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Piscine Surplus solaire utilisé pour le chauffage du bassin

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Piscine Surplus solaire utilisé pour le chauffage du bassin

En secours de l’installation solaire, les chaudières alimentent la production d’ECS par un échangeur à plaques Ciat.

© (Doc. DR.)

Un surdimensionnement des besoins en eau chaude a permis d’utiliser une part de la production thermique solaire pour chauffer l’eau des bassins. 80% du montant des travaux ont été subventionnés, le temps de retour étant estimé à neuf années et demie sur la base du contrat garanti.

ProgrammeRestructuration complète du stade nautique

En 2004, le stade nautique de Montreuil avait 38 ans. Il a fait l’objet d’une rénovation intégrale nécessitant 20 mois de travaux, débutés en septembre 2004 et terminés en août 2006. Après sa réouverture le 16 août 2006, l’accroissement de l’intérêt ludique du stade a entraîné une hausse de sa fréquentation. Un toboggan de 90 m de longueur a été installé. Il requiert un débit d’alimentation en eau de 80 à 100 m3/heure pour fonctionner. Une nouvelle salle polyvalente a été créée. Équipée pour le club d’escrime, elle accueille également d’autres activités sportives. Avec ces nouveaux équipements, Charles Taillasson, le directeur du stade nautique, envisageait même le doublement de la fréquentation annuelle, soit un passage de 200 000 à 400 000 visiteurs. L’équipe d’ingénierie avait malgré tout pris en compte une augmentation de la fréquentation moyenne de 15 % pour le dimensionnement des installations techniques, notamment la production d’ECS. Cela s’est avéré bien trop important et la consommation d’eau chaude est en réalité trois fois plus faible que prévu. Pour faire face à ces besoins nouveaux envisagés, la chaufferie a été profondément rénovée et une importante production d’eau chaude sanitaire solaire thermique mise en place. Le coût global de tous les aménagements et de l’ingénierie nécessaire a atteint un montant total de 15,3 MY. Après rénovation, la chaufferie comporte trois chaudières acier haut rendement à triple parcours de fumées De Dietriech : 2 générateurs CA400-600 de 698 kW et une chaudière CA400-500 de 581 kW de puissance et un laveur à condensation sur les fumées en sortie des chaudières.

L’hypothèse retenue pour le dimensionnement de la production d’ECS solaire a été de 28 litres/baigneur/jour, soit une moyenne annuelle de 6 115 m3. Comme la consommation réelle est seulement de 1 800 m3/an environ, cela dégageait une surpuissance solaire que le Service Energie et Fluide de Montreuil a mis à profit pour le réchauffage de l’eau des bassins.

ÉTAT DES LIEUX Solaire thermique pour l’ECS

Pour installer les panneaux solaires thermiques sur la toiture en auvent de béton, il a fallu tenir compte de la structure porteuse du bâtiment. Ce qui a heureusement conduit à sous-dimensionner l’installation solaire par rapport aux besoins d’ECS initialement déterminés par le calcul. Auquel cas, l’erreur due à une prévision de besoins trop optimiste se serait traduite par un surdimensionnement encore plus net du système. Un total de 86 capteurs plans à caisson isolé De Dietrich Pro C a été installé sur le toit, soit une surface solaire thermique active de 215,86 m². Pour pouvoir s’appuyer sur les trames structurelles du bâtiment, les capteurs sont rassemblés 4 par 4 et montés en série/parallèle sur des châssis métalliques qui s’appuient sur les poutres et piliers de la toiture de la piscine, avec pour chaque groupe, un auto-équilibrage entre le premier et le quatrième capteur.

