La Climatisation Solaire

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Projet de fin d’Etudes - LA CLIMATISATION SOLAIRE – Juin 2004

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ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE SAINT-ETIENNE58 rue Jean Parot-42023 St-Etienne cedex 2

Rapport de Projet de fin d’EtudesDu 2 février 2004 au 18 juin 2004

LA CLIMATISATIONSOLAIRE

Structure d’accueil

MEMBRES DU JURY :Professeur responsable : M.ViennetMaître de stage structure d’accueil : M.Laurencin

Rémi CHEILAN5ème année Génie-CivilSpécialité Ingénierie du bâtimentPromotion 2001-2004

114 boulevard du 11 novembre69100 Villeurbanne

Tél : 04 37 47 80 90 - Fax : 04 37 47 80 99Mél : [email protected] - Site : www.hespul.org

mailto:[email protected]:[email protected]


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REMERCIEMENTS

Avant tout je tiens à remercier Messieurs Didier Laurencin et GuillaumeThabuis qui m’ont accueilli au sein d’HESPUL pour mon projet de find’études.

Je tiens à remercier évidemment toute l’équipe d’HESPUL pour son accueilchaleureux et pour le temps que chacun n’a pas hésité à me consacrer.

Je remercie enfin, M. Viennet qui m’a suivi tout au long de mon PFEveillant au bon déroulement de celui-ci.


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SOMMAIRE

AVANT PROPOS ------------------------------------------------------------ p.1

INTRODUCTION------------------------------------------------------------ p.2

I PRELIMINAIRES I.1 Présentation de l’association HESPUL----------------------------- p.3

I.1.1 HistoriqueI.1.2 ActivitésI.1.3 RéférencesI.1.4 Déroulement de mon PFE à HESPUL

I.2 Les enjeux énergétiques------------------------------------------- p.7I.2.1 La consommation d’énergieI.2.2 Énergie et pollution

I.2.3 Des ressources limitées et épuisablesI.2.4 La réponse : Economies d’énergie et énergies renouvelablesI.3 La climatisation : Enjeux et Risques------------------------------ p.10

I.3.1 La Climatisation aujourd’huiI.3.2 Les perspectivesI.3.3 Les conséquences et les risques d’une « surclimatisation »

I.4 La démarche négaWatt appliquée à la demande de froiddans le bâtiment--------------------------------------------------------p.18

I.4.1 Sobriété : Modération des exigences de confort d’étéI.4.2 Efficacité : Rafraîchissement passif/architecture bioclimatique I.4.3 Renouvelables : Climatisation Solaire

II COMPOSANTS DES SYSTEMES DE CLIMATISATIONSOLAIRE

II.1 Sous systèmes de distribution - Equipements de ---------------p.31 conditionnement d’air

II.1.1 Les ventilo-convecteursII.1.2 Les éjecto-convecteursII.1.3 Les plafonds rayonnants froidsII.1.4 Les poutres froidesII.1.5 Les planchers rafraîchissants II.1.6 Les batteries froides à eau glacée

II.2 Systèmes de production de chaleur/Partie solaire de-----------p.36 l’installationII.2.1 Les capteurs solaires -----------------------------------------------p.36

II.2.1.1 Les capteurs solaires thermiques plans à eauII.2.1.2 Les capteurs solaires thermiques plans à airII.2.1.3 Les capteurs solaires thermiques sous-vide

II.2.2 Systèmes de production de chaleur d’appoint-------------------p.42 II.2.3 Le ballon de stockage d’eau chaude----------------------------p.42

II.3 Systèmes de production de froid/Partie frigorifique de --------p.43 l’installation

II.3.1 Groupes de production frigorifique conventionnels---------------p.43 II.3.2 Groupes de production frigorifiques à Sorption ------------------p.48

II.3.2.1 Groupes de production de froid à absorptionII.3.2.2 Groupes de production de froid à adsorption


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II.3.3 Le rafraîchissement évaporatif potentialisé par Dessiccation -------p.61 (DEC, Dessiccant Evaporative Cooling)II.3.4 Les autres composants -----------------------------------------p.66

II.3.3.1 Tour de refroidissementII.3.3.2 Le stockage d’eau glacée

II.3.5 Récapitulatif des technologies-----------------------------------p.69

III CONFIGURATIONS GENERALES DES SYSTEMESDECLIMATISATION SOLAIRE THERMIQUE

III.1 Climatisations solaires thermiques autonomes et climatisationssolaires thermiques avec appoint--------------------------------------p.70

III.1.1 Climatisations solaires thermiques autonomesIII.1.2 Climatisations solaires thermiques avec appoint

III.2 Le rafraîchissement évaporatif potentialisé par Dessiccation (DEC,Dessiccant Evaporative Cooling)---------------------------------------p.72

III.2.1 DEC autonome utilisant des capteurs thermiques à air------------p.73

III.2.2 DEC utilisant des capteurs solaires thermiques à eau avec un ballon destockage et un appoint chaud-----------------------------------------p.75 III.2.3 DEC utilisant des capteurs solaires thermiques à eau avec un ballon destockage et un appoint froid------------------------------------------p.78

II.2.3.1 Le groupe frigorifique est intégré dans l’installation comme pompe à chaleurII.2.3.2 Le groupe frigorifique alimente en eau 2 batteries froides

III.2.4 Exemple d’installation (DEC) : L’IHK à Freiburg en Allemagne-----p.81 III.3 Systèmes utilisant des groupes de production d’eau glacée ---p.86

III.3.1 Système autonome de production d’eau glacée utilisant des capteurssolaires thermiques à eau--------------------------------------------p.87 III.3.2 Système de production d’eau glacée utilisant des capteurs solairesthermiques à eau avec un ballon de stockage et un appoint chaud-------p.88 III.3.3 Système de production d’eau glacée utilisant des capteurs solairesthermiques à eau avec un appoint froid--------------------------------p.89 III.3.4 Exemple d’installation (absorption): Le G.I.C.B de Banyuls sur mer enFrance--------------------------------------------------------------p.90 III.3.5 Exemple d’installation (adsorption) : L’usine de cosmétiques SARANTIS àInofita Viotias en Grèce----------------------------------------------p.94

III.4 Bilan des installations en Europe---------------------------------p.96

IV ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX ET ECONOMIQUES--------p.98 DES DIFFERENTES TECHNOLOGIES DE CLIMATISATION

SOLAIRE V PROGRAMMES DE DEVELOPPEMENT ET DE PROMOTIONINTERNATIONAUX

V.1 Le projet CLIMASOL-----------------------------------------------p.108 V.2 La Tâche 25 du programme SHC (Solar Heating and Cooling) del’Agence Internationale de l’Energie----------------------------------p.110V.3 Le programme Européen SACE (Solar AirConditioning inEurope)-----------------------------------------------------------------p.111

CONCLUSION ---------------------------------------------------------------p.112

ANNEXES


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AVANT PROPOS

Je vais dans le présent document, rendre compte du Projet de Fin d’Etudes que j’airéalisé dans l’association HESPUL à Villeurbanne du 2 février au 18 juin 2004 sur l’« ETUDE DE LA PRODUCTION DE FROID DANS LE BATIMENT A L’AIDE DE

PANNEAUX SOLAIRES ».L’objectif de cette étude était de réaliser un état des lieux technologique, mais égalementenvironnemental et économique des systèmes permettant de climatiser des locaux àl’aide d’énergie solaire. Il se devait d’être aussi exhaustif que possible dans le tempsimparti et avec les moyens à disposition, afin que l’association HESPUL ait les donnéesnécessaires pour anticiper et appréhender sereinement le développement souhaitable etinéluctable de cette filière et ainsi en devenir un acteur potentiel.

Il est très important de comprendre que tenter de climatiser des bâtiments avecde l’énergie solaire s’inscrit dans un contexte, dans une démarche cohérente et globaleque je me suis efforcer de faire transparaître dans ce document et en particulier dans sapremière partie.

Il est important de bien saisir les tenants et les aboutissants d’une telle démarche pourainsi l’appréhender dans sa globalité et ne jamais en perdre l’essence.

Même si la notion de « Développement Durable » (satisfaire les besoins des générationsprésentes sans compromettre la possibilité pour les générations à venir de satisfaire leurspropres besoins) est discutable, on pourrait dire qu’elle définit assez bien dans quel cadregénéral la problématique de la climatisation solaire intervient et pourrait ainsi en être sonfil directeur, son objectif implicite et évident.


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INTRODUCTION

Les bâtiments représentent l’un des secteurs les plus consommateurs d’énergie

dans les sociétés industrialisées. En Europe environ 40% de l’énergie primaire estconsommée par les bâtiments. Qu’ils soient à usage commercial, industriel ou privé ilsutilisent de l’énergie pour différentes applications comme le chauffage, la productiond’eau chaude sanitaire, la climatisation , l’éclairage et tous les équipements utilisant del’électricité.

Comme nous allons le voir, durant les dernières décennies, la consommationd’énergie due à la climatisation a dramatiquement augmenté dans la plupart des paysindustrialisés. En 1996 10 000 GWh d’énergie primaire étaient consommés en Europe parles seules climatisations individuelles d’une puissance frigorifique inférieure à 12 kW.Selon des études prospectives réalisées par l’Union Européenne cette valeur devrait êtremultipliée par 4 à l’horizon 2020 pour atteindre 44 000 GWh. Ces estimations neprennent pas en compte les systèmes de climatisation centralisée largement répanduesdans le secteur tertiaire et grands consommateurs d’énergie.

