'activité de transformation du lait............................................................................................. 7 3- CUISINE COLLECTIVE BIO .............................................................................. 9 4- INSTITUT DE RECHERCHE SUR L’ENERGIE SOLAIRE DE FRIBOURG .... 10 5- RIESELFIED, QUARTIER ECOLOGIQUE....................................................... 11 6- 5-1 Le projet d'urbanisme rigoureux mais évolutif:....................................................................... 12 5-2 Le projet social ............................................................................................................................ 13 5-3 Le projet culturel......................................................................................................................... 13 LA "SOLAR FABRIK" ..................................................................................... 14 6-1 L'historique de l'entreprise ........................................................................................................ 14 6-2 L’architecture du bâtiment ........................................................................................................ 14 7- LE PROJET ENERGETIQUE DE LA VILLE DE FRIBOURG.......................... 16 8- CENTRE DE FORMATION POUR LA MISE EN ŒUVRE DES ENERGIES RENOUVELABLES.......................................................................................... 18 9- VISITE D’UN HOTEL ****(VICTORIA) ............................................................. 19 10 - LA CITE SOLAIRE DE R. DISCH (ARCHITECTE).......................................... 19 11 - VISITE DU QUARTIER VAUBAN. ................................................................... 20 11-1 Présentation générale.................................................................................................................. 20 11-2 Description du quartier- plan..................................................................................................... 22 11-3 Le bilan actuel du quartier VAUBAN ....................................................................................... 24 Annexe 1 Photopiles ........................................................................................................................... 27 Annexe 2 Le moteur Stirling sur une chaudière à bois ................................................................... 29 Annexe 3 Le puits canadien (ou puits provençal) ........................................................................... 30 Annexe 4 Moteur Stirling, le principe, définitions............................................................................ 32 Annexe 5 Rieselfeld, le projet ............................................................................................................ 35 37
