La pompe à chaleur sur boucle d’eau est une solution peu connue, mais vertueuse en tertiaire neuf et en rénovation. Bouygues Immobilier l’apprécie et l’a retenue pour le bâtiment de Canal+.
A Issy-les-Moulineaux, le bâtiment Sways, pour "Smart ways to work", accueillera bientôt le nouveau siège social de Canal +. Déconstruit partiellement, puis reconstruit par Bouygues Immobilier, conçu par l'agence d'architecture Anthony Béchu & Associés, qui avait déjà dessiné le bâtiment originel en 1992, Sways est le premier immeuble de bureaux construit dans le quartier Val-de-Seine, à Issy-les-Moulineaux.
Un bâtiment multi-labélisé
Les études de réaménagement ont commencé fin 2016, avec Ingerop, le BE retenu pour cette opération. Bouygues Immobilier a livré les 42 000 m² de l'immeuble Sways à Canal+ (locataire) et à Sogecap (investisseur de l’opération) en avril 2021.
Le coût total de l’opération a atteint 125 millions d’euros, dont 18 millions pour l’installation CVC (Chauffage Ventilation Climatisation), prise en charge par Equans, ex-Axima. Il a fallu 1500 heures d’études à Equans, puis 4500 heures d’installation.
Sways, exemplaire en matière d’économie d’énergie et ultra connecté est équipé de plus de 1500 pompes à chaleur sur boucle d’eau UtCi 4en1, fournies par l’entreprise mayennaise France Energie, membre du groupe Muller. ©PP
Le choix technique des pompes à chaleur sur boucle d'eau a contribué à l’obtention de plusieurs labels : la certification BREEAM niveau "excellent", NF HQE Exceptionnel, BBC Effinergie, E2C1, R2S 3 étoiles (ready2service) et Wiredscore Platinium.
Plus de 1500 pacs sur boucle d’eau
Les pompes à chaleur sur boucle d’eau sont des pac réversibles eau/air raccordées à une boucle d’eau, dans laquelle elles puisent ou reversent la chaleur, selon qu’elles fonctionnent en mode chauffage ou en mode rafraîchissement.
Les pacs sur boucle d’eau sont parfaitement indépendantes les unes des autres : les unes peuvent refroidir, tandis que d’autres chauffent les locaux. La boucle d’eau doit être maintenue entre 16 et 21°C si les pacs fonctionnent à la fois en chauffage et en rafraîchissement, entre 21 et 38°C l’été lorsque toutes les pacs fonctionnent en rafraîchissement. ©PP
Pour maintenir la boucle d’eau dans ces plages de température, il faut la refroidir en été et la réchauffer en hiver. Ici, le refroidissement en été est assuré à la fois par des aéroréfrigérants adiabatiques Baltimore Aircoil de 1100 kW, installés en terrasse, et par un échange de chaleur avec l’eau d’exhaure. ©PP
Sways se trouve tout près de la Seine et son quatrième sous-sol baigne dans la nappe phréatique. Des pompes remontent l’eau infiltrée en permanence avec un débit de 35 m³/h, avant de la rejeter dans deux forages. Cette eau est à une température de 14 à 16°C toute l’année. ©PP
Du coup, Equans (filiale d’Engie, ex-Axima, en passe d’être vendue à Bouygues Energies et Services) qui s’est chargé des installations de Génie Climatique dans ce bâtiment, a eu l’idée d’installer un échangeur entre cette eau d’exhaure et la boucle d’eau, de manière à refroidir gratuitement la boucle en été.
Cet échange couvre 25% des besoins de rafraîchissement de la boucle en été. Le reste est assuré par les aéroréfrigérants en toiture. Il illustre parfaitement le caractère opportuniste d’une installation de pompes à chaleur sur boucle d’eau : toute source de chaleur ou de froid fatale, solaire, … peut-être utilisée pour maintenir la boucle d’eau dans la plage de température nécessaire à son fonctionnement.
Dans le bâtiment Sways, pour réchauffer la boucle d’eau en hiver, elle est raccordée au réseau de chauffage urbain d’Issy-les-Moulineaux par une sous-station en sous-sol.