On peut avancer comme principales raisons à cette explosion de la demanded’énergie due à la climatisation, l’augmentation des exigences de confort des personnesmais aussi la tendance architecturale qui consiste à augmenter la proportion de surfacesvitrées de l’enveloppe des bâtiments ou encore la recherche d’optimisation deproductivité des employés par les chefs d’entreprise…

Je vais dans une première partie replacer la problématique de la climatisationsolaire dans son contexte pour aborder ensuite les aspects techniques, environnementauxet économiques des technologies actuelles.


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I PRELIMINAIRES

I.1 Présentation de l’association HESPUL

I.1.1 Historique

Hespul, qui s’appelait il y a encore 4 ans PHEBUS est une association à but nonlucratif. Elle a été à l’origine de l’installation de la première centrale photovoltaïque (PV)connectée au réseau général d’électricité en France (1992). L’installation, initiée etfinancée par des militants fondateurs de l’association s’était faite à proximité dusurgénérateur SUPERPHENIX en symbole d’une alternative vis à vis du programmeélectronucléaire en France.

Pendant qu’en Allemagne, en Suisse et dans les pays nordiques, les solutions alternativesau nucléaire et aux ressources fossiles, notamment le photovoltaïque, l’éolien et le

solaire thermique étaient intégrées aux politiques énergétiques, la France restait dansl’ignorance de ces alternatives et continuait de développer son programmeélectronucléaire. Les initiateurs de cette action sont restés longtemps incompris enFrance …

L’intérêt de l’opération de la première centrale résidait dans la démonstration que celafonctionne, que la production d’énergie électrique – encore en pleine croissance – pouvaitse faire par des moyens que l’on qualifierait aujourd’hui de « durables » (répondre à nosbesoins sans compromettre ceux des générations futures) : malgré son intérêt, lenucléaire n’a pas encore démontré sa capacité à répondre aux problèmes qu’il génère(résidus à longue vie radioactive, démantèlement, risques inhérents à la technologie,etc.).

Depuis cette première centrale PV connectée au réseau, l’association fondée en 1991 amis en route des programmes de disséminations, d’informations, aidés par les instancesde la Commission Européenne dans un premier temps, projets auxquels se sont peu àpeu intéressées les instances régionales puis nationales.

C’est ainsi qu’HESPUL a acquis avec le temps une expérience incomparable en France etest peu à peu devenu la principale référence du photovoltaïque connecté au réseau enFrance, avec un savoir-faire de terrain précis et poussé (les programmes Européens ontpermis de tester et de travailler sur une gamme très large de questions qui se posaientau fur et à mesure du développement des actions de la filière photovoltaïque).

Par ailleurs, les dirigeants d’HESPUL ont su faire avancer avec leurs actions et celles desréseaux actifs du secteur le débat et l’information au sein des institutions en France, cequi a récemment abouti entre autres choses au comblement d’une lacune historiquemajeure en matière à la fois de démocratie et de développement durable : l’ouverture dupremier « débat sur l’énergie » en France par le gouvernement.

I.1.2 Activités

Si le photovoltaïque est le fer de lance d’Hespul, elle élargit aujourd'hui sescompétences dans d'autres domaines des énergies renouvelables.En effet Hespul s’est vu confier par les pouvoirs publics (ADEME et Région Rhône Alpes)

des missions de service public en tant qu’ESPACE INFO ENERGIE du Rhône pour ledéveloppement du « plan bois » et du « plan Soleil ».

http://www.hespul.org/pvtoitsol.htmlhttp://www.hespul.org/pvtoitsol.html


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Hespul s'investit aussi dans le développement de l'efficacité énergétique ; du solairethermique , du biogaz , de la cogénération , de la picohydraulique , du séchage agricoleet alimentaire, du bois énergie , de l'éolien et de la valorisation énergétique de labiomasse.

La structure est au service des entreprises, des collectivités et de tous les particuliers

qui souhaitent répondre à des questions de maîtrise énergétique et électrique, ainsi quede chauffage (en bâtiment, piscine et eau sanitaire). Hespul propose également desanimations scolaires et des formations dans le département du Rhône et participe àdiverses manifestations et activités, en vue de sensibiliser et de promouvoir les énergiesrenouvelables et l'efficacité énergétique.

En tant que coordinateur de plusieurs projets photovoltaïques dans le cadre des IVième ,Vième et VIème Programmes-cadres de Recherche-développement de la Commissioneuropéenne, Hespul a été à l'origine de plus de 300 installations de particuliers,d'entreprises, d'écoles ou de collectivités locales, soit près de 95% du parc français enservice début 2000, alors que les toits solaires se comptent par milliers en Allemagne ouau Japon.

Hespul a ensuite obtenu en décembre 1999 du Ministère de l'industrie la mise en placed'un tarif d'achat de l'électricité photovoltaïque qui règle sous les angles techniques ettarifaires les relations entre les "producteurs" et EDF, gestionnaire du réseau public.

D'une manière générale, l’association continue à mettre en place des projets européenset se place, dans certains cas, comme assistant à maître d'ouvrage. Elle s'adresseprincipalement aux particuliers mais son expérience lui permet désormais d'aider descollectivités locales ou des industriels à monter des projets.

C’est l'une des 11 associations du réseau IERA (Info Énergies Rhône Alpes) ayant pourobjectif le développement des énergies renouvelables et de l'efficacité énergétique. Elle

est spécialisée dans la filière des " micro-centrales photovoltaïques raccordées au réseau" et plus largement dans la production d'électricité " en bout de réseau ", sur les lieux deconsommation.

Hespul est aussi membre actif de nombreux réseaux professionnels et associatifs enFrance et en Europe agissant pour l'avènement d'un système énergétique durable :• membre du C.A. du CLER national (Comité de Liaison des Énergie Renouvelables),• membre du C.A. de la FEE (France Énergie Éolienne), branche française de l'EWEA(association européenne de l'énergie éolienne),• membre fondateur du RAC (Réseau Action Climat), branche française de " ClimateAction Network ", réseau des ONG œuvrant à la prise de conscience des enjeux deschangements climatiques dus à la pollution,• représentant en France d'EUROSOLAR, association européenne de l'énergie solaire,dont le président, Hermann Sheer, a reçu le " Prix Nobel Alternatif " en décembre 1999pour son action en faveur des énergies renouvelables,• membre fondateur de EREF (European Renewable Energy Federation), qui regroupe lesproducteurs indépendants d'électricité renouvelables européens.• membre du C.A. du VAD (Ville et Aménagement Durable)• adhérente de EAF (Électricité Autonome de France)• adhérente de l'ITEBE (Institut Technique Européen du Bois Énergie)

Toutes ces activités aussi diverses que variées mais touchant toutes à la thématique del’efficacité énergétique et des énergies renouvelables sont assurées par une équipe de 17salariés : techniciens, personnel administratif, animateurs scolaires, ingénieurspermettant ainsi à HESPUL d’avoir une approche, une vision et une compétence globale

grâce aux différents niveaux et moyens d’intervention qu’elle possède.

http://www.hespul.org/froid.htmlhttp://www.hespul.org/thermique.htmlhttp://www.hespul.org/thermique.htmlhttp://www.hespul.org/biogaz.htmlhttp://www.hespul.org/cogeneration.htmlhttp://www.hespul.org/hydraulique.htmlhttp://www.hespul.org/capteurs.htmlhttp://www.hespul.org/boisenergie.htmlhttp://www.cler.org/http://www.ewea.org/http://www.rac-fr.org/http://www.rac-fr.org/http://www.ewea.org/http://www.cler.org/http://www.hespul.org/boisenergie.htmlhttp://www.hespul.org/capteurs.htmlhttp://www.hespul.org/hydraulique.htmlhttp://www.hespul.org/cogeneration.htmlhttp://www.hespul.org/biogaz.htmlhttp://www.hespul.org/thermique.htmlhttp://www.hespul.org/thermique.htmlhttp://www.hespul.org/froid.html


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I.1.3 Références

1992Premier toit solaire photovoltaïque raccordé au réseau de France

De 1993 à 1996Proposant principal du programme Thermie

n°SE/00033/93/FR/DE : PHEBUS93 Installation de 21 centrales photovoltaïques raccordées

au réseau (28,8 kWc)


n°SE/00369/95/FR/DE : PHEBUS95 Installation de 41 centrales photovoltaïques raccordées

au réseau (45 kWc)


n°SE/190/97/FR/DE/CH : PHEBUS97 Installation de 126 centrales photovoltaïques raccordées

au réseau (200 kWc) Une installation a été réalisée en ardoises photovoltaïques.

Installation intégrée en toiture de 11 kWc

De 1999 à 2001Suivi détaillé à distance de la centrale photovoltaïque

intégrée en façade de l'OPAC 38 à Echirollesdans le cadre du programme Green Cities

BU/01001/96/DK/ES/IT .

1999-2000sous-traitant du programme PERSEUS

Rédaction d'un guide pratiquepour les futurs utilisateurs de toits photovoltaïques raccordés au réseau.

1999-2002Proposant du programme 5PCRDn°NNE5-1999-00744 : PV-SALSA

Installation de 70 kWc de photovoltaïque raccordé au réseau

1999-2002Membre du consortium français du programme HIP-HIP

Installation de 500 kWc de photovoltaïque raccordé au réseauen vue d'initier une baisse des coûts de production

2002-2003Proposant principale du programme ALTENER

n°4.1030/2/01-055/2001 : PV-DOMSYS Programme de promotion et de formation au photovoltaïque

raccordé au réseau

2002-2003

Sous-traitant du programme 5PCRDn°NNE5-224-2001 : PREDAC


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Programme visant à favoriser le développement des énergies renouvelables etde la maîtrise de l'énergie en Europe. Coordination des sous-programmes

thématiques WP1 (investissement local) et WP6 (photovoltaïque intégré aubâtiment)

2002-2004

Proposant du programme 5PCRDn°NNE5-2001-302 : PV-STARLET

Développement d'une tuile photovoltaïque au niveau européen. Installation de620kWc intégré en toiture en partenariat avec Imérys-Toiture.

2002-2004Proposant du programme 5PCRDn°NNE5-2001-293 : UNIVERSOL

Installation de systèmes photovoltaïques sur des bâtiments à vocationpédagogique (universités, lycées, centre de démonstration...) en Espagne,

France, aux Pays-Bas et en Angleterre pour un total de 700kWc

I.1.4 Déroulement de mon PFE à HESPUL

Le déroulement prévu du PFE était le suivant :

1. Découverte du monde des énergies renouvelables.2. Recherche bibliographique et compréhension des différentes techniques,

des différents systèmes et du petit monde de climatisation solaire engénéral.

3. Réalisation de documents techniques de synthèse.4. Rencontre de différents acteurs de la climatisation solaire.5. Travail sur un projet concret.

La première partie a duré comme prévu 3 semaines. Après ces 3 semaines, adémarré la période préliminaire à toute étude concrète et à tout rapprochement avec lesdifférents acteurs de la climatisation solaire qui correspond donc à la périodebibliographique, de recherche et de compréhension des différents systèmes, techniqueset réalisations.Cette période avait donc 2 objectifs, d’abord recueillir un maximum d’informations afin depouvoir réaliser un document utilisable par HESPUL présentant un état de l’art de laclimatisation solaire. Ensuite de pouvoir appréhender les différentes technologies, saisirles tenants et les aboutissants de ces dernières, bref, me construire un « bagagetechnique » me permettant ainsi de travailler avec d’autres acteurs sur un projet par enparticulier mais aussi afin d’avoir une activité de conseil au sein d’HESPUL.

Cette 2ème

partie s’est concrétisée par la réalisation de documents techniques desynthèse. J’ai pendant cette dernière eu l’occasion de donner un cours en 5ème année GCU(Génie Civil et Urbanisme) à l’INSA de Lyon sur le Froid Solaire et également de réaliserune présentation à l’équipe d’HESPUL de la climatisation solaire.J’ai dans l’étape 4 et 5 tenté de me rapprocher des acteurs français du programmeeuropéen Climasol (Rhône Alpes Energie Environnement, bureau d’étude Tecsol) que jeprésenterai plus en avant. Les échanges ont été très intéressants et enrichissants. Il étaitprévu de travailler avec Tecsol sur l’étude de faisabilité d’une climatisation solaire dans larégion Rhône Alpes dans le cadre du programme Climasol. Ce volet de mon PFE n’a hélaspas pu être réalisé pour des raisons de temps, en particulier au niveau de la disponibilitéde Tecsol mais aussi et surtout du fait que les études de faisabilité viennent de démarrer.J’ai au cours de ce PFE eu la chance de pouvoir participer à de nombreusesmanifestations organisées par HESPUL ou par d’autres. On peut parler en l’occurrence dusalon Primevère à Lyon, des journées sur le « Photovoltaïques raccordé au réseau », des


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visites de sites « panneaux solaires thermiques, chaudières granulé de bois », de la visitede Freiburg en Allemagne : La ville Solaire…

I.2 Les enjeux énergétiques

Il est important de rappeler le contexte énergétique général et sa problématiqueenvironnementale pour bien comprendre l’urgence de la mise en place d’une réellepolitique d’économies d’énergie et de développement des énergies renouvelables. C’estdans ce cadre et dans cette dynamique que doit s’intégrer la démarche cherchant àrafraîchir les bâtiments. On sent donc poindre le fait que la climatisation solaire n’est pasune fin en soi mais, le cas échéant, l’ultime étape d’une démarche cohérente que nousdétailleront plus en avant .Cette succincte partie sur les enjeux énergétiques a vocation à rappeler quelques aspectsde ces derniers afin de présenter le contexte et la problématique dans lesquels s’inscritla démarche de rafraîchissement des bâtiments. Cette partie est loin d’être exhaustive(ce n’est absolument pas son but) mais cherche seulement à fixer quelques idées enguise de préliminaires.

I.2.1 La consommation d’énergie

En matière d’énergie, toutes les prévisions actuelles sont fondées sur l’hypothèseque la croissance économique des années passées va continuer tout au long du 21esiècle. Comme si ...Comme si cette croissance pouvait perdurer à jamais dans le cadre limité de notrebiosphère.Comme si notre consommation d’énergie devait croître indéfiniment, et la productioncorrespondante pouvait indéfiniment suivre !

A l’évidence, ce n’est pas possible..

L’énergie, une richesse inégalement consommée

Aujourd'hui, sur notre planète, la surconsommation la plus débridée côtoie despénuries criantes : un citoyen américain consomme à lui seul 8 tonnes d’équivalentpétrole (tep) par an, alors qu’un habitant du Bangladesh doit vivre avec 40 fois moins. Laconsommation d'électricité est encore plus inégale : 7070 kWh par an et par personne enFrance, contre … 22 kWh seulement en Ethiopie !

Et 40 % de la population mondiale reste tout simplement privée

d’électricité.L’explosion énergétique

La consommation mondiale d’énergie est restée très longtemps stable lorsque l’hommen’utilisait l’énergie que pour sa survie et ses besoins alimentaires.

À partir de 1850 la révolution industrielle a provoqué une augmentation brutale desbesoins en énergie. Celle-ci n'a cessé ensuite de croître de façon explosive sous l'effetconjoint de l'augmentation du niveau de vie et la croissance simultanée de la population.

Actuellement la demande mondiale d'énergie croît de 2 % par an en moyenne. Elle a

tendance à ralentir dans les pays industrialisés, mais augmente dans les pays émergents.


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Et en France, après une période de prise de conscience lors des deux chocs pétroliers, laconsommation d’énergie des ménages est repartie de nouveau fortement à la hausse.

Le spectre de la pénurie nous conduit tout droit et tout simplement à la guerre pour lecontrôle des ressources, marginalisant encore un peu plus les plus pauvres.

I.2.2 Énergie et pollution

La consommation d’énergies fossiles est une des principales sources de ladégradation de l'environnement.

L’usage massif de ces combustibles a déjà commencé à dérégler l’effet de serre,ce garant si fragile de notre survie. Ce dérèglement menace déjà notre climat : la Terrevient de vivre depuis 1990 neuf de ses années les plus chaudes. L’accroissement del’effet de serre est une réalité, et ses effets, à la lumière des travaux les plus récents,risquent d’atteindre des seuils aux conséquences irréversibles.

Les gaz qui augmentent l'effet de serre (CO2, NOx, SO2) sont principalement issus dela combustion des carburants fossiles et de l'activité industrielle.

Les pluies acides sont une forme de pollution atmosphérique causée par les oxydes desoufre et les oxydes d'azote. Ces gaz, principalement issus des usines et desautomobiles, acidifient les nuages et retombent sous forme de pluies qui affectentgravement les écosystèmes.

Les déchets nucléaires issus de la production d'énergie atomique représentent unrisque sans précédent pour les générations à venir, certains restant en activité pendantdes milliers d'années. À l'heure actuelle, aucune solution n'a été trouvée pour lesretraiter de façon satisfaisante. Ni l'enfouissement ni le stockage ne peuvent êtreconsidérés comme durablement fiables.

La déforestation à des fins de production d'énergie est une des principales causes de ladésertification des sols. En plus des grandes famines qui en résultent déjà,l'accroissement démographique rend extrêmement préoccupante la perte de terresproductives au profit du désert.

I.2.3 Des ressources limitées et épuisables

Au rythme actuel de notre consommation, de quelles ressources énergétiquesdisposerons-nous demain ? Le pétrole sera la première source d’énergie à s’épuiser vers2040, dans moins de deux générations … L'uranium et le gaz naturel n'atteindront pasles années 2075. Le charbon est plus abondant, mais ses réserves utiles ne dépassentpas deux ou trois cents ans. Enfin les difficultés de la surgénération et de la fusionnucléaire montrent que la perspective de disposer à court terme d’une énergie abondanteet quasi-gratuite reste pour l’instant un mythe.

Seule l'utilisation de toutes les formes d'énergies renouvelables (solaire, éolien,hydraulique, bois et biomasse) et une augmentation de l’efficacité énergétiquepermettront d'éviter de piller définitivement notre planète pour nos seuls besoinsimmédiats.


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I.2.4 La réponse : Economies d’énergie et énergiesrenouvelables

Inégalités criantes, croissance non contrôlée de la consommation, augmentation desatteintes à l'environnement, gaspillage de ressources fossiles limitées …

En matière d'énergie, l'état des lieux est accablant.

Or nous continuons à produire et à consommer toujours plus en ayant, commel'autruche, la tête douillettement enfoncée dans le sable : les générations à venir nousregarderont comme de redoutables gaspilleurs, doublés d'insouciants pollueurs laissant ànos descendants le soin de s'occuper de nos déchets.

Est-ce inévitable ?

De nombreuses réponses existent, simples, de bon sens, immédiatement applicables partous. Par exemple, le seul fait de concevoir une habitation en tenant comptecorrectement de l'orientation (et donc de l'ensoleillement) diminue de 15 à 30 % lesbesoins de chauffage, et donc la consommation d'énergie.

Autre exemple : remplacer une classique ampoule de 100 W par une lampe basseconsommation de 20 W revient à utiliser 5 fois moins d'énergie pour assurer un mêmeniveau d'éclairage. La puissance électrique nécessaire est ainsi réduite de 80 W.

