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Génie climatique Climatisation solaire pour le musée du Bonbon

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Génie climatique Climatisation solaire pour le musée du Bonbon

Installé à Uzès au nord de Marseille, le musée du bonbon Haribo bénéficie d’une climatisation solaire conçue et fournie par l’ensemblier allemand Phönix SonnenWärme AG, avec le soutien de l’Ademe et de l’agence allemande Dena.

L ’augmentation régulière du nombre de visiteurs du musée du Bonbon qui jouxte l’usine Haribo (à Uzès, dans le Gard), a conduit à un agrandissement des bâtiments existants. Objectif : ­accroître la surface d’exposition et développer l’espace vente. Bâtie sur deux niveaux, cette extension offre une surface supplémentaire de 1 113 m², dont 829 m² sont chauffés et rafraîchis, soit un volume traité de 2 486 m3. Avec le soutien de Dena (Deutsche energie­agentur), l’équivalent allemand de l’Ademe, l’extension du musée a été équipée d’une solution de chauffage et de climatisation solaire fournie par Phönix SonnenWärme. En été, ce système couvre tous les ­besoins de climatisation. En hiver, il participe au chauffage des locaux. L’installation de climatisation solaire comporte des capteurs solaires et une machine à absorption. Par ailleurs, il existe sur le site une nappe phréatique qui délivre toute l’année de l’eau à 14 °C, et une usine dont le process ­génère toute l’année de l’eau entre 35 et 45 °C. Ces éléments ont conduit les concepteurs à combiner solaire, machine à absorption, récupération de la chaleur de process et puisage en nappe pour mettre au point une solution de chauffage et de climatisation reposant totalement sur des énergies renouvelables.

Deux groupes de capteurs solaires

Les quatre façades de l’extension du musée sont orientées sud-est, nord-est, nord-ouest et sud-ouest. Sur les deux étages traités, la distribution de chaleur et de froid s’effectue par un plancher chauffant-rafraîchissant basse température utilisant des tubes en matière de synthèse. D’une puissance moyenne de 50 W/m² en absorption et en diffusion de chaleur, il offre une puissance d’émission totale de 30 kW ­environ, à raison de 9 boucles de tubes au premier étage et de 7 boucles au rez-de-chaussée. Les besoins de rafraîchissement sont couverts en base par la machine à absorption. Si cela ne suffit pas, le puisage en nappe phréatique à 14 °C vient couvrir les pointes, à travers un échangeur à plaques ­relié au circuit primaire. Les besoins annuels de rafraîchissement calculés atteignent 11,82 kWh/m², avec une puissance maximale à absorber de 20,76 W fin août ou au cours du mois de septembre. L’installation est dimensionnée pour assurer 27 °C de température ambiante au maximum à partir de 32 °C de température extérieure. Elle se met en route dès que la température intérieure atteint 23 °C.

Pour le chauffage, les capteurs solaires constituent le générateur de base. Lorsque cela ne suffit plus, le système fait appel à l’eau chaude issue du process de l’usine. Le chauffage est dimensionné pour une température intérieure de 20 °C tous les jours de 8 h à 20 h, durant la saison de chauffe. Les pointes de besoins se situeront en décembre et en janvier et atteindront environ 9 000 kWh pour chacun de ces deux mois. La contribution solaire au chauffage devrait se manifester tout au long de la période d’octobre à avril, avec des apports de chaleur de l’ordre de 1 000 kWh en décembre, 1 900 kWh en janvier et 1 500 kWh en février. La ventilation est prévue avec un débit constant de 1 243 m3/heure. La solution solaire conçue pour le musée Haribo repose sur 50,4 m² de surface utile (56,56 m² de surface brute) de capteurs solaires, soit 28 capteurs solaires plans Phoenix HRK 2. Ils chargent des ballons d’un volume total de 3 m3 qui alimentent ensuite soit la boucle de chauffage primaire pour le chauffage en hiver, soit la machine à absorption pour le rafraîchissement en été. Les capteurs solaires sont répartis en deux groupes. Dix d’entre eux sont disposés sur une toiture-terrasse, dix-huit sont installés sur une passerelle d’acier qui court depuis les anciens bâtiments du musée jusqu’à la façade ouest de la nouvelle extension.

Eau et bromure de lithium

Baptisée Suninverse, la machine à absorption Phönix constitue le composant principal de l’installation. Elle utilise de l’eau et du bromure de lithium. Pour démarrer et entretenir sa réaction d’absorption, il lui suffit d’une alimentation à une température de 55 °C. Un fluide réchauffé par des collecteurs solaires plans convient parfaitement. Phönix estime que son rendement est très satisfaisant, même à charge partielle. Pour 1 kWh d’énergie thermique fournie, on récupère 750 Wh en froid, soit un rendement de 75 %. Ce qui peut sembler peu par rapport aux meilleures pompes à chaleur à compression. Mais l’énergie utilisée – le soleil – est gratuite et parfaitement renouvelable, contrairement à l’électricité qui alimente les compresseurs des pompes à chaleur et groupes froids classiques. Alimentée à 75 °C, la machine offre deux couples « chauds » à 35-45 °C et une sortie « eau glacée » à 6 °C. Pour exploiter au mieux cette machine, les installations doivent être dimensionnées pour une loi d’eau glacée de 6 °C (départ)/12 °C (retour). Une vanne trois voies se charge de réguler cette température.

Dans le cas du musée du Bonbon, les besoins de rafraîchissement mensuels peuvent apparaître dès le mois de mars et ne disparaissent qu’en novembre. Les pointes sont en juillet (environ 2 900 kWh pour le mois) et en août (environ 3 200 kWh). La machine à absorption, en fonction de l’ensoleillement prévisionnel durant ces deux mois, devrait produire 1 850 kWh en juillet et 1 600 kWh en août. Le reste des besoins est donc couvert par le puisage en nappe phréatique qui alimente le plancher basse température à travers un échangeur à plaques. L’installation sera mise en service pour l’été 2007.

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