CENTRALE D'ENERGIE: LE PRINCIPE

Dans un bâtiment doté d’une centrale d’énergie, l’énergie est produite de façon centralisée (au lieu de l’être au niveau des appartements, des bureaux, …) et distribuée dans le bâtiment via un réseau de conduites contenant de l’eau. En fait, le réseau de conduites forme une boucle qui atteint toutes les unités dans le bâtiment. “Avant, il arrivait que deux boucles de conduites étaient prévues, une pour la distribution d’eau chaude CC et une pour la distribution de l’eau chaude sanitaire”, raconte Nicolas Gotelaere, office manager auprès du Bureau d’Etude R. Boydens. “Un grand inconvénient était l’existence de pertes d’énergie sur les deux circuits et donc sur quatre tuyaux via les conduites.”

La solution consistait à installer une seule boucle (un système à deux tuyaux). “Celle-ci fournit la chaleur, mais le chauffage et la production d’ECS sont réglés de façon individuelle par logement.”
Dans l’unité satellite, pilotée par un thermostat d’ambiance et une sonde extérieure, est intégré un échangeur de chaleur à plaques. Celui-ci sert d’échangeur de séparation et fournit l’énergie produite par la centrale au système d’émission qui assure le chauffage et l’apport d’ECS dans le logement. “Si, en plus de la chaleur, un refroidissement est demandé dans le bâtiment, p.ex. quand le bâtiment combine des logements et des bureaux, on peut choisir un système à deux tuyaux combiné avec le refroidissement au niveau de la pièce, ou opter éventuellement pour un système à trois tuyaux.” Un tel système a un départ de chaleur, un départ de froid et un retour commun. “Indépendamment de la disposition
du réseau de conduites, il faut dimensionner le réseau de conduites de façon à pouvoir puiser l’énergie sur plusieurs points cruciaux, mais aussi de pouvoir y amener l’énergie”, dit Nicolas Gotelaere.

“Bien qu’il soit généralement admis que tous les systèmes d’énergie pour la production d’énergie centralisée sont logés dans le local technique, ceci n’est pas toujours le cas dans la réalité. Dans la construction en hauteur, par exemple, il arrive que la chaudière doit être installée juste sous le toit pour des raisons de sécurité, mais qu’un raccordement au réseau de chaleur doit aussi être prévu dans le bas du bâtiment.”

MÉLI-MÉLO DE TECHNIQUES

La dimension, l’aménagement et l’emplacement du local technique dépendent des techniques choisies. Le local doit respecter les normes de chaufferie dans le cas de l’utilisation d’une chaudière, qu’une arrivée d’air est requise dans le choix d’une pompe à chaleur air/eau et qu’il faut installer une pompe à chaleur eau/eau au rez-de-chaussée, près de la source d’eau. Presque toutes les techniques peuvent être implémentées dans une centrale d’énergie (des chaudières à gaz et mazout aux cogénérations, pompes à chaleur, ballons solaires, systèmes PV, techniques de combustion de biomasse, etc. Les techniques les plus indiquées pour le chauffage, la production d’ECS ou le refroidissement sont fonction du type de bâtiment, du site du bâtiment, des utilisateurs (p.ex. usage résidentiel ou mixte espace commercial et résidences), des souhaits du maître de l’ouvrage (p.ex. veut-on la solution la moins chère ou la plus durable?) et aussi des flux d’énergie dans et autour du bâtiment.

“La chaleur que produit un immeuble de bureaux pendant le refroidissement en été, est utilisée par un appartement tout proche pour le chauffage de l’eau chaude sanitaire”, dit Nicolas Gotelaere. “Ou la chaleur provenant de l’eau évacuée par la douche peut être stockée dans un récipient tampon et utilisée comme préchauffage de l’eau CC. La chaleur résiduelle d’une entreprise de traitement des déchets du quartier, la chaleur solaire des collecteurs solaires sur le toit ou la chaleur de l’air expulsé par le système de ventilation peuvent aussi être des flux d’énergie.”

DISPOSITION LA PLUS USUELLE

Les centrales d’énergie contemporaines sont le plus souvent des dispositions hybrides. Elles combinent des systèmes d’énergie traditionnels et durables. “Le coût d’investissement dans une chaudière au gaz reste le plus faible. Le prix par kW est inférieur à celui d’une pompe à chaleur ou d’une autre technologie durable”, affirme Frederik Maertens, building performance consultant auprès du Bureau d’Etude R. Boydens. “Pour des considérations financières, on choisit encore souvent le gaz. Mais associé à l’énergie verte. L’installation au gaz est mise en oeuvre pour absorber les pics de demande et les techniques durables sont utilisées en charge partielle. On peut répondre de façon écologique à 90% de la demande d’énergie, moyennant un dimensionnement correct et une activation hydraulique.”

Les techniques sont mises en oeuvre dans une disposition hybride, successivement (car chacune a un autre régime de température). Avec en tête le producteur qui consomme le moins. “Il arrive souvent qu’un ballon solaire, une pompe à chaleur et une chaudière sont placés l’un derrière l’autre. Si les températures qu’atteint le
ballon solaire, ne sont pas assez élevées, la pompe à chaleur s’enclenche. Si la pompe à chaleur ne peut pas atteindre la puissance visée en plein coeur de l’hiver, il reste encore la chaudière.” Les dispositions choisies ne sont pas définitives. “Supposons que les techniques durables deviennent meilleur marché que les traditionnelles, on peut encore améliorer le parc énergétique du bâtiment, remplacer la chaudière et produire 100% durable.”