En d'autres termes, le remplacement de cette lampe génère "80 Watts en moins" : onparle alors de "production de négawatts ".

Ce concept de Négawatt a été développé par l’association négaWatt composée d’ unevingtaine d'experts et de praticiens, tous impliqués à titre professionnel dans la maîtrisede la demande d'énergie ou le développement des énergies renouvelables. Elle a élaboréun scénario énergétique « négawatt » à 2050 basé sur un concept simple. Elle l’aappliqué à tous les usages de l’énergie dans notre pays afin d’élaborer ce scénario et depouvoir le comparer a un scénario dit « tendanciel ».

Ce concept, déjà présenté de manière plus ou moins explicite dans les pages précédentesest le suivant :

http://www.negawatt.org/compagnie/compagnie.htmhttp://www.negawatt.org/compagnie/compagnie.htmhttp://www.negawatt.org/compagnie/compagnie.htmhttp://www.negawatt.org/compagnie/compagnie.htm


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Sobriété

La sobriété énergétique consiste à supprimer les gaspillages absurdes et coûteux à tousles niveaux de l’organisation de notre société et dans nos comportements individuels. Lasobriété n’est ni l’austérité ni le rationnement : elle répond à l’impératif de fonder notre

avenir sur des besoins énergétiques moins boulimiques, mieux maîtrisés, plus équitables.Elle s’appuie sur la responsabilisation de tous les acteurs, du producteur au citoyen.

Efficacité

L’efficacité énergétique consiste à réduire le plus possible les pertes par rapport à laressource utilisée. Le potentiel d’amélioration de nos bâtiments, de nos moyens detransport et des appareils que nous utilisons est en effet considérable : il est possible deréduire d’un facteur 2 à 5 nos consommations d’énergie et de matières premières à l’aidede techniques déjà largement éprouvées.

Renouvelables

Les actions de sobriété et d’efficacité réduisent nos besoins d’énergie à la source. Lesolde doit être fourni à partir d’énergies renouvelables issues de notre seule ressourcenaturelle et inépuisable : le Soleil. Bien réparties, décentralisées, ayant un faible impactsur notre environnement, les énergies renouvelables (solaire, hydraulique, éolien,biomasse) sont les seules qui permettent d’équilibrer durablement nos besoins enénergie avec les ressources de notre planète : pourquoi retarder notre mise en marchevers un équilibre aussi vital ?

On trouve en annexe, 3 documents élaborés par l’association négawatt :

- « L’APPEL négaWatt pour un avenir énergétique sobre, efficace etrenouvelable »

- « LE MANIFESTE négaWatt pour un avenir énergétique sobre, efficaceet renouvelable »

- « Le scénario négaWatt »

Il serai très intéressant de les consulter à ce moment de la lecture du rapport car ils sontfondamentaux pour bien comprendre les enjeux énergétiques mais aussi pour voir dansquelle dynamique et démarche s’inscrivent les multiples actions d’HESPUL.

I.3 La climatisation : Enjeux et Risques

Il est intéressant, après avoir défini le cadre général de la problématiqueénergétique, de traiter maintenant le point particulier qu’est la climatisation. C’est à direson développement, les risques de ce dernier et pourquoi est ce un danger. Tout cecinous permettant de comprendre encore un peu plus tout l’intérêt d’appliquer la démarchenégaWatt au rafraîchissement des bâtiments. Cette déclinaison de la démarche négaWattincluant, comme nous le verrons, la climatisation solaire comme 3ème et dernière mesure,le cas échéant.


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I.3.1 La Climatisation aujourd’hui

PANORAMA DE LA CLIMATISATION DANS LE MONDE

Le marché mondial

Le marché mondial de la climatisation est toujours en expansion et a été estimé à39,7 millions d'appareils vendus en 2000. Ce résultat se répartit entre 29,9 millionsd'unités RAC (Room Air Conditioners, c'est à dire climatiseurs individuels) et 9,8 millionsd'unités CAC (Central Air Conditioners, c'est à dire climatisation centralisée). Le marchéAméricain reste le premier avec 13,2 millions d'unités vendues en 2000 avec unecroissance de 3,1%. Le marché Chinois explose avec 9,2 millions d'unités vendues. Lemarché Japonais a connu une croissance de 9% entre 1999 et 2000, passant ainsi à 7,7millions d'unités vendues en 2000. En 2000, le marché mondial de la climatisation étaitestimé à 35 milliards de US$.

Marché mondial de la climatisation (en volume) en 2000

Le taux d'équipement en climatisation dans le monde

Les climatiseurs sont plus répandus dans le secteur tertiaire. Le taux d'équipement enEurope est très en deçà des valeurs des autres pays de l'OCDE (100 % au Japon et 80 %aux Etats-Unis). Ceci en fait donc un terrain à conquérir pour tous les fabricants,

en effet le potentiel y est énorme.

PAYS TERTIAIRE RESIDENTIEL

Japon 100% 85%

Etats-Unis 80% 65%

Europe 27% 5%

Taux d’équipement en climatisation dans le monde en 1997


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Dépense annuelle consacrée à la climatisation dans le monde

Dépense annuelle consacrée à la climatisation

PANORAMA DE LA CLIMATISATION EN EUROPE

Le marché européen de la climatisation individuelle et centralisée

Le marché de la climatisation centralisée croît fortement en Europe depuis plusieurs

années. Dans l'étude EECCAC (Energy Efficiency and Certification of Central AirConditioners) , la croissance de la surface climatisée par des installations centralisées aété estimée en Europe entre 1980 et 2000.

Augmentation de la surface climatisée par des installations centralisées entre 1980 et2000 en l'Europe

http://www-cenerg.ensmp.fr/francais/themes/syst/html/#A4http://www-cenerg.ensmp.fr/francais/themes/syst/html/#A4


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Cette croissance est en partie reliée au développement des immeubles de bureaux, cequi explique la plus forte croissance dans des pays d'Europe centrale (Allemagne) qu'auPortugal et en France.

Augmentation de la surface climatisée centralisée par pays entre 1980 et 2000

Aujourd'hui, l'Italie et l'Espagne représentent à elles seules plus de 50% du marché (entermes de surface climatisée).

La répartition de la climatisation centralisée par secteur d'activité dans les pays ayant

des statistiques montre la prédominance des immeubles de bureaux.

Répartition de la climatisation centralisée par secteur d'activité dans quelques pays

d'Europe

L'étude EECCAC présente également la répartition des différentes techniques declimatisation, centralisée et individuelle, dans les secteurs tertiaires et résidentiels.


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Systèmes de distribution par pays

A partir du nombre reconstitué de systèmes de distribution à air (centrale de traitementd'air) et à eau (ventilo-convecteurs), la répartition du marché par pays a été établie. Lepourcentage de systèmes de distribution à eau est égal au nombre d'installations avecune distribution du froid par le vecteur eau divisé par le nombre d'installations total.

Pourcentage des systèmes de distribution à eau par rapport au total par pays de l'UE en

1998

I.3.2 Les perspectives

Evolution du marché en Europe

Les extrapolations sont fondées sur les données de 1998 et les tendances constatées auniveau national dans chaque pays d'Europe.

Evolution de la surface climatisée en Europe à l'horizon 2010 et 2020


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Evolution du stock par pays à l'horizon 2010 et 2020

L'évolution par secteur d'activité a aussi été extrapolée dans le cadre de l'étude EECCAC.

Evolution du stock par secteur d'activité

I.3.3 Les conséquences et les risques d’une« Surclimatisation »

Comme nous l’avons vu précédemment, l’Europe de part son faible nombred’installations en comparaison des Etats unis et du Japon est un « marché » très convoitépar les industriels car il possède un très fort potentiel de croissance, et ce, comme lemontrent les études prospectives.


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Ces études prospectives de part le moment où elles ont été réalisées ne prennent pas encompte ce que l’on pourrait appeler l’effet « CANICULE 2003 ». Comme on le voit en cemoment les ventes pour cet été explosent que ce soit pour les climatisations individuellesou centralisées. De nombreux fabricants sont a la limite de la rupture de stock et lesdélais de livraison sont de plus en plus importants.Cette augmentation fulgurante du nombre de climatisation en France et en Europe ne va

qu’amplifier de manière dramatique les 2 principaux inconvénients qui caractérisent laclimatisation conventionnelle. C’est à dire :

- Son importante consommation d’énergie- L’utilisation de fluides frigorigènes ayant un fort impact

environnemental

La consommation d’énergie

La climatisation dévore beaucoup d’énergie souvent produite à partir de sourcesd’énergie polluante. Selon un étude réalisée par l’ADEME (Agence de l’Environnement et

de la Maîtrise de l’Energie), lors d’un été « normal », les climatiseurs accroissent laconsommation d’énergie de quelques 2000 kWh pour une période de trois mois pour unepetite surface (45 m2).

Sur ces courtes périodes d’utilisation, ces appareils mettent et menacent de mettre lessystèmes de production d’électricité à rude épreuve.De fait, si la tendance actuelle se poursuit, l’Europe devrai connaître pour l’été 2020 unepointe de puissance électrique en plus des autres utilisations de 35 GW vers 19 h contre20 GW en milieu d’après midi. Or 35 GW représente grossièrement 35 tranchesnucléaires (il y en a en tout et pour tout 135 en Europe). On retrouve déjà de tellesproportions en région PACA où en période estivale, au plus chaud de la journée, 40% del’énergie électrique consommée l’est par les systèmes de climatisation. La température

maximale, en Europe, l’été, est à 17–18 h.On a pu observé que la canicule 2003 a eu un impact très significatif sur la consommationd’électricité : à Genève, on a constaté une augmentation d’appel de puissance de 8 MWpar degré supplémentaire sur un total de 300 MW.

Pour assurer la fourniture en électricité durant ces pointes, il faudrait disposer dela capacité à générer de l’électricité pour les couvrir même si elles ne sont pasnécessaires le reste du temps. En outre, les fortes chaleurs font énormément souffrir lafilière électrique: les barrages manquent d’eau et les centrales nucléaires peinent à serefroidir. Reste l’option des centrales thermiques à combustibles fossiles émettrices degaz à effet de serre. Et quand la capacité de production électrique n’est pas suffisante,surviennent alors les délestages et les coupures de courant par secteur.

On se rappelle de la grande canicule qui frappa Chicago en 1995. En effet après quelques jours d’alerte météo durant lesquelles les habitants dévalisèrent les magasins declimatisation, la consommation d’électricité a atteint un niveau qui a vite excédé lescapacités de la compagnie d’électricité. Apparues dès le 13 juillet, les pannes serépétèrent les jours suivants. Le vendredi 15, deux grands transformateurs disjonctent enmoins d’une heure. Des quartiers entiers se retrouvent sans électricité parfois durant 2

jours.En France, les pannes à répétition sur les lignes des TGV durant l’été 2003 le prouvent :en cas de forte chaleur, les corps humains ne sont pas les seuls à souffrir. Tous lesappareils peinent à maintenir leur fonctionnalité normale. Et c’est justement au momentoù les intempéries rendent les conditions de gestion du système de production etd’acheminement de l’électricité très difficiles que les climatiseurs sont et seraient utilisés

de façon massive. D’une manière générale, les systèmes de production etd’acheminement de l’électricité ne sont pas infaillibles. Les gigantesques pannes à New


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York et en Italie en 2003 sont venues utilement rappeler cette évidence au grand publicet aux responsables politiques.

Les fluides frigorigènes utilisés

Les fluides frigorigènes utilisés dans les cycles thermodynamiques frigorifiquesutilisant une compression mécanique sont de redoutables gaz à effet de serre. Cesproduits commercialisés sous des noms divers (Fréon, Forane, Iscéon…) sont classés engroupes selon leur composition chimique.

On distingue les CFC (R 12, R 11, R 502…), les HCFC (R 22…), les HFC (R 134 A, R 407 C,R 410 A).Les CFC et, dans une moindre mesure, les HCFC ont un rôle important dans la destructionde la couche d'ozone qui, si elle se poursuivait, pourrait menacer la vie sur la terre.Tous ces gaz, y compris les HFC, contribuent par l'accroissement de l'effet de serre auréchauffement global et au changement climatique.

Pour remédier à ces problèmes, des accords internationaux ont été conclus et lesétats signataires doivent prendre les mesures adéquates pour les faire respecter.Deux principaux indicateurs existent pour caractériser l’impact environnemental d’unfluide frigorigène :

- Le GWP (Global Warming Potential) : Il caractérise la contribution dufluide à l’effet de serre. Sa valeur correspond à l’équivalent massique enCO2 qui permettrai d’obtenir la même augmentation d’effet de serrequ’avec 1kg du fluide frigorigène considéré.

- L’ODP (Ozone Depletion Potential) : Il caractérise les dommages causésà l’atmosphère par le fluide considéré. Sa valeur est relative à l’ODP du

R-11 qui est un CFC maintenant interdit et dont la valeur référenced’ODP a été arbitrairement prise égale à 1.

Aujourd’hui les principaux fluides utilisés dans les climatisations neuves sont le R-134A (GWP=1300, ODP=0) , le R-407C (GWP=1610, ODP=0), le R-410A (GWP=1725,ODP=0) qui sont tous 3 des HFC. Il existe évidemment de nombreuses installationsutilisant des HCFC et en l’occurrence du R-22 (GWP=1725, ODP=0,05). A titre decomparaison un CFC comme le R-11 interdit à la production depuis 1995 avait lescaractéristiques suivantes : GWP=4000, ODP=1.

Depuis le 1er juillet 2002, aucune climatisation contenant des HCFC ne peut être mise surle marché.

Après le 1er

janvier 2010 aucun HCFC neuf ne pourra être utilisé en maintenance desystème.Après 2015 aucun HCFC recyclé ne pourra être utilisé en maintenance de système.

Les fuites de frigorigène sont inhérentes à la marche de l’appareil. Circuits, joints ettuyaux souples laissent échapper ces gaz frigorigènes. De plus les appareils sont encorerarement recyclés et le fluide, qui finit souvent en décharge occasionne de nouvellesfuites dans l’atmosphère.

Autrement dit, il n’y a sans doute pas de meilleur moyen de renforcer lechangement climatique que d’installer partout la climatisation pour lutter contrel’un de ses symptômes les plus spectaculaires.


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I.4 La démarche négaWatt appliquée à la demandede froid dans le bâtiment

Cette démarche négaWatt que l’on a présenté précédemment est applicablecomme on l’a vu à la problématique de l’énergie en générale mais on peut également

l’appliquer et la décliner aux problématiques énergétiques particulières comme parexemple le rafraîchissement des bâtiments.

I.4.1 Sobriété : Modération des exigences de confort d’été

On a l’habitude de définir le « confort thermique » comme L’EQUILIBRE ENTRE L’ÊTREHUMAIN ET L’AMBIANCE.

La température du corps étant d’environ 36,7°C donc généralement supérieure àla température de l’ambiance, un équilibre doit être trouvé afin d'assurer le confort del'individu.

Pour atteindre cet équilibre l’homme possède des mécanismes de régulation quiadaptent ses pertes de chaleur aux conditions thermiques de l’ambiance.Le « confort thermique » dépend de l’équilibre existant entre ces grandeurs. L’homme sesent bien si les échanges de chaleur s’effectuent ni trop vite, ni trop lentement. Un tropgrand déséquilibre entre l’être humain et l’ambiance impliquera d’importants échangesthermiques sources d’inconfort.On dit généralement que l’ampleur de ces échanges, donc la sensation de confort oud’inconfort, dépend de 6 paramètres :

Paramètres de l’ambiance thermique

Température de l’air ambiant (Ta) : Elle doit être homogène dans L’espace et dans letemps, c’est à dire dans la pièce mais aussi entre le jour et la nuit et entre l’été etl’hiver.

Vitesse de l’air (Va) : Elle influence les échanges de chaleur par convection.

Température des parois (Tp) : Les parois froides émettent, comme les vitrages, unrayonnement froid source d’inconfort.

On souhaite que Ta-Tp < 3°C

Modération des exigences de confort d’été

Augmentation de l’efficacité énergétique dubâtiment vis à vis des surchauffes estivales :Rafraîchissement passif/architecture bioclimatique

Climatisation Solaire


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Humidité (HR ou ϕ ) : Rapport exprimé en pourcentage entre la quantité d'eaucontenue dans l'air à la température Ta et la quantité maximale d'eau pouvant êtrecontenue dans l’air à cette même température.

On souhaite que 30% < ϕ < 70%

Paramètres individuels

Métabolisme : C’est la production de chaleur interne au corps humain permettant de

maintenir celui-ci autour de 36,7°C. Il est fonction de l’activité du sujet. Exemple :Sommeil = 75 W, Assis au repos = 110 W, Gymnastique = 360 W.

Habillement : Il représente une résistance thermique aux échanges de chaleur entre lasurface de la peau et l'environnement. C’est l’équivalent de l’isolant pour une maison.

Généralement on évalue le confort thermique de 2 manières :

Evaluation simplifiée : On calcule la température résultante sèche (TRS) : TRS = (Ta +Tp)/2Cette dernière défini plus précisément le confort car elle prend en compte en plus de Ta,

Tp. On compare ensuite cette température à une fourchette dite de confort.Evaluation approfondie : On détermine des zones de confort thermique (zone où lavariation de sensation de confort thermique est faible) en utilisant l'indice de vote moyenprévisible (PMV) et le pourcentage prévisible d'Insatisfaits (PPD) pour une ambiancedonnée. Ces 2 indices sont obtenus par sondage d’un groupe d’individus. Le PMV graduede –3 (très froid) à +3 (très chaud) la sensation thermique. Le but est d’obtenir un PMV= 0 (neutre) pour un PPD le plus faible possible.

Il existe une norme développant une méthode utilisant les paramètres précédents pourdéfinir ces zones de confort standards.


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Zone 1 : à éviter vis-à-vis des problèmes de sécheresse.

Zone 2 et 3 : à éviter vis-à-vis des développements de bactéries et de micro-champignons.

Zone 4 : Polygone de confort hygrothermique

On peut cependant face à cette analyse cartésienne du confort, émettre des réserves etse poser alors plusieurs questions :

En matière d’habitat, les notions de confort sont elles réellement mesurables ?

Peut-ont en donner des indicateurs valables ?Ont-ils la même signification pour tous ?

En effet, d’autres paramètres entrent en jeu comme :

- Les sensibilités personnelles (age, sexe, vécu, état psychologique …)- Les habitudes culturelles (La zone de confort d’un anglais se situe entre 14,5°C et21°C, celle d’un américain entre 20°C et 26°C et celle des habitants des régionstropicales entre 23°C et 29,5°C …)- Les autres perceptions sensitives (l’espace, la luminosité, la vue d’un feu, d’un étang,un environnement sonore évocateur …)

En tentant d’intégrer ces facteurs plus globaux on ne parle alors plus de « confortthermique » mais de BIEN ÊTRE THERMIQUE qui se veut plus globale et plus flexibleque la notion de confort.

