OPTISWAC Valorisation de l’énergie thermique des mers pour la climatisation/ chauffage des bâtiments et les procédés industriels
Programme : Appel à projets de recherche - Énergie Durable : production, gestion et utilisation efficaces
Mots-clés : Energie / Urbanisme / Bâtiment
Contexte : Le rapport de l’agence internationale de l’énergie (IEA) de 2018 intitulé « The Future of Cooling » établit que la consommation énergétique pour le rafraîchissement des bâtiments est le poste de consommation d’énergie finale qui a le plus augmenté ces dernières années en triplant entre 1990 et 2016. Cette accroissement de la demande a de fortes implications énergétiques et environnementales. L’impact énergétique de la climatisation porte sur l’augmentation de la consommation électrique avec ses conséquences environnementales. Mais la climatisation génère aussi de forts appels de puissance électrique qui déstabilisent les réseaux et nécessitent d’installer et de faire fonctionner des moyens de production spécifiques. Dans les climats chauds, l’IEA estime que la climatisation est responsable de 70% du pic de puissance électrique. Les impacts environnementaux de la climatisation ont suivi la même tendance car les émissions de CO2 liées à ce poste ont triplé depuis 1990 pour atteindre 1 130 million de tonnes. L’IEA prévoit deux scenarii d’évolution de cette consommation d’ici 2050. L‘IEA n’envisage pas de rupture technologique pour les procédés de climatisation « conventionnels » qui fonctionneront toujours suivant le cycle thermodynamique à compression de vapeur. L’amélioration des performances de ces procédés conventionnels est limitée par les principes thermodynamiques et ne pourra dépasser le seuil de l’efficacité de Carnot. La technologie Deep Sea Water Air Conditioning (SWAC) prélève de l’eau froide à grande profondeur (environ 1000m) pour la distribuer via un échangeur de chaleur dans les bâtiments à climatiser par une boucle de distribution d’eau glacée (EG). Contrairement à la production de froid par cycle à compression de vapeur, la technologie SWAC consiste simplement à transporter le « froid ». Ce procédé échappe ainsi aux limitations des cycles thermodynamiques et permet des performances énergétiques jusqu’à vingt fois supérieures. Il s’agit d’une technologie de type « free cooling » qui ne nécessite pas de système d’appoint en froid car la température de l’eau glacée est suffisamment basse pour être distribuée directement dans les bâtiments. Malheureusement cette solution n’est que très peu utilisée dans le monde et n’est même pas considérée par le rapport de l’IEA comme une piste de réduction de la consommation de la climatisation. La Polynésie dispose actuellement de deux installations SWAC instrumentées et implantées dans sur deux îles différentes (Tetiaroa et Tahiti). L La technologie SWAC peut permettre de diminuer significativement les impacts de la climatisation à l'échelle mondiale. Ce sont les objectifs majeurs du projet OPTISWAC proposé.
Description : Le programme OPTISWAC est organisé en 4 lots scientifiques accompagnés par 2 lots supports pour la coordination et pour la valorisation / dissémination. Seuls les lot scientifiques sont présentés ci dessous : Lot 1 : Analyse des données de l'installation SWAC du Centre Hospitalier de la Polynésie française (CHPF) Lot 2 : Évaluation du potentiel d’hybridation de la technologie SWAC Lot 3 : Extension et diffusion de la technologie SWAC Lot 4 : Optimisation technico économique
Objectifs et résultats attendus : L’objectif général du projet OPTISWAC est de démontrer la pertinence de la technologie SWAC comme solution de climatisation durable pour les zones côtières. Les freins qui limitent la diffusion plus large de cette technologie sont principalement liés aux incertitudes sur la rentabilité économique de la technologie. Elle nécessite de forts investissements que les maîtres d’ouvrage craignent de ne pas pouvoir rentabiliser faute d’une connaissance suffisante. Ainsi les objectifs scientifiques du projet OPTISWAC sont de : Évaluer, suivre et améliorer la performance énergétique de l’installation SWAC du Centre Hospitalier de la Polynésie Française qui vient d’être mise en service en 2022. Qualifier la performance de l’installation SWAC du CHPF. Cette installation est particulièrement importante car exemplaire à plusieurs titres Etudier la possibilité d’augmenter le régime de température de la boucle secondaire d’eau glacée. Comparer la solution SWAC à la solution de climatisation conventionnelle à compression de vapeur sur un bâtiment identique sur la base de données expérimentales. Le CHPF est le seul cas au monde où l’on pourra comparer le SWAC et la climatisation conventionnelle sur un même bâtiment. Analyser l’intérêt d’hybrider la technologie SWAC avec d’autres procédés énergétiques Evaluer le potentiel d’exploitation de la technologie SWAC à l’échelle mondiale. Sur la base des relevés bathymétriques à proximité des côtes et des besoins en climatisation liés au climat et à l’activité économique, cette étude a pour objectif de déterminer l’ensemble des sites où la technologie SWAC pourrait être implantée. Les objectifs socio économiques seront de : démontrer que les entreprises françaises maîtrisent parfaitement la technologie SWAC et sont capables de la déployer sans risque technique ni financier. accélérer la réalisation de projets d'installation SWAC, qui tardent actuellement à voir le jour démocratiser l'accès à la technologie SWAC en identifiant des opportunités d'amélioration des coûts d'installation et d'opération Enfin le projet OPTISWAC a pour objectif environnemental de contribuer à la réduction des impacts de la climatisation à l’échelle mondiale en favorisant une technologie durable.
Bénéficiaire : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Localisation : Paris 16e Arrondissement, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/10/2023 — Durée : 36 mois
Budget total : 419122.88 € — Aide ADEME : 167831.63 €
Statut : Suivi du projet