Satisfaire la demande de chaleur et de froid
Les géostructures thermoactives constituent une solution énergétique renouvelable et innovante pour chauffer et refroidir les bâtiments.
Elles consistent à intégrer aux ouvrages géotechniques (fondations profondes ou pieux, excavations, tunnels, etc.) nécessaires à la stabilité des structures, des tubes échangeurs de chaleur. Du fait de la profondeur limitée de ces ouvrages (quelques dizaines de mètres), le système géothermique permet de soutenir les demandes de chauffage mais également de refroidissement des bâtiments.
Cette mission scientifique s’inscrit dans la continuité, d’une part des instrumentations pieux thermoactifs de bâtiments (mis en œuvre et toujours en cours de suivi par le Cerema), et d’autre part des divers développements logiciels et méthodologiques qui ont été proposés pour apprécier le comportement thermo-mécanique spécifique des fondations thermoactives. Elle fait également suite aux diverses actions de recherche et de méthodologie suivantes (liste non exhaustive) :
- l’opération de recherche LCPC sur la géothermie très faible énergie (2009 - 2014),
- la participation au projet ANR GECKO (GEostructures et stoCKage solaire, 2011 – 2015),
- la co-rédaction de recommandations françaises pour la conception et l’exécution des géostructures thermoactives (CFMS, 2015 - 2017),
- la participation au projet de collaboration scientifique et technique européen (COST) GABI (applications de la géothermie peu profonde pour les bâtiments et les infrastructures, 2015 – 2019).
Un retour d'expérience du Cerema adapté au climat local
Au sein de l’antenne de géotechnique de l’université de Sao Paulo (USP), située à Sao Carlos, le Cerema [1] a pu partager ses retours d’expérience, en tenant compte des spécificités liées au climat local.
Le climat tempéré chaud conduisant en effet à envisager les fondations thermoactives uniquement à des fins de climatisation des bâtiments, ce qui introduit une différence notable avec les projets français déjà réalisés, intégrant systématiquement la fonction de chauffage (la climatisation se limitant à une proportion limitée des cas).
En dépit de cette différence, les méthodes d’analyse développées en France ont montré leur pertinence pour l’analyse et la compréhension des résultats des premières expérimentations en vraie grandeur réalisées au Brésil, sur le campus de l’USP.
Par ailleurs, des échanges techniques ont permis d’appréhender les problématiques techniques soulevées par le premier projet de pieux thermoactifs du Brésil. En effet le Centre de l’innovation et de la construction durable projeté à Sao Paulo (CICS), implémentant différentes techniques constructives innovantes et durables, dont les études techniques sont en cours de finalisation, sera justement fondé sur pieux thermoactifs. Sous l’égide de ce projet, une présentation de la pratique française, concernant la conception thermique et mécanique de ce procédé, mais également sa mise en application pratique, a été réalisée.
[1] Cerema Nord-Picardie