Ingénierie fluides spécifiques

Chaufferie Biomasse : l’usage du bois dans tous ses états !

La chaudière biomasse utilise un combustible organique végétal pour la production de chaleur. Il peut revêtir différentes formes (plaquettes forestières, pellet…). Le bois sous forme de plaquettes forestières constitue la ressource biomasse souvent retenue. L’émission de CO2 est divisée par 18 par rapport à une solution 100% gaz. L’intérêt, outre l’impact écologique, est la stabilité du coût du bois dans le temps par rapport à des énergies fossiles qui ont tendance à augmenter en fonction de contextes géopolitiques plus ou moins tendus.

  • Bois déchiqueté ou plaquette : Convient pour les plus gros équipements tels que les piscines.
  • Bois pellets : Bien adapté pour les écoles, les gymnases, et les bâtiments de surface inférieure à 2000 m2.

Approvisionnement en énergie

ETHIS réalise les études multi-énergie sur l’ensemble des projets, en comparant les systèmes gaz, biomasse, géothermie, solaire thermique / photovoltaïque, cogénération ou mix de solutions. La méthodologie mise en place consiste à étudier les différentes sources possibles et les approvisionnements (coûts, qualité, volumes…) et de déterminer le coût global de chacune des solutions sur 30 ans (investissement / opération), le coût de l’énergie, et dresser le bilan carbone sur chacune de ses solutions.

Etudes de faisabilité

Préalablement à tout projet de développement de chaufferie biomasse ou de réseau de chaleur, une étude d’opportunité est réalisée par un conseiller en énergie ou une association (type AILE, ATLANBOIS, …). Celle-ci permet d’étudier et synthétiser le périmètre du projet, les parties prenantes, les besoins en énergie, les ressources locales, les solutions techniques, et d’aboutir à la décision de lancement de l’étude de faisabilité.

L’étude de faisabilité couvre plusieurs tâches  :
– Vérification de la faisabilité technique et économique du projet
– Proposition de solutions techniques et économiques (approvisionnement, scénarisation, dimensionnement, bilans économique, énergétique, social et environnemental)
– Evaluation environnementale du réseau
– Solutions en matière de montage financier et juridique

Exemple : Rénovation-extension du centre multi-activité de Liffré.

Au lancement du projet, la mise en œuvre de chaudières au gaz naturel était retenue, par la présence sur la collectivité d’une unité de méthanisation produisant du gaz vert réinjecté au réseau. Après plusieurs échanges, ethis a réalisé une étude de faisabilité pour la mise en œuvre tout d’abord d’une chaufferie biomasse, puis d’un réseau de chaleur justifié par la présence de nombreux bâtiments de la ville, la communauté, le département, et des projets de logements privés en cours et à venir.

Entre la phase APS et la phase DCE, plusieurs bâtiments se sont rajoutés, modifiant progressivement la dimension du réseau et des chaudières.

Au final, le projet prévoit :

  • 2 chaudières bois plaquette de 350 kW unitaire / 2 chaudières gaz naturel de 1150 kW unitaire
  • Réseau de chaleur de 1600 ml alimentant le centre multi-activité et 9 autres bâtiments (complexe sportif, salle polyvalente, collège, cuisine collective, logements)
  • Taux de couverture bois : 85%
Fiche réalisation du Centre multi-activité de Liffré-Cormier

Autres exemples de réalisations

La Guerche (35)
Etudes de faisabilité et maitrise d’œuvre pour la mise en œuvre d’une chaufferie mixte bois (1600 kW) – gaz naturel (620 kW) et de son réseau de chaleur (600 ml) alimentant la piscine et 3 bâtiments – travaux en cours

Châteauneuf-du-Faou (29) 
Etudes de faisabilité et maitrise d’œuvre pour la mise en œuvre de deux chaudières bois pellets de 200 kW (auto-secourues) – 2022

Baud (56) 
Etudes de faisabilité et maitrise d’œuvre pour la mise en œuvre d’une chaufferie mixte bois (300 kW) – gaz naturel (580 kW) et de son réseau de chaleur (150 ml) alimentant la piscine et 2 bâtiments – 2021

Maîtrise d’œuvre pour la réalisation de la chaufferie mixte bois déchiqueté – gaz et du réseau de chaleur au centre de Kerpape – Ploemeur (56) : deux chaudières biomasse de 750 kW unitaire et deux chaudières gaz de 1650 kW unitaire.

Voir notre article de blog sur la pertinence du bois pour chauffer un équipement aquatique

Eau de mer & thalasso

L’usage de l’eau de mer et sa mise en œuvre est une expertise développée chez ethis depuis 25 ans. Nous intervenons à plusieurs étapes du projet de thalasso, de sa phase de réflexion initiale à sa réalisation.

En phase de faisabilité 

A partir du projet défini par votre assistant maitre d’ouvrage et en collaboration avec lui,

  • Prédimensionnement des équipements techniques, estimation des surfaces et des lots techniques ;
  • Faisabilité préliminaire pour la fourniture en énergie et eau ;
  • Dans le cas d’une thalasso, évaluation des besoins en eau de mer pour les soins humides et  les bassins ; Prédimensionnement des bâches de stockage d’eau de mer, et du système de traitement avant rejet ;
  • Etude de faisabilité du captage de l’eau de mer : étude du site et définition des équipements de captage, de la technique adaptée, et de leur emplacement ;
  • Etude de faisabilité pour la mise en œuvre d’une PAC sur eau de mer – thalassothermie ;
  • Etudes et réalisation des dossiers de demandes administratives (autorisation d’occupation du territoire, autorisation d’usage de l’eau).

En phase de conception 

  • Ingénierie des lots techniques sur les bassins, zones de soins secs et humides, zones techniques, sauna, hammam, ….
  • Dans l’équipe de maîtrise d’œuvre, échanges avec l’architecte, les bureaux d’études, l’économiste ;
  • Conception des lots techniques : plans, schémas, pièces écrites, estimatifs.
  • Echanges avec le bureau de contrôle, l’ARS, les organismes autres.
  • Analyse des offres des entreprises

En phase de suivi des travaux 

  • Visa des études d’exe des entreprises –  études de synthèse ;
  • Suivi de l’exécution des lots techniques – réunions de chantier
  • Assistance aux opérations de réception / suivi GPA
Télécharger notre plaquette sur nos compétences en thalasso – spa – thermes – balnéo

Dernières réalisations majeures

Références

Rénovation de la thalasso La Baule
Rénovation-extension de la thalasso Châtelaillon-Plage
Centre Thermal de Salins-les-Bains
Thalassothérapie de Concarneau
Complexe Piscine-Hôtel-SPA Molitor Paris

Froid patinoire et fluides frigorigènes

Evolution de la règlementation sur les fluides frigorigènes

La règlementation européenne sur les fluides frigorigènes (F-Gas II Règlement UE 517/2014) évolue avec pour objectif de réduire la contribution des fluides frigorigènes aux émissions de gaz à effet.

La conséquence directe est la diminution de l’utilisation des fluides à Potentiel de Réchauffement Planétaire (PRP ou GWP) élevés, par l’augmentation de la part des fluides à PRP faible, tels que les fluides plus naturels et écologiques tels que NH3 (0), CO2 (1) ou C3H8 (20), ou des mélanges HFC (Hydro Fluoro Carbures). Depuis 2020, les fluides à PRP > 2500 sont interdits.

Le parc français compte 148 patinoires, selon le Syndicat National des Patinoires (SNP). Dans ces équipements, on assiste ainsi à un remplacement progressif des fluides frigorigènes usuels, en particulier pour la production de froid. L’usage des fluides naturels comme l’ammoniac et le CO2 se répand.

Valorisation d’énergie et réduction des émissions de CO2

La recherche de réduction des coûts énergétiques conduit à mettre en œuvre des équipements plus performants et des solutions de valorisation / récupération d’énergie : 

  • Amélioration des systèmes de récupération et valorisation de la chaleur issue de la production de froid, pour production d’eau chaude, usage fosse à neige, valorisation sur un autre équipement type piscine,
  • Réduction des consommations électriques par adaptation des vitesses des compresseurs et la mise en place de systèmes de gestion technique, comptage, traçabilité.