Exemple de résultats obtenus du PPD (pourcentageprévisible d’insatisfaits) en fonction de la températurede l’air et de l’activité. Le point le plus bas de chaquecourbe correspond à la température pour laquelle, enfonction de l’activité , il y a minimum d’insatisfaits.

C’est donc la température recherchée.

Le diagramme de l’air humide (ci-contre) permet de faire figurer lesgrandeurs caractéristiques de l’airhumide à pression atmosphériquedans diverses conditions detempérature et d’humidité.

Il est essentiellement utilisé lorsde la conception desclimatisations et centrales detraitement d’air.


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Finalement, confort et bien-être sont deux concepts qui apparaissent comme trèssubjectifs. Dans la recherche de ces notions complexes, le couple, habitant(s)/habitat (etnon machine thermique/conditions climatiques complètement définies) ne doit en aucuncas être dissocié comme on le voit de nos jours.

On pourrait même dire que c’est dans cette uniformisation et standardisation du

confort (comme du goût…) que se trouve la source principale d’inconfort et de mal être.On peut citer une enquête nationale réalisée en 1996-1997 par la Société de

Médecine du Travail d'Ile-de-France et le LHVP (laboratoire d'hygiène de la ville de Paris) pour étudier l'impact de la climatisation sur 4 500 personnes travaillant dans plus de 80bâtiments différents.Les résultats sont édifiants ; 63 % des personnes sont insatisfaites de la qualité de l'airdans une ambiance climatisée contre seulement 44 % lorsque la ventilation est manuelle.1 personne sur 2 se plaint de problèmes de santé (maux de tête, nez, gorge, vue...) avecla clim et deux fois moins lorsqu'elle n'est pas présente. Plus surprenant : la températureest jugée insatisfaisante pour 56 % des personnes travaillant dans des bureaux climatiséscontre seulement 32 % pour ceux qui ouvrent les fenêtres...

De plus une telle standardisation du confort et donc des exigences des usagers(En 30 ans, la chercheuse britannique Elizabeth Shove constate que la températuremoyenne dans les foyers est passée de 17 à 21 °C sans être certain que le bien-être yait forcément été amélioré) mène et mènera à des surconsommations et des pics dedemande en énergie :

En hiver (chauffage) et en été (Climatisation)

L’habitat ne devrait pas être appréhendé, comme c’est souvent le cas, tel un biende consommation standard, uniformisé pour ni ne plaire, ni ne déplaire mais il doit

justement intégrer tous les facteurs personnels et culturels des habitants qui rendrontpropices leur épanouissement et leur bien-être.

I.4.2 Efficacité : Rafraîchissement passif/architecturebioclimatique

Les techniques passives de maîtrise des températures sont aujourd’hui largementsous-utilisées dans les bâtiments tertiaires, et des erreurs de conception des bâtimentsconduisent souvent à des surchauffes très inconfortables pour les occupants. L’attitude laplus fréquente consiste à compenser ces erreurs de conception par une climatisationclassique.

On peut citer d’ailleurs, à titre d’exemple, le cas d’un immeuble situé à Genève.Cet immeuble, composé de 7 niveaux et de 6000 m2 de surface présente une surchauffeen période estivale génératrice d’inconfort. La fédération internationale des syndicats dela métallurgie qui possède ce bâtiment construit dans les années 1960, occupe un étage.Diverses sociétés louent les autres étages. Fortement vitrées, les façades sontconstituées de fenêtres basculantes avec un double vitrage et un store à lamelles intégréentre les 2 vitres. Tous les occupants se plaignent de la chaleur durant la saison d’été.

Contacté en 1995 pour faire baisser la température en saison chaude, un bureaud’ingénieurs préconise la climatisation intégrale du bâtiment. Il propose 3 variantes, pourdes coûts allant de 2,3 à 3 millions d’euros. La puissance frigorifique nécessaire, del’ordre de 300 kW et l’installation impliqueraient des travaux très lourds et invasifs dansle bâtiment.

La FISM juge cette proposition trop chère à l’investissement et au fonctionnement.Et, par crainte des courants d’air, d’avoir à supporter trop d’air frais et de ne pouvoirouvrir les fenêtres, elle inspire la méfiance à plusieurs occupants. Aussi, avant de déposer


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la demande d’autorisation cantonale obligatoire pour installer la climatisation, la FISMcontacte l’Office cantonal de l’énergie qui lui conseille de faire réaliser un étude pluscomplète, avec un diagnostic et des propositions globales d’amélioration, comme l’indiquela législation. La FISM confie alors un mandat au centre universitaire d’études desproblèmes d’énergie (CUEPE).

Au cours de l’été 1998, le CUEPE effectue des mesures de températures et de flux

d’énergie dans plusieurs bureaux aux 3ème et 5ème étages et réalise une série desimulations numériques qui conduisent à plusieurs conclusions.

La pire situation règne dans les bureaux orientés sud et ouest. Dès que latempérature atteint 24°C à l’extérieur, elle dépasse systématiquement la valeur limite de28°C de la norme SIA (Société des Ingénieurs et des Architectes) à l’intérieur. En raisonde la forte chaleur durant l’été 1998, il lui arrive même de flirter avec les 35°C.Bénéficiant pourtant le matin de l’ombre partielle du bâtiment adjacent, les bureauxorientés nord-ouest excèdent eux aussi les 28°C lorsque la température extérieure sesitue entre 28°C et 30°C. Enfin les températures des vitrages intérieurs atteignent voiredépassent 45°C plusieurs heures par jour, rendant très inconfortable la place de travail àproximité.

Des simulations détaillées montrent que l’apport principal de chaleur se fait par les

fenêtres, la protection solaire du store à lamelles entre les 2 vitrages n’empêchant pasl’effet de serre derrière la première vitre. Facteur aggravant, la surface vitrée estimportante : 4m2 de vitrage pour un bureau d’une surface de 17m2. En revanche, lesgains de chaleur internes sont faibles : en général, une seule personne occupe chaquebureau et elle travaille sans éclairage et avec peu d’appareils électriques en marche, misà part un ordinateur.

La FISM mandate alors le bureau d’architectes Zufferey pour développer un projetde stores extérieurs afin d’occulter 90% du rayonnement solaire. Le CUEPE simule lessolutions du bureau Zufferey. Celle qui est retenue consiste à poser des stores à lamellesorientables en extérieur sur un rail de guidage d’aluminium intégrés sur des montantsverticaux déjà existants. Avec cette solution très simple, les travaux ont entièrement eulieu à l’extérieur du bâtiment et chacun peut ouvrir la fenêtre de sa convenance, en

particulier le soir pour profiter de la ventilation nocturne. De plus, la fermeture etl’inclinaison des stores sont télécommandés de façon centralisée et individuelle.Au bilan, cette solution épargne de 50 000 à 100 000 kWh d’électricité par an. Son

coût à l’investissement est de 2,5 à 3 fois moins cher que celui du système declimatisation prévu initialement, soit 1,06 millions d’euros.

Les travaux sont réalisés au cours du printemps 2000. Des mesures relevéesdurant l’été suivant démontrent que la température des bureaux reste en dessous de 27°C jusqu’à une température extérieure de 30°C. Lorsque la température extérieuredépasse 34°C, la température monte à 30°C dans certains bureaux. Une baisse detempérature systématique est comprise entre 3°C et 5°C sur toute la période desmesures. Ces valeurs confirment les simulations du CUEPE.En cas de nécessité, il reste possible d’installer une climatisation. Mais grâce à la forteréduction des apports solaires, elle sera beaucoup plus simple, beaucoup moins cher(environ 350 000 euros) en consommera 5 fois moins d’électricité dans le cas d’uneclimatisation conventionnelle.

Cette exemple illustre parfaitement l’idée de rendre efficace le bâtiment avant devouloir le climatiser. Et si cela est vraiment nécessaire après les différentes mesuresprises pour favoriser le rafraîchissement passif et la protection du bâtiment vis à vis desapports solaires alors on peut envisager la climatisation qui sera largement moinscoûteuse aussi bien à l’investissement qu’en fonctionnement. Ceci pour une climatisationdite conventionnelle.

Climatiser un bâtiment sans agir sur l’enveloppe équivaut à le chauffer sans l’isoler, bref une ABERATION !


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Toujours pour citer la Suisse, les installations fixes de climatisation dans ce payssont soumises à autorisation. En effet, la climatisation ne peut être installée que lorsqu’ila été prouvé que les besoins de froid restant n’ont pu être pris en charge ni par desmesures constructives, ni par des mesures d’exploitation. Le projet doit d’autre partprésenter certaines garanties quant à ses performances énergétiques.

Cette stratégie de maîtrise des besoins de froid est très importante dans le cadred’un projet de climatisation classique, elle l’est encore plus pour une climatisation solaire,le coût à l’investissement étant beaucoup plus important.