En mi-saison, cependant, lorsque certaines pacs sont déjà en mode rafraîchissement dans les salles de réunion, par exemple, tandis que d’autres demeurent en mode chauffage dans les bureaux, apparaît une ineffable période de temps où la boucle d’eau s’équilibre seule, sans apports énergétiques extérieurs, simplement en récupérant la chaleur des pacs fonctionnant en mode froid pour alimenter celles qui fournissent encore du chauffage. Cette période d’auto-équilibrage peut atteindre 1 à 2 tiers de l’année.
Le choix des UTCi 4en1
Outre le rendement et la récupération d’énergie que permettent les pacs sur boucle d’eau, ce qui assure l’efficacité énergétique d’une installation de pacs sur boucle d’eau, Bouygues Immobilier a spécifiquement opté pour les UTCi 4en1 fabriquées à Laval par France Energie.
Les UTCi 4en1 – ou Unité Thermodynamique de Confort individuel – sont des pacs sur boucle d’eau réversibles certifiées NF PAC par Eurovent Certita Certification, utilisant le R513A (classé A1, GWP = 631, composé de 55% de HFO1234yf et de 45% de R134a) comme fluide frigorigène, qui assurent le chauffage (1), le rafraîchissement (2) et la ventilation des locaux (3) avec récupération de chaleur sur l’air extrait (4).
Dans le bâtiment Sways, une UTCi dessert 15 m². Elles sont installées à raison d’une toutes les deux trames de 1,35 m et fournissent un débit d’air neuf de 30 à 32 m3/h par personne.
Les UTCi sont en effet équipées d’un groupe de ventilation double flux, avec échangeur de chaleur sur l’air extrait. Installées allège contre les parois extérieures, les UTCi 4en1 sont directement raccordées à une grille de prise et de rejet d’air, dissimulées dans les menuiseries. Des registres motorisés, pilotés par la GTB, assurent l’étanchéité à l’air du bâtiment lorsque la ventilation n’est pas sollicitée. ©PP
Côté intérieur, les UTCi soufflent l’air neuf chauffé ou rafraîchi en partie haute, reprennent l’air extrait en partie basse. L’air repris échange sa chaleur ou sa fraîcheur, selon le mode de fonctionnement, avec l’air neuf dans l’échangeur double-flux avant que l’air neuf ne passe sur l’échangeur principal de la pac.
Les UTCi 4en1 sont conçues pour permettre le raccordement, à gauche ou à droite, d’un second appareil, l’UFA (Unité de Filtration d’Air) qui permet d’augmenter le débit de ventilation, toujours avec récupération de chaleur. Cette possibilité facilite considérablement le réaménagement des locaux en transformant deux bureaux en salle de réunion, par exemple. Les critères de confort acoustique exigés par Bouygues Immobilier étaient relativement contraignants : 38 dB(A) en bureaux, 42 en salles de réunion. France Energie a effectué un gros travail sur les coffres en bois dissimulant les UTCi pour les respecter. ©PP
Bas de plafond
Sways est une restructuration d’un bâtiment existant où la hauteur de dalle à dalle ne permettait pas d’installer à la fois un faux-plafond et un faux-plancher. Le choix des UTCi 4en1 supprime les CTA (Centrales de traitement d’air) en toiture, les gaines de descente d’air, les clapets coupe-feu à chaque niveau dans ces gaines et les gaines de distribution d’air horizontales.
Dans le bâtiment Sways, la boucle d’eau consiste physiquement en deux tubes acier, du DN40 en colonne, au DN25 en distribution horizontale. A chaque niveau, ces tubes ont été intégrés dans un décaissement de la dalle béton de 8 cm de profondeur et de 15 cm de largeur le long des façades. Etant données les températures de la boucle, ces tubes ne sont pas calorifugés. Pour accélérer la pause des UTCi, France Energie a développé une platine de raccordement électrique, permettant le câblage rapide des contacts de feuillure, de l’alimentation des pac, de la GTB, … grâce à des connecteurs rapides Wieland. ©PP
L’emploi des UTCi 4en1 a évité l’installation d’une infrastructure de ventilation traