énergie renouvelable trois réalisations exemplaires

La pertinence du renouveLabLe

Façades solaires sur un immeuble rénové, projet innovant de géothermie pour une entreprise de production industrielle, maison neutre en CO2 et peu gourmande en chauffage: ce dossier consacré à l’énergie présente trois projets qui se distinguent par leur haute efficience énergétique. Qu’il s’agisse de produire de l’électricité, de la chaleur ou du refroidissement.

Magaly Mavilia

L’apport photovoltaïque en façade et en toiture couvre la moitié des besoins en électricité de l’immeuble de cinq étages.

Le futur site de production de Symbios Orthopédie SA à Yverdon sera doté d’un système de chauffage et de refroidissement fourni par 108 sondes géothermiques.

À Lausanne, le projet de Realstone SA démontre la pertinence de la valorisation de l’énergie photovoltaïque en façade et ceci même dans le cadre spécifique de la rénovation d’un bâtiment des années 1970. Ce type d’immeubles constituant la grande majorité du parc immobilier en Suisse, le projet réalisé par Bakker & Blanc architectes et Planair SA propose des solutions intéressantes, du point de vue énergétique mais aussi esthétique.

Dans un tout autre registre, l’exemple d’une construction neutre en CO2 conçue par l’atelier «für architektur+licht, Varen et Sunnaplan» à Leuk met l’accent sur les avantages de la construction bois, de l’isolation et des économies de chauffage. Ici, un poêle à accumulation suffit pour chauffer 100 m2 pour moins de 400 francs par an.

Enfin, la pose de 108 sondes géothermiques pour le futur siège de production de Symbios Orthopédie SA à Yverdon apporte une réponse aux besoins futurs de refroidissement induits par le réchauffement climatique. En effet, dans un rapport de l’Agence internationale de l’énergie (AIE), les chercheurs estiment que le nombre de ménages équipés d’appareils de refroidissement pourrait augmenter de plus de 50% dans les années à venir.

Mais pourquoi choisir la géothermie plutôt qu’un système classique de pompes à chaleur? «La géothermie offre les meilleures performances énergétiques et pas seulement dans un cadre industriel, relève Mikael De Franceschi, chef de projet, Weinmann-Ene(c)rgies SA. Les propriétaires ont tendances à choisir des PAC air-eau par souci d’économie des frais de forage. Mais c’est, à mon sens, un calcul basé sur une rentabilité à court terme.» En hiver, l’écart de température entre l’air et le sol peut avoisiner 12°C. L’énergie nécessaire pour réchauffer l’air extérieur est donc conséquente, alors que celle fournie par le terrain est relativement stable (environ 5°C). Bien sûr, s’il est possible de produire suffisamment d’électricité photovoltaïque, l’équation n’est plus valable. Mais c’est rarement le cas.

La géothermie pour Le refroidissement

Le futur siège et site de production de Symbios Orthopédie SA à Yverdon compte sur 108 sondes géothermiques pour assurer ses besoins en chauffage et en refroidissement. Une réalisation exemplaire.

Dolci Architectes Image de synthèse ©

Situé au sein du parc scientifique et technologique Y-Parc d’Yverdon-les-Bains, ce bâtiment conçu par Dolci Architectes totalise 18 000 m2 dont 12 000 m2 pour Symbios Orthopédie SA. Les zones de production industrielle, qui représentent un peu plus de 6000 m2 de surface au sol, nécessitent un apport important en énergie et surtout en refroidissement, pour une puissance d’environ 1800 kW. La géothermie, couplée avec une production photovoltaïque, s’est avérée la meilleure solution pour conjuguer autonomie, économie et durabilité.

«Le choix du maître de l’ouvrage d’une production d’énergie renouvelable et la grande surface de la parcelle nous ont permis de réaliser cette installation d’envergure», reconnaît Mikael De Franceschi, chef de projet chez Weinmann-Énergies SA.

Le principe de La pompe à chaLeur

Une pompe à chaleur (PAC) géothermique – par échange thermique – extrait la chaleur de l’environnement (air, terre, eau) pour la délivrer dans les espaces intérieurs, comme énergie de chauffage (ou comme système de refroidissement en inversant le transfert de chaleur). Sur un site industriel, avec des besoins en refroidissement importants, l’énergie soutirée par la PAC alimente un réseau d’eau glacée.

muLti-fonctions

Sur le projet de Symbios, plusieurs modes de fonctionnement sont possibles.

Lorsque les besoins de chauffage sont supérieurs à ceux de refroidissement, l’énergie de chauffage est alors soutirée dans le réseau de refroidissement et dans le terrain au travers des sondes géothermiques.

Cette chaleur excédentaire est renvoyée dans le terrain au travers des sondes afin de le recharger en énergie avant la prochaine période de chauffage. Si l’énergie rejetée est excédentaire, elle est évacuée en toiture par des aéro-refroidisseurs.

Pour optimiser le rendement des PAC et limiter leur consommation en électricité, la température de production de chaleur est maintenue au maximum à 45°C pour alimenter les émetteurs de chaleur et les besoins en eau chaude sanitaire. La production d’eau chaude sanitaire à 60°C est assurée par une récupération de chaleur issue de la production d’air comprimé industriel qui permettra de produire de l’eau à 70°C.

Cette même récupération de chaleur permet aussi d’alimenter le réseau de chauffage du bâtiment.

Optimiser le champ de sOndes

Pour optimiser le cycle d’utilisation du champ de sondes, une technologie a été prévue par Weinmann-Énergies pour ce projet. Il s’agit d’un monitoring via 10 fibres optiques réparties sur le champ. Ce système permet de connaître la température du terrain, mètre par mètre, le long de la sonde contre laquelle la fibre optique est installée. Il sera possible de gérer individuellement le débit des différentes zones pour pallier les variations de température dans le terrain. En effet, les 108 sondes sont reliées à 6 collecteurs enterrés qui peuvent être condamnés individuellement grâce à des vannes motorisées.

autOcOnsOmmatiOn de l’énergie sOlaire

Le choix définitif du dimensionnement de l’installation photovoltaïque n’a pas encore été arrêté à ce jour par le maître de l’ouvrage, mais la proposition de MAB-Ingénierie SA est de produire environ 400000 kWh par an, soit l’équivalent de la consommation de 150 ménages. «L’énergie produite sera entièrement autoconsommée et représente le 1/20 de l’énergie nécessaire pour Symbios, sachant que l’usine fonctionne 24/24h », estime Narcisse Plumey, ingénieur et chef de projet au sein du bureau MAB-Ingénierie SA. Le retour sur investissement est estimé à moins de 10 ans pour une durée de vie de l’installation d’environ 25 ans.

Halle 1.0 - Stand A20

www.isover.ch

Une rénovation et surélévation exemplaire. Le bâtiment de la route de Berne n°2 est l’un des premiers avec une façade solaire en ville de Lausanne. Une belle contribution du maître de l’ouvrage Realstone SA à la valorisation du potentiel solaire urbain.

Bakker & Blanc architectes ©

Dans le cadre des travaux de rénovation et de surélévation de ce bâtiment des années 1970, le maître de l’ouvrage Realstone SA souhaitait un standard énergétique de haut niveau afin qu’il puisse aussi servir d’exemple pour d’autres bâtiments de son parc immobilier encore à rénover. En toiture et en façade, l’électricité photovoltaïque couvre la moitié des besoins en électricité de l’immeuble de cinq étages.

Composant avec une chaudière à gaz existante, une pompe à chaleur a été ajoutée pour la partie surélévation afin de répondre aux critères Minergie-A-Eco. «Changer la chaudière à gaz maintenant n’aurait pas été judicieux si l’on tient compte du coût du cycle de vie y compris l’énergie grise, analyse Mickael Guichard, responsable Bâtiments durables, au sein du bureau d’ingénieurs conseils SIA, Planair SA. D’une part parce qu’elle est neuve et efficace et d’autre part parce que les besoins en chaleur du bâtiment ont été fortement réduits par la transformation.»

Des façaDes Durables

La proposition du bureau Bakker & Blanc architectes d’intégrer des cellules polycristallines aux nuances vertes et bleues en façade donne à l’immeuble une expression singulière et offre un apport énergétique non négligeable. «70% de l’électricité produite par le bâtiment vient de ces panneaux en façade, soit 28 kW, pour une production photovoltaïque totale de 41 kW», souligne Mickael Guichard.

Certes, cette option a un prix puisque le coût global de la façade revient à 1200 Fr/m2. À titre de comparaison, le prix d’une façade métallique est d’environ 500 Fr/m2 tandis qu’une isolation crépie revient à moins de 250 Fr/m2. «Il faut préciser que ce prix est dû au dimensionnement sur mesure des panneaux», précise le physicien du bâtiment. Le prix d’un module photovoltaïque standard tel que ceux posés sur la toiture revient à 130 francs contre 890 francs pour les panneaux posés

en façade. Par ailleurs, les critères esthétiques ont primé sur le rendement: 200 W par module contre 320 W pour du monocristallin. «Pour une intervention en façade, il faut avouer que le noir des panneaux classiques est un peu massif. Mais, heureusement, les fournisseurs offrent aujourd’hui des gammes très étendues de couleurs et de formes, la seule limite est l’imagination des architectes», relève l’ingénieur.

Les modules sont indépendants les uns des autres et un monitoring permet de mesurer la production de chaque panneau individuellement. L’avantage de ce système? «Si un élément tombe en panne, il n’est pas nécessaire d’investiguer sur l’ensemble de l’installation pour qu’elle continue à fonctionner. On peut très bien attendre que deux ou trois panneaux soient défectueux pour entreprendre des réparations. À mon avis, un tel système est indispensable, la maintenance des installations en façade étant bien plus compliquée qu’en toiture pour des questions d’accessibilité», conseille Mickael Guichard.

Le bois, évidemment

Neutres en CO2 mais aussi légers et rapidement installés, les panneaux préfabriqués en bois constituent un choix judicieux pour une surélévation. Et une surélévation est la meilleure option pour densifier à moindre coût tout en réalisant des économies d’énergie en isolant la partie existante d’un bâtiment.

FEEL AT HOME

LUXE ET EFFICACITÉ | Un seul partenaire pour l’ensemble des travaux. Bureau de vente Suisse romande : HUF HAUS Montreux Route de Fontanivent 54b 1817 Brent-Montreux +41 21 9645640 montreux@huf-haus.com

Beer Holzbau AG ©

Les deux appartements, d’environ 100 m2, sont chauffés exclusivement grâce à un poêle à accumulation.

Beer Holzbau AG ©

Beer Holzbau AG ©

Un poêle, c’est toUt

Spécialisé dans les projets architecturaux à basse énergie depuis plus de 25 ans, l’atelier «für architektur+licht, Varen et Sunnaplan» à Leuk a conçu, entre autres, des maisons dont les frais de chauffage ne dépassent pas 400 francs par an.

Être autonome en énergie et neutre en CO2, c’est possible. L’exemple d’une maison à basse consommation conçue par l’atelier «für architektur+licht, Varen et Sunnaplan» à Leuk démontre qu’un poêle à accumulation suffit pour chauffer un logement de 100 m2 pendant 24 heures avec 6 bûches de bois par jour. Ceci grâce à une conception architecturale orientée économie d’énergie et aux performances de ce type de poêle, distribué notamment par Tiba et Alpinofen. L’élément qui fait la différence avec un poêle classique réside dans un noyau d’accumulation en céramique thermo-conductrice intégré à l’intérieur du poêle. Lors de la combustion, la chaleur emmagasinée dans ce cœur est rediffusée de façon régulière pendant des heures.

Une conception dUrable

«Une maison neutre en CO2 réunit plusieurs facteurs. Le choix de la production de chaleur se fait en dernier, selon les besoins qui sont la résultante de ces choix», précise Andy Schnider, ingénieur en électro-technique et architecte. Le programme? L’orientation du bâtiment pour un apport maximal de chaleur solaire. Une construction modulaire en bois, qui est à la fois hautement thermo-isolante et dont la structure montée en un jour limite les frais de chantier et l’énergie grise, pour autant que le bois soit local. Des matériaux et une isolation naturels comme la pierre, le bois, l’isofloc (papier recyclé), et une production d’électricité photovoltaïque. «Tout ce qui est investi dans l’isolation et dans la conception d’une maison qui joue le rôle d’accumulateur de chaleur est économisé sur l’installation de chauffage elle-même ainsi que sur la consommation d’énergie», analyse Andy Schnider. Dans le cadre de cette maison citée en exemple, les frais de chauffage annuel se montent à environ 350 francs.

CÔTÉ BUDGET Pour la pose d’un poêle (type T-SKY eco2): 8600 francs. Conduit de fumée: 3000 francs. Dépenses diverses: 500 francs. Installation: 800 francs. Consommation de bois annuelle: 2 stères, soit environ 350 francs.