De nombreuses techniques passives ou semi-passives de maîtrise des températuresexistent. Ces techniques concernent :

- La conception du bâtiment- La gestion du bâtiment

Elles visent à :

- Minimiser les apports de chaleur internes et externes- Evacuer les apports de chaleur

Pour cela, on va chercher à optimiser :

- les apports internes- orientation du bâtiment et des ouvertures- les protections solaires- l’isolation- inertie thermique- la ventilation

Les apports internes

Les apports internes dans le tertiaire concernent essentiellement :- les occupants (60 W à 100 W par personne)- le matériel bureautique- l’éclairage- les autres équipements électriques (machines diverses)

Lorsque les températures extérieures sont supérieures aux températures intérieures,l’évacuation des apports internes de chaleur est difficile sans climatisation, et

énergétiquement coûteux avec climatisation. Il faut donc chercher à les minimiser parl’utilisation d’équipements performants du point de vue énergétique :- matériel bureautique à faible consommation- éclairage basse consommation- équipements performants

L’orientation du bâtiment et des ouvertures

L’orientation du bâtiment et des surfaces vitrées doit tenir compte de différentsparamètres :- La course du soleil est très différente en hiver et en été sous nos latitudes

- Les rayonnements perpendiculaires aux vitrages pénètrent dans le bâtiment- Les rayonnements presque parallèles au vitrage sont réfléchis.

http://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#prohttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#inehttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#venhttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#apphttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#orihttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#orihttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#apphttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#venhttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#inehttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#isohttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#prohttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#orihttp://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#app


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Si on analyse les apports solaires globaux (directs + diffus) transmis à travers un vitragevertical en fonction de l ’orientation, pour une latitude 45°, pour les différents mois del’année, on obtient les résultats suivants :

- Les ouvertures nord minimisent les apports solaires en été, mais aussi en hiver. Ellesne captent pratiquement que le rayonnement diffus.

- Les ouvertures est et ouest conduisent à des apports solaires d’été très élevés. Lesouvertures ouest sont particulièrement à éviter, car les apports ont lieu dans l’après-midi, lorsque les températures extérieures et intérieures sont les plus fortes.

- Les ouvertures sud conduisent à des apports solaires d’été limités, alors que les apportsen période de chauffe sont intéressants. Cette configuration peut encore être amélioréepar des protections de type casquette.

Les protections solaires

Il existe 3 grandes familles de protections solaires : Les protections fixes, lesprotections mobiles et les protections végétales.

http://www.rhonalpenergie-environnement.asso.fr/climasol/fr/#pro


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Les protections fixes

Elles sont constituées par des masques architecturaux tels que des casquettes,debords de toit, auvents, brises soleils… Ils permettent, de part la course du soleil plushaute en été qu’en hiver, de limiter ces apports directes en période estivale et ce, sansles occulter en période hivernale.

été mi-saison hiver

Les protections mobiles

Elles sont constituées de stores vénitiens, volets, stores enroulables…

Les protections végétales

Elles sont constituées par des arbres à feuilles caduques. Elles permettent en plus del’occultation, le rafraîchissement de l’air par évapo-transpiration.

On peut également se protéger des apports solaires, en optimisant les vitrages etce, avec l’utilisation de verres sélectifs, de verres réfléchissants, de films réfléchissantsetc …

Le pourcentage total d’énergie transmis au travers d’une paroi (simple oucomposée), à l’intérieur du local est appelé facteur solaire (FS) de la paroi. On définirasouvent le facteur solaire d’un ensemble protection solaire + vitrage. Dans l’exemple ci-dessus, le FS est de 0,86. Lorsque l’on utilise un double vitrage avec une protection

solaire fixe, on peut obtenir des FS compris entre 0,05 et 0,2.

Lorsque le rayonnement solaire est intercepté par une paroi,une partie de l’énergie incidente est directement réfléchie(RE) vers l’extérieur, une partie est directement transmisevers l’intérieur (TEdirect) et une partie est absorbée (AE) parle matériau. Ce dernier s’échauffant, cette énergie seraréémise d’une part vers l’extérieur et d’autre part versl’intérieur.


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L’isolation

Une bonne isolation des parois opaques et des surfaces vitrées (double vitrageperformant) est fondamentale non seulement en hiver pour éviter les pertes thermiques,mais aussi en été pour éviter les apports externes par conduction.

L’ inertie thermique

L’inertie thermique d’un bâtiment mesure sa capacité à emmagasiner de la chaleur pourune faible élévation de température.

Les matériaux lourds de la construction tels que béton, brique, pierre, etc. ont une

grande capacité à stocker de la chaleur. Le rayonnement solaire irradiant une paroi debrique ou de béton est, en partie, absorbé par celui-ci, transformé en chaleur etaccumulé en son sein.

Cette paroi peut aussi prendre de la chaleur à de l'air plus chaud qu'elle.La chaleur sera restituée dès que la température de l'air environnant est plus basse quecelle de la surface du matériau (par convection) ou/et dès que la température de surfaced’objets avoisinants descend en-dessous de celle de la paroi en question (parrayonnement).

Cette capacité des parois à accumuler de la chaleur, puis à la restituer représentecomme on l’a dit, l'inertie thermique du bâtiment.

L'inertie thermique répartit donc les apports de chaleur dans le temps et permet ainsid'éviter les surchauffes à l’intérieur du bâtiment en été.

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Dans un bâtiment à faible inertie, un apport de chaleur externe ou interne vaconduire à une forte élévation de température. Le même apport dans un bâtiment à forteinertie conduira à une élévation de température plus faible (diffusion de la chaleur dansles parois lourdes). De plus comme on le voit sur le schéma ci-dessus, une forte inertiepermet de déphaser l’apport maximum et la restitution de la chaleur emmagasinée.

La ventilation

Le brassage d’air (sans renouvellement), par ventilateur au plafond oudirectionnel, ne permet pas d’évacuer la chaleur emmagasinée dans le bâtiment. Parcontre, elle favorise les transferts thermiques par convection et par évaporation sur lapeau, ce qui augmente la sensation de confort. Un renouvellement d’air minimum estimposé pour des considérations hygiéniques. Lorsque l’air extérieur est plus chaud quel’air intérieur, il faut limiter le renouvellement d’air aux valeurs réglementaires. On peutaussi utiliser la fraîcheur du sous-sol pour faire pénétrer un air plus frais (technique dupuit provençal).

On peut aussi lorsque l’air extérieur est plus frais que l’air intérieur (ce qui estsouvent le cas la nuit), évacuer la chaleur emmagasinée en journée dans le bâtiment parune sur-ventilation nocturne. Cette sur-ventilation associée à une forte inertie thermiquedu bâtiment va « stocker » la fraîcheur pour la journée suivante et évacuer la chaleuremmagasinée dans les parois qui est restituée durant la nuit (déphasage du à la forte

inertie).

Le puit provençal ou canadien :

Il consiste à faire passer, avant qu’ilne pénètre dans la maison, une partiede l’air neuf de renouvellement pardes tuyaux enterrés dans le sol à uneprofondeur de 1 à 2 mètres. En étécomme en hiver, la température àcette profondeur est constante(environ 14°C) . En hiver, ilpréchauffera l’air entrant et en été il

le rafraîchira.

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Ensoleillement global et besoin en froid annuel à Fribourg

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Ensoleillement

Besoins en froid

La ventilation peut-être naturelle ou mécanique.- Une bonne position des ouvertures (façades au vent et sous le vent) permet uneventilation traversante efficace.- Une VMC classique (renouvellement de 0.5 à 1 volume/heure) est insuffisante pour unrafraîchissement significatif. Celui-ci nécessite de 5 à 10 volumes/heure, soit unsurdimensionnement des équipements de ventilation (qui conduit cependant à une

consommation énergétique bien plus réduite qu’une climatisation classique).

I.4.3 Renouvelables : Climatisation Solaire

En dernier volet de la démarche négaWatt déclinée au rafraîchissement desbâtiments vient donc LA CLIMATISATION SOLAIRE . C’est à dire que lorsque tout aété fait pour réduire les besoins de froid, alors on peut envisager d’assurer le reste parune climatisation solaire.

Dans la Climatisation solaire se sont en fait 2 mondes qui se rencontrent et qui ont

chacun fait leurs preuves de leur côté. Ces 2 domaines sont explicitement cités dans ladénomination même de « Climatisation Solaire ». En effet , d’un côté on a « le monde dufroid » , de la climatisation et de la frigorifie et d’un autre, « le monde du solaire ». Leprincipal enjeux étant justement de faciliter leur rencontre, leur adéquation, leurinteraction en essayant d’adapter les techniques propres de l’un à l’autre et vis versa.

L’une des caractéristiques très intéressantes et l’un des avantages principal de laclimatisation solaire est l’adéquation d’un point de vue temporel entre le besoin en froidet l’apport solaire. Ceci se vérifie aussi bien annuellement, que quotidiennement lors de lapériode estivale. Comme on peut le voir sur la courbe suivante, l’adéquation annuelle àFribourg est presque parfaite. D’un point de vue quotidien, elle est globalement trèsbonne aussi, moyennant parfois un léger décalage de quelques heures, en fonction de la

zone climatique, entre l’ensoleillement maximum et le pic de chaleur, donc de demandede froid.

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Cette idée d’adéquation entre ensoleillement et utilisation de cette énergie solaireest très importante et c’est d’ailleurs l’un des problèmes majeurs des applicationsclassiques et éprouvées de l’énergie solaire qu’elle soit convertie en énergie électrique oucalorifique.

En effet, lorsque l’on utilise par exemple, des panneaux solaires thermiques afind’assurer le chauffage d’une habitation par plancher solaire directe ou emetteur basse

température, il est évident que l’adéquation entre l’ensoleillement et le besoin dechauffage au niveau annuel est très mauvais. On peut faire la même remarque au niveaude la production d’eau chaude sanitaire (ECS) et dans ce cas là quant à l’adéquationquotidienne. Il n’est en effet pas évident du tout que l’utilisation maximum d’ECS soit encorrélation avec l’ensoleillement maxi. On retrouve exactement le même type deproblématique au niveau de la production d’électricité à l’aide de panneauxphotovoltaïques (PV).