Nos missions 

  • Audit et faisabilité technique et énergétique
  • Ingénierie de conception : production frigorifique, fluides frigorigènes, traitement d’air, ventilation, chauffage, valorisation énergétique, distribution frigorifique, GTB…
  • Direction de l’exécution des travaux
  • Suivi des consommations énergétiques

Références 

Energies renouvelables

Que ce soit pour une école, un gymnase, une piscine, un EHPAD, la première étape de conception énergétique consiste à limiter le besoin du bâtiment et la seconde concerne la mise en œuvre des énergies renouvelables pour réduire l’impact carbone du bâtiment.

ethis a toujours poussé des solutions d’énergies renouvelables, réduisant l’usage du gaz naturel, du propane, du fuel : chaufferie bois, réseau de chaleur, géothermie, pompes à chaleur (sur l’air, sur l’eau), systèmes solaires.

Quoi qu’il en soit, un équipement sportif ou une piscine resteront toujours consommateurs d’énergie.

Les besoins thermiques usuels :

  • Centre aquatique :
    • entre 2400 et 2700 kWhEF/m2 de bassin : niveau performant
    • < 2400 kWhEF/m2 de bassin : niveau très performant soit environ 500 kWh/ m2 de SU
  • Complexe sportif < 55 kWhEF/m2 de SU (niveau E3)

A nous de savoir produire cette énergie sur place, en limitant le recours aux énergies fossiles. 

Solaire Photovoltaïque

PV or not PV ? Jusqu’à une époque pas si lointaine, l’intérêt des systèmes photovoltaïques, dont les panneaux restent produits principalement en Chine à partir d’une énergie très carbonée, avaient peu de sens en termes de bilan carbone (proche de 0).

L’augmentation des rendements et l’évolution des mentalités conduisent aujourd’hui à retenir plus souvent cette solution pour une production d’électricité in-situ, en continu sur une année. Le bilan carbone (cycle de vie) reste toutefois assez bas, mais le coût de l’énergie (surtout en 2022) devient de plus en plus compétitif.

On rappelle ici que le bilan carbone se calcule sur le cycle de vie du système (25 ans environ). Et que l’implantation d’un panneau solaire sur une toiture, c’est aussi le traitement de la toiture, de la structure, le raccordement, … et tout cela a un coût… Sans parler de la destruction (recyclage ?) du système en fin de vie.

Sur ces systèmes, ethis réalise les études de faisabilité préalable (selon cahier des charges ADEME), les études de conception et le suivi de la réalisation.

Etude de faisabilité
Cette étude, partiellement subventionnée par l’ADEME, permet de déterminer par rapport à l’exposition du projet, la surface disponible, les besoins du site, la solution la plus adaptée en termes de type de capteurs, capacité de production, besoin, investissement, CO2 évité et temps de retour sur investissement.

Exemple d’études récentes réalisées :

  • Piscine Durantière à Nantes : étude de faisabilité pour l’implantation de panneaux solaires sur la toiture d’une piscine dans le cadre de sa rénovation. Définition des surfaces, du système à mettre en place, de la production, du temps de retour sur investissement, et du bilan CO2 et énergie.
  • Faisabilité – plaine de jeux de Bréquigny : définition de la capacité de plusieurs bâtiments d’accueillir une centrale photovoltaïque pour la production et l’alimentation de plusieurs équipements en électricité. Comparatif de plusieurs systèmes, faisabilité technique, économique, et étude environnementale.

Solaire thermique

L’usage des panneaux solaires thermiques est intéressant pour le préchauffage de l’eau chaude sanitaire, ou en complément pour le préchauffage de l’eau des bassins d’une piscine. Cette solution est régulièrement mise en œuvre , en compléments d’autres systèmes.

Géothermie

Différents types de géothermie peuvent être mis en place selon la taille du projet et son besoin énergétique.

