Bo?te à outils pour le CO2-b?timents sans
Un ensemble de nouvelles technologies de construction permet de chauffer et de refroidir les b?timents sans émettre de CO 2 de l'énergie solaire. Sous le label "2SOL", une alliance d'entreprises veut désormais aider les composants développés à l'ETH à percer.
Environ 40 pour cent des émissions de CO2-en Suisse sont dues aux b?timents. L'assainissement des b?timents joue donc un r?le important dans la stratégie de la Confédération suisse visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre par des mesures prises à l'intérieur du pays. Une meilleure isolation thermique des b?timents et des br?leurs à mazout et à gaz plus efficaces constituent une possibilité d'assainissement. L'ETH Zurich propose une autre voie avec un ensemble de technologies de construction aptes à rendre les b?timents pratiquement exempts de CO2-, il est possible de se chauffer et de se rafra?chir en réduisant les émissions de CO2.
L'énergie solaire excédentaire en été est stockée temporairement dans le sol et utilisée pour chauffer le b?timent en hiver. Inversement, le b?timent peut également être refroidi en été via le chauffage par le sol. Le refroidissement des pièces est possible gr?ce à l'accumulateur souterrain, dont l'énergie thermique a été extraite en hiver.
Le capteur, partie intégrante du toit
Un premier élément important du système global 2SOL est un collecteur hybride développé à l'ETH qui, d'une part, fournit de l'électricité solaire en tant qu'installation photovolta?que et, d'autre part, injecte de la chaleur dans un réservoir terrestre en tant que collecteur solaire. Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à construire un capteur hybride qui fait partie de la structure du toit. Au lieu de monter le capteur sur le toit existant, le toit et le capteur ne font plus qu'un : les panneaux photovolta?ques, l'absorbeur thermique, l'isolation et la structure porteuse forment une unité et peuvent être montés sur pratiquement n'importe quelle maison.
La sonde géothermique dite coaxiale est la liaison qui, avec de l'eau comme moyen de transport, conduit l'énergie thermique récoltée dans le réservoir terrestre saisonnier. Les sondes géothermiques atteignent une profondeur de 500 mètres. La sonde est constituée d'un fil de polyester et ressemble à un tuyau d'incendie. Jusqu'à présent, les sondes géothermiques étaient fabriquées à partir de tuyaux en plastique dur qui nécessitaient de remplir l'espace entre la sonde et le trou de forage avec du béton. Le matériau mobile et souple de la sonde géothermique coaxiale est en revanche pressé directement contre la paroi du trou de forage par la surpression.
Démonstration de la nouvelle bo?te à outils
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Démonstration du nouveau capteur hybride - directement intégré dans un module de toit. (Image : ETH Zurich) -
Les panneaux photovolta?ques peuvent être choisis dans différentes couleurs. (Image : ETH Zurich) -
Le professeur de l'ETH Hansj?rg Leibundgut devant le modèle d'une pompe à chaleur turbo à basse altitude. (Image : ETH Zurich)
Moteur avec turbocompresseur
La chaleur stockée dans le sol doit être restituée au b?timent en hiver pour le chauffage. Le réservoir est donc vidé chaque hiver afin de pouvoir être rempli à nouveau l'été suivant. L'eau pompée dans les profondeurs du sol n'est toutefois pas encore assez chaude pour chauffer une maison. C'est là qu'intervient le troisième composant central du système 2SOL, la pompe à chaleur à basse altitude, qui chauffe l'eau à la température nécessaire de 28 à 35 degrés. La pompe à chaleur dispose d'un moteur électrique développé à l'ETH avec un turbo-compresseur couplé, qui fonctionne à 200'000 tours par minute. La pompe à chaleur turbo peut affiner la chaleur de l'accumulateur terrestre à la température utile souhaitée avec peu d'électricité.
Le système global 2SOL implique également que les différentes technologies du b?timent soient parfaitement coordonnées entre elles gr?ce à une commande et une surveillance intelligentes. Avec une surface d'environ 80 mètres carrés de capteurs hybrides sur le toit, l'utilisation de la toute dernière sonde géothermique et la pompe à chaleur Turbo à basse altitude, il est possible de chauffer une surface utile d'environ 750 mètres carrés, ce qui correspond à un immeuble de sept appartements sur trois étages. ? condition que l'électricité externe nécessaire au fonctionnement de la pompe à chaleur provienne de sources renouvelables, on obtient que le b?timent soit chauffé et refroidi sans émissions de CO2.
Alliance pour l'introduction sur le marché
Une alliance de douze entreprises suisses s'est réunie sous le label 2SOL afin de poursuivre le développement des différentes technologies et de les amener à maturité sur le marché. Il s'agit d'entreprises qui apportent des savoir-faire différents, des fournisseurs d'appareils et de systèmes aux entreprises d'installation en passant par les sociétés d'ingénierie et de planification. Leur point commun est qu'elles sont toutes convaincues de la possibilité de chauffer et de refroidir des b?timents sans émissions.
