Garantir un approvisionnement efficace en énergie renouvelable aux bâtiments résidentiels multifamiliaux
Poussés par l’urgence évidente d’enrayer le changement climatique, les scientifiques étudient différents moyens de transformer le secteur mondial de l’énergie, qui repose sur les énergies fossiles, en un secteur sans carbone. Pour que ce processus de transition énergétique soit couronné de succès, il est essentiel d’assurer l’approvisionnement des bâtiments en énergie renouvelable. Avec le soutien du projet TRI-HP, financé par l’UE, une équipe de chercheurs s’efforce de concevoir des solutions énergétiques sur mesure pour les bâtiments en Europe. Les bâtiments en question sont des immeubles résidentiels multifamiliaux avec un bilan énergétique nul. «Près de 50 % de la consommation finale d’énergie dans l’Union européenne est utilisée pour le chauffage et le refroidissement», observe le directeur du projet, le Dr Daniel Carbonell, du SPF Institute for Solar Technology en Suisse, dans une vidéo YouTube. Il ajoute que 80 % de ce volume est utilisé dans les bâtiments, soulignant la nécessité de trouver des solutions d’énergie renouvelable si l’Europe veut décarboniser ses systèmes d’approvisionnement en énergie. L’objectif du projet, tel que décrit par le Dr Carbonell dans la même vidéo, «est de développer des systèmes de trigénération flexibles, abordables et performants sur le plan énergétique, capables de fournir du chauffage, du refroidissement et de l’électricité».
Deux concepts innovants
Le projet développe des systèmes basés sur des pompes à chaleur avec des réfrigérants naturels alimentées électriquement et combinées à des systèmes photovoltaïques. L’utilisation de réfrigérants naturels tels que le CO2 et le propane permettra de remédier aux problèmes en matière d’environnement et de sécurité liés aux réfrigérants synthétiques. «L’une des principales innovations du projet consiste à utiliser la méthode de super-refroidissement combinée au concept solaire de coulis de glace pour répondre aux besoins de chauffage des bâtiments», explique le Dr Carbonell. Des revêtements antiglace seront déployés dans les échangeurs de chaleur utilisés comme super-refroidisseurs afin de garantir des surfaces exemptes de glace. Un autre concept innovant réside dans le système de double source sol/air qui permettra d’utiliser le sol et l’air en tant que sources ou puits de chaleur en fonction de la meilleure source disponible à différents moments de la journée. L’utilisation de trois sources de chaleur, à savoir le soleil, le sol et l’air ambiant, conférera une précieuse polyvalence aux systèmes en cours de développement. Les innovations du projet sont susceptibles de réduire de 15 % les coûts d’installation par rapport aux technologies actuelles de pompes à chaleur. Elles visent également à réduire de 75 % les émissions de gaz à effet de serre des chaudières à gaz et des refroidisseurs d’air. Les pompes à chaleur au CO2 et au propane que développe le projet TRI-HP (Trigeneration systems based on heat pumps with natural refrigerants and multiple renewable sources.) seront testées en laboratoire. «L’étape suivante consistera à faire la démonstration de ces technologies dans des bâtiments résidentiels réels et à étendre le développement de la méthode de super-refroidissement par coulis de glace à l’industrie», précise le Dr Carbonell. Afin de pouvoir couvrir un nombre important de bâtiments résidentiels multifamiliaux en Europe, ces technologies nouvellement développées seront utilisées à la fois dans des bâtiments neufs et rénovés.
Mots‑clés
TRI-HP, pompe à chaleur, réfrigérant naturel, énergie renouvelable, bâtiment résidentiel