C’est une réflexion à engager très en amont d’un projet avant de valider l’usage de la géothermie. La mise en œuvre nécessite préalablement plusieurs études :

  • Une étude du potentiel géothermique de la zone
  • Une étude des débits disponibles, de la qualité d’eau, qui passe par un forage d’essais
  • Une étude de faisabilité pour la mise en œuvre d’une telle solution.

La géothermie est une vraie solution d’avenir ; pas si simple à mettre en œuvre, elle présente pourtant un bilan carbone très positif pour une production quasiment infinie. Les freins restent l’investissement, l’exploitation, et surtout, le potentiel du terrain sur lequel se situe le bâtiment à construire.

Exemple de réalisation :

  • Projets réalisés
    • Piscine de Maison-Alfort 

Réseau de chaleur – L’énergie partagée

Un, deux, trois bâtiments dans une zone, pourquoi ne pas créer un réseau de chaleur. C’est l’idée astucieuse que nous privilégions pour nos clients.

Prenons l’exemple d’un cas récent à Liffré (35) – donnée de l’étude de faisabilité réalisée en mars 2020

Projet initial : rénovation-extension d’un centre multi-activité comprenant une piscine, une école de musique, et une salle de spectacle. La collectivité disposait de gaz vert issu d’une unité de méthanisation proche, d’où l’idée initiale de la rénovation de la chaufferie gaz naturel existante.

Après une première phase de réflexion, nous avons étudié la faisabilité d’une chaufferie bois pour le complexe seul suivie d’une étude de plusieurs scénarios de raccordement de bâtiments à travers un réseau de chaleur.  Ces études sont financées en partie par l’ADEME.

L’intérêt du réseau de chaleur a été démontré :

  • Investissement : 600 000 € HT (subventions déduites chaufferie et réseau)
  • Chaufferie de 700 kW bois /  2000 kW gaz (secours total)
  • Réseau de 550 ml
  • Taux de couverture bois : 80%
  • Energie produite : 2 860 MWh/an
  • Densité du réseau : 5,2 MWh/ml
  • Temps de retour brut : 23 ans
  • Quantité de carbone évité :

Après une seconde phase de réflexion, 6 bâtiments supplémentaires ont été intégrés progressivement au réseau de chaleur, passant ainsi à 1600 ml, pour une capacité de production installée de  3000 kW.

Conclusions : l’intérêt écologique et financier a été démontré, entrainant le raccordement progressive de plus de bâtiments.

Thalassothermie : chauffer ou climatiser grâce à l’eau de mer.

La thalassothermie est un  processus qui permet de transformer l’énergie de la mer (thalasso) en chaleur (thermie). En d’autres termes, elle permet de récupérer la chaleur contenue dans l’eau de mer afin d’alimenter une pompe à chaleur, qui va exploiter cette énergie pour produire du chaud… ou du froid.

Exemples de réalisation :

PAC sur eau de mer dans le cadre d’un projet de thalasso – étude de faisabilité (2021) de la mise en œuvre d’une PAC sur eau de mer pour produire le chaud et le froid nécessaires à la thalasso et l’hôtel. Subvention possible via le fond de chaleur ADEME.

Quelques chiffres :
– Production de chaud : 900 kW
– Production de froid : 650 kW
– Investissement : 1,6 M€ HT
– TRB sans subvention : 20 ans
– Bilan CO2 : – 76% (contenu énergétique)
– Système mis en œuvre : PAC eau de mer fonctionnement en thermo-frigopompe

PAC sur eau de mer – Les Docks au Havre – étude de faisabilité de la mise en œuvre d’une PAC sur eau de mer pour produire le chaud et le froid utilisés dans la piscine des Docks et le centre des congrès. Réalisation de la mission de maitrise d’œuvre (conception et suivi des travaux – 2016).

Quelques chiffres :
– Production de chaud : 1300 kW
– Production de froid : 950 kW
– Investissement : 1,6 M€ HT
– Système mis en œuvre : 2 PAC eau de mer fonctionnement en thermo-frigopompe ; station de captage eau de mer comprenant crépines, pompes, échangeurs en titane.

Pour plus d'informations, contactez-nous :