Technique et chantier

Énergie Stockage solaire pour chauffer un lycée en Lorraine

Mots clés : Béton - Eau - Education - Energie renouvelable - Entreprise du BTP - Marché de lénergie - Matériel - Equipement de chantier

Une cuve de stockage d’eau de 600 m3 chauffée par des panneaux solaires, couplée à une pompe à chaleur, permettra de chauffer une partie des salles de cours et des laboratoires d’un lycée des métiers du BTP. Ce réservoir enterré cylindrique a été réalisé en béton.

L’eau chauffée au soleil répondra aux besoins de chauffage de 1 400 m2 de salles de cours et de laboratoires de génie civil, de septembre à décembre, au lycée des métiers du BTP Emmanuel-Héré de Laxou, dans la banlieue de Nancy. Sur l’année, la cuve de stockage de 600 m3 couvrira 84 % de la demande de cette partie de l’établissement.

Non prévu au stade du concours d’architecture, le pari du stockage répond à une vieille question : « Je me l’étais déjà posée en 1975, dans mon mémoire de diplôme consacré à l’énergie solaire. Depuis lors, les architectes n’ont pas cessé de se casser le nez sur ce sujet », témoigne Bernard Oziol, mandataire de la maîtrise d’œuvre de la reconstruction du premier lycée du BTP de l’académie de Nancy-Metz. « La forte adhésion des enseignants et l’orientation politique de la région nous ont poussés à chercher des solutions innovantes », ajoute Mario Bartelli, chargé des investissements dans les lycées lorrains. Avec ses 6 m de profondeur pour 12 m de diamètre, le dimensionnement de l’ouvrage ne résulte pas d’un calcul des besoins mais des contraintes d’un site au sous-sol déjà structuré par les constructions des générations précédentes.

Cuve coulée en place sur paroi moulée

L’économie a dicté le choix du béton armé coulé en place, étanchéifié par une résine et isolé de la paroi moulée par un absorbeur de dilatation en polystyrène et une couche d’étanchéité à l’eau en Foamglas : moins chère que l’Inox, cette solution se révèle compatible avec des températures comprises entre 10 et 90 °C. Le pouvoir isolant de la terre s’ajoute aux qualités intrinsèques de la structure. Avant de choisir la transmission de la chaleur par l’eau en phase liquide, la maîtrise d’œuvre s’est posé la question d’exploiter l’énergie libérée par des changements de phase : « Nous n’avons trouvé aucun produit répondant à cette demande, après des investigations sur l’offre proposée en Scandinavie et en Allemagne », témoigne Francis Huckert, ingénieur à OTE Ingénierie. Ce choix n’interdit pas l’adaptation future à d’autres solutions. La connexion de la cuve à une pompe à chaleur (PAC) s’est révélée déterminante pour tirer le meilleur parti des basses températures hivernales. Cette option laisse prévoir une production annuelle de 55 000 kWh, au lieu de 37 000 sans PAC, ce qui limitera d’autant la mobilisation de la chaudière à gaz.

« L’efficacité du stockage solaire repose largement sur les autres vertus du bâtiment : chauffage basse température par le sol, ventilation double flux, capteurs photovoltaïques intégrés à l’étanchéité de la toiture », ajoute Bernard Oziol. Un dispositif renforcé par l’inertie du béton et de la brique et l’optimisation des apports solaires.

L’approche thermique s’appuie sur une analyse des usages : le stockage solaire n’aurait pas convenu aux ateliers de menuiserie ou de peinture, qui nécessitent une forte ventilation. Un puits canadien assure la régulation thermique de ces derniers bâtiments.

Les soixante ans de retour de l’investissement de 700 000 euros n’ont pas refroidi l’enthousiasme : la démarche économique s’inscrit dans la perspective de l’extinction des ressources en énergie fossile. Le projet participe à la lutte contre les gaz à effet de serre. Sur l’enveloppe globale de la reconstruction des ateliers du lycée, la crise relativise l’impact financier : l’investissement compense la chute des prix de la construction constatée en 2009. Mais l’argument décisif relève de la pédagogie : sur la console de gestion technique intégrée au lot chauffage, les élèves pourront suivre en temps réel les performances du système solaire.

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ENCADRE

Fiche technique

Maître d’ouvrage : conseil régional de Lorraine.

Architectes : Bernard Oziol (mandataire), Jacques Fabbri, Lionel Arlen.

Bureau d’études : OTE Ingénierie.

Entreprises : Etip (gros œuvre), Hervé Thermique (chauffage ventilation).

Montant des travaux : 8,4 millions d’euros HT.

Livraison : mars 2010.

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