On va voir par la suite, que des mêmes panneaux solaires thermiques pourrontalors être utilisés en hiver pour assurer le chauffage des locaux et en été leurrafraîchissement. On optimisera donc leur utilisation sur l’année par rapport aux cashabituels où ces panneaux ne servent que durant une période, en l’occurrence l’hiver

dans le cas du chauffage.

D’un point de vue théorique et fondamental , il existe de très nombreusesmanières de produire du froid avec l’énergie solaire. Le schéma ci-dessous, non exhaustifréunit tout de même une grande partie de celles ci. On retrouve en gris clair, lestechnologies aujourd’hui utilisées et disponibles et en gris foncé, les technologies à l’étatde développement et de recherche.

Le rayonnement solaire peut être exploité directement de 2 manières. Soit en leconvertissant en énergie électrique, soit en énergie thermique.On voit d’ailleurs dans l’organigramme précédent que cette remarque correspond aupremier niveau de distinction technologique. On peut se demander a priori, pourquoitenter de « faire du froid avec du chaud » (branche solaire thermique) et devoir utiliserdes procédés thermodynamiques et thermomécaniques complexes alors que l’on pourrait


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tout simplement « faire du froid avec de l’électricité » (branche solaire photovoltaïque)comme on sait le faire et comme on le fait depuis que l’on a découvert l’électricité (cycleà compression mécanique).Cependant, dans les pays ayant un réseau électrique étendu, il est beaucoup plusintéressant d’injecter l’électricité produite par des panneaux PV sur le réseau qued’utiliser cette électricité via des batteries exclusivement pour la consommation de sa

climatisation conventionnelle (à compression mécanique). De plus, lorsqu’il existe,comme en Allemagne par exemple, une politique incitative à la vente du kWh sur leréseau (prix de vente du kWh produit par le particulier plus élevé que le prix qu’il l’achèteà la compagnie électrique) l’intérêt économique est certain.Cependant, on peut tout de même se demander si il vaut mieux utiliser une climatisationsolaire s’appuyant sur un procédé thermodynamique nécessitant un apport de chaleurdonc des panneaux solaires thermiques ou alors installer une centrale photovoltaïque,vendre l’électricité produite sur le réseau et utiliser une climatisation conventionnelle. Ilfaudrait pour répondre à cette question réaliser une comparaison économique mais aussiénergétique des 2 solutions. Cependant, même si avec la solution PV, on utilise uneénergie d’origine renouvelable, il subsiste toujours le problème de l’utilisation de fluidesfrigorigènes HCFC. En effet, comme nous le verrons, les climatisations solaires

thermiques (par opposition à photovoltaïques) n’utilisent pas de tels fluides. L’intérêtd’utiliser du PV et une climatisation conventionnelle est donc beaucoup moindre. Iln’existe d’ailleurs pas d’application pour des climatisations. Il pourrait tout de même y enavoir en sites isolés (pas de réseau électrique).

On peut également avancer comme idée allant dans le sens de la climatisationsolaire thermique que l’électricité est une énergie « noble » car difficile à produire etsurtout qui est la seule à pouvoir alimenter en énergie certaines applications quotidiennes(éclairage, microinformatique …). Il faut donc la garder et la réserver à ces usagesspécifiques et ne pas l’utiliser quand un même procédé est réalisable avec de l’énergiethermique directement. Il faut rappeler que pour produire de l’électricité dans unecentrale nucléaire, on produit d’abord de la vapeur d’eau, donc de l’énergie thermique

pour ensuite faire tourner de gros alternateurs. On retrouve là la problématique duchauffage électrique et l’une de ses aberrations.

L’application actuellement la plus répandu du PV pour produire du froid est lapetite réfrigération utilisée par des centres de soins isolés, des ONG tels que le HCR(Haut Commissariat aux Réfugiés), la croix rouge internationale etc …

Nous allons donc traiter de la climatisation solaire nécessitant un apport calorifiqueà son fonctionnement et utilisant donc des capteurs solaires thermiques. C’est elle quiprésente l’intérêt environnemental le plus important et dont le développement est le plusnotable aujourd’hui.

Le schéma ci dessous représente les types de systèmes que nous allons voirmaintenant. Ce sont donc des systèmes qui, comme nous l’avons dit, utilisent commeprincipale source d’énergie, de la chaleur et qui produisent, en fonction de la technologieutilisée de l’eau glacée ou directement de l’air conditionné. Les technologies et lessystèmes que nous allons voir n’ont aucune application de faible puissance frigorifiqueapplicable à l’habitat individuel par exemple et aux particuliers.

Les applications recensées aujourd’hui sont essentiellement la climatisation de bâtimentstertiaires ou du moins des bâtiments demandant une grande puissance frigorifique.


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Nous verrons donc en tout 3 technologies aujourd’hui disponibles sur le marché et dont il

existe des exemples en fonctionnement. Deux de ces dernières permettent de produirede l’eau glacée :

- Les groupes frigorifiques à Absorption- Les groupes frigorifiques à Adsorption

La 3ème technologie permet de produire directement de l’air conditionné :- Le refroidissement évaporatif potentialisé par dessiccation ou DesiccantEvaporative Coolling (DEC)

II COMPOSANTS DES SYSTEMES DECLIMATISATION SOLAIRE

Nous allons voir dans cette partie les différents éléments pouvant intervenir dansun système de climatisation solaire.

Dans une première partie, nous aurons un bref aperçu des équipementsterminaux, de distribution de la puissance frigorifique. Nous traiterons ensuite la partiesolaire de l’installation, productrice d’énergie calorifique nécessaire à la productionfrigorifique que nous aborderons en troisième partie.

II.1 Sous systèmes de distribution - Equipements deconditionnement d’air

Nous allons dans cette partie, brièvement présenter les principaux terminauxutilisés dans des installations utilisant des groupes de production d’eau glacée.Les DEC (Desiccant Evaporative Cooling), comme nous le verrons, produisentdirectement de l’air conditionné, tout comme une centrale de traitement d’airconventionnelle. L’air traité sera donc fourni au local via un réseau de gaines et debouches classiques.

Les différents terminaux que l’on va voir maintenant permettent de distribuer la

puissance frigorifique produite par les groupes de production d’eau glacée mais


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n’assurent pas le renouvellement d’air. Ce dernier devra être réalisé par d’autres moyenscomme une VMC ou par les infiltrations naturelles du bâtiment.

Ils sont alimentés par de l’eau glacée (en été pour le refroidissement des locaux)qui est produite par un groupe frigorifique. Ce dernier est traditionnellement àcompression mécanique mais nous allons voir par la suite que cette production d’eauglacée peut être assurée par des groupes à absorption ou à adsorption utilisant l’énergie

solaire comme source de chaleur nécessaire à leur fonctionnement.

II.1.1 Les ventilo-convecteurs

Un radiateur traditionnel est alimenté par une eau à 50-70°C dans une ambianceà 21°. L'échange de chaleur s'effectue facilement grâce à un tel écart de température.Mais pour fournir du froid, on fait circuler de l'eau (dite "glacée") à 5-10°C dans uneambiance à 24° : l'écart de température devient trop faible pour fournir une bonnepuissance frigorifique. On passe dès lors à un échange forcé : un ventilateur est ajouté etle radiateur est remplacé par une batterie d'échange. En pulsant de l'air sur l'échangeur,

la puissance frigorifique est fortement augmentée mais le bruit envahit les locaux.

Il existe quatre grandes familles :

Les ventilos "à 2 tubes réversibles" : ils ne disposent que d'un seul échangeur,alimenté alternativement en eau chaude en hiver, et en eau glacée en été. Mais unrisque de perte d'énergie apparaît par mélange entre eau froide et eau chaude si la zoneneutre est trop faible (voir régulation des ventilos).

Les ventilos "à 4 tubes" : ils disposent de deux échangeurs, pouvant être connectés enpermanence soit au réseau d'eau chaude, soit à celui d'eau glacée.La taille (le nombre derangs) de l'échangeur de froid est plus élevé que celui de la batterie chaude, suite audelta T° plus faible sous lequel travaille la batterie froide. On dit que "le pincement" estplus faible entre T°eau et T°air dans l'échangeur.

Les ventilos "à 2 tubes - 2 fils" : pour diminuer les coûts d'installation, on ne prévoitque le réseau d'alimentation en eau glacée. Pour assurer le chauffage d'hiver, une

Un ventilo-convecteur permet d’assurer lechauffage en hiver et le rafraîchissement en étégrâce à sa batterie chaude et à sa batterie froide. Du fait de la ventilation forcée de l’air au traversde la batterie froide en été, l’échange parconvection y est augmenté et permet d’obtenir unrafraîchissement tout à fait convenable au vu dufaible écart de température entre l’eau circulantdans cette batterie froide (7-8°C) et l’ambiance àmaintenir (24°C).


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résistance électrique d'appoint est prévue (le ventilateur pulse l'air du local au travers dela résistance, comme dans le cas d'un convecteur électrique direct).Mais le prix du kWhélectrique étant nettement plus élevé que le kWh thermique, les coûts d'exploitationseront importants...

Les ventilos "2 tubes réversibles + 2 fils" : Ce dernier système peut être utilisé enfonctionnement deux tubes (c’est à dire eau glacée en été, eau chaude en hiver), larésistance électrique sert alors uniquement en résistance d'appoint en mi-saison.

Les ventilo-convecteurs assurent la distribution de puissance frigorifique mais pas, lerenouvellement d’air neuf hygiénique. Ce dernier peut être assuré par les infiltrationsnaturelles ou par une VMC.

II.1.2 Les éjecto-convecteurs

L'éje

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La Climatisation Solaire