Chaque batterie de quatre porte une vanne d’équilibrage TA STAD DN15 sur le retour et un purgeur automatique Pneumatex Ventopic Solar. 52 capteurs sont montés sur l’auvent sud, soit 13 batteries de quatre, 34 sont installés sur l’auvent nord (7 batteries de 4, 2 batteries de 2) et deux capteurs indépendants. L’installation de production d’ECS solaire est constituée de 3 circuits successifs. Le primaire solaire, en tubes cuivre d’un diamètre 60 mm, affiche un débit constant de 10,4 m3/heure. Il est chargé en eau glycolée à 40 % à l’aide de Permoglycol. Le primaire alimente un échangeur à plaques de 110 kW avec une chute de température de 7 °C. En aval de l’échangeur à plaques, une boucle charge deux ballons de 5 000 litres chacun, montés en série. Équipée d’une pompe, cette boucle se met en route dès que l’écart de température atteint 7 °C entre l’entrée du primaire dans l’échangeur à plaques et le point le plus froid dans les ballons de stockage. C’est-à-dire l’entrée d’eau froide dans le premier ballon. Ce circuit de charge traverse les deux ballons en sens inverse du puisage d’ECS et se boucle sur l’échangeur à plaques. Il est indépendant du troisième circuit, le puisage d’ECS, lui aussi équipé de son propre accélérateur. Le taux de couverture des besoins d’ECS par l’installation solaire atteint 42 % en moyenne annuelle. Depuis la mise en service, la production de chaleur solaire a atteint 119 000 kWh par an en moyenne. Le contrat de garantie de résultat solaire (GRS) repose sur un engagement de 101 000 kWh pour la première année. La GRS a été inventée en France en 1988. C’est un contrat entre le maître d’ouvrage et un groupe de partenaires qui garantit la performance des installations, c’est-à-dire une contribution solaire minimale et des économies financières par rapport à la situation antérieure. Le contrat GRS est piloté par le bureau d’études Philippe Vail, spécialisé dans les installations solaires de grandes dimensions, auquel se sont associés De Dietrich, le fabricant des capteurs solaires, l’entreprise Foret qui a réalisé l’installation et Idex, titulaire du contrat de maintenance.

Bilan La GRS fonctionne bien

Le contrat de GRS a été établi sur la base du prix du gaz naturel au tarif B2S Niveau 1 en 2003 : 0,356 Y TTC/kWh PCI en hiver et 0,285 Y en été. Depuis, les prix du gaz ont augmenté et la rentabilité de l’opération s’est améliorée. D’une durée de 5 ans - une année probatoire après la mise en service et quatre ans de fonctionnement -, le contrat englobe la maintenance, l’exploitation, le télécontrôle des installations, le compte rendu mensuel et le bilan annuel. Il prévoit une production de chaleur d’origine solaire de 101 000 kWh/an au minimum, au départ. Ce qui correspond à une productivité de 550 kWh par m² de capteur et par an. Cette valeur se situe dans la plage observée habituellement qui va de 400 à 800 kWh/m².an. L’engagement est modifié d’année en année au fur et à mesure que le comportement de l’installation est mieux connu. En 2007, il prévoyait une contribution solaire de 124 684 kWh pour des besoins de 294 543 kWh pour la production d’ECS. Après plus de deux ans, il apparaît que la couverture des besoins d’ECS par l’installation solaire est la plus faible pendant les mois de décembre, janvier et février avec un taux de 12 % en moyenne. Elle atteint son maximum en juillet (92 %) et descend à 90 % en août. Un ensoleillement satisfaisant en 2007 a permis de réaliser une production solaire supérieure de 40 % à la production contractuelle corrigée. Comme les consommations d’ECS ne représentent que 31 % des consommations initialement prévues, les quantités consommées en 2007 n’ont atteint que 1 800 m3. Son réchauffage a été assuré par 50 044 W solaires et par seulement 37 187 W d’appoint gaz naturel. Ce qui laisse une marge de plus de 73 000 W d’origine solaire disponible pour l’appoint d’eau des bassins. Le coût total de l’opération - études installation suivi de la GRS - s’est élevé à 221 000 E HT, dont 200 000 Y pour les seuls travaux. L’Ademe et la Région Ile-de-France ont apporté ensemble une subvention de 160 000 Y, soit 80 % du montant des travaux.

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