CIAT réalise du geocooling dans son bâtiment de Marseille

Ciat a mis en service dans son établissement de Marseille, au Sud de la France, une installation de géothermie fonctionnant avec un tout nouveau prototype de pompe à chaleur. Elle doit être la première du marché à atteindre le niveau de performance de la Classe A dans les conditions Eurovent pour des gammes de puissance allant de 25 à 250 kW. Inscrit dans le programme Européen Groud-med, ce système de type HYSYS Office à la particularité de fonctionner en geocooling au printemps et de réaliser la prouesse d’avoir un ratio Energie thermique produite sur énergie électrique consommé de plus de 5.

Groundmed est un projet s’inscrivant dans le 7ème programme cadre de recherche et développement de la Communauté Européenne. Doté d’un budget de 7 M€ financé à 60% par l’Union Européenne, il comporte 8 installations pilotes, dont le site CIAT de Marseille, en France. Les autres sites étant au Portugal, en Espagne, en Italie, en Slovénie, en Grèce, et en Roumanie. L’objectif est ambitieux : il faut obtenir des systèmes de chauffage et rafraîchissement à géothermie avec des ratios de « Year Round Seasonal Performance Factor » de plus de 5. En d’autres termes, l’énergie thermique (calorifique et frigorifique) produite doit être plus de 5 fois supérieure à l’énergie électrique consommée. Une vingtaine de partenaires sont impliqués, qu’il s’agisse d’industriels, d’universités ou de centres de recherche.

En plus du site de Marseille, CIAT a également installé son prototype de pompe à chaleur en Espagne, dans l’ancien siège social d’une usine de gaz reconvertie en bâtiment pour la promotion des énergies renouvelables, et également au Portugal, dans une ancienne usine de fraisage reconvertie en bâtiment tertiaire. Ce sont toutes deux des installations de 60kW de puissance.

Le bâtiment rénové à Marseille date de 1992. Il abrite le centre technique CIAT Service pour la région du Sud de la France. D’une surface de 350m2, il héberge une dizaine de collaborateurs. Les larges baies vitrées qu’il comportait ont été fermées pour éviter la surchauffe en été. Un doublage isolant intérieur à également été réalisé. En ce qui concerne le système HVAC, l’installation comporte, en premier lieu, un forage de 6 sondes de 100 m de profondeur, avec un circuit d’eau pure. La société Suisse, Augsburger Driller, a réalisé le forage en Juin 2010. Un ciment liquide a été injecté par le bas pour éviter les poches d’air et emplir parfaitement les cavités. Les poches d’air sont bien sûr à proscrire pour qu’elles ne puissent pas dégrader la qualité du transfert thermique. Une pompe à chaleur basée sur le standard Dynaciat, et de puissance 25 kW, a ensuite été spécifiquement développée. 14 unités de confort Coadis 2 HEE à basse consommation d’énergie et à effet Coanda, ainsi qu’une centrale de traitement d’air neuf, et un système de régulation centralisé EasyCiat Control, ont également été installés. La régulation est destinée à paramétrer au mieux l’installation pour maîtriser parfaitement la consommation électrique et également à stocker un historique complet.

Cette nouvelle offre système est typiquement destinée au marché du petit et moyen tertiaire, allant jusqu’à 2500 m2, ainsi qu’au marché résidentiel.

Une fois commercialisée, la nouvelle pompe à chaleur va s’inscrire dans la gamme d’offre système HYSYS Office,première solution à circulation d´eau pour le marché tertiaire à intégrer les fonctions de chauffage, de confort d´été, et de qualité de l´air. Entièrement modulaire, elle est constituée en grande partie de composants standards éprouvés de la gamme CIAT. Ce sont ainsi plus de cent versions différentes qui sont proposées, pour s’adapter à chaque configuration spécifique, et ce, au meilleur coût. Totalement évolutive, Hysys Office existe en trois versions de confort et propose les meilleures performances environnementales.

Comment une telle performance énergétique peut-elle être atteinte ?
« tout d’abord par l’utilisation du mode geocooling au printemps » répond Eric AUZENET, Ingénieur au Centre R&I Recherche et innovation de CIAT. « Pendant l’hiver, la pompe à chaleur refroidit le sol, en y prélevant des calories pour les amener dans le bâtiment. Au printemps on vient prendre ce froid emmagasiné dans le sol pour le restituer en circuit direct. Dans les unités de confort circule l’eau qui vient directement des sondes. Le coefficient de performance énergétique EER est alors de l’ordre de 15 ! ». L’eau est très fluide, par rapport aux fluides calorifiques qui eux sont visqueux, et donc entraînent une consommation énergétique de re-circulation élevée. Tous les éléments du système sont également optimisés. Bien entendu en premier lieu la pompe à chaleur qui utilise de nouveaux compresseurs, et des échangeurs de chaleur nouvelle génération mais il faut également citer les unités de confort Coadis 2 HEE à basse consommation énergétique.

Ce nouveau système Hysys, et surtout les performances énergétiques atteintes, ont été largement réalisées grâce au centre de recherche et innovation de CIAT, qui possède un des plus grands laboratoires de simulation de pompe à chaleur et de système thermique au monde. Par exemple, l’ensemble du bâtiment a d’abord été modélisé sur le logiciel Pleïade pour déterminer précisément ses besoins énergétiques en été comme en hiver. Le climat, mais aussi les paramètres d’exploitation du bâtiment sont entrés dans le logiciel. On a ainsi pu établir une courbe de besoins thermiques annuels qui montrait que 12kW était nécessaire en rafraichissement, et 24kW en chauffage.

Pour améliorer encore les performances du dispositif, un système à base de MCP (matériaux à changement de phase) Cristopia doit être ajouté en fin d’année 2011.

Légendes des images :
SYSTEM.jpeg : Pompe à chaleur et centrale de traitement de l’air
BUILDING.jpeg : Bâtiment CIAT de Marseille
PAC.jpeg : Prototype de la nouvelle pompe à chaleur CIAT
CONTROL.jpeg : Système de contrôle « EasyCiat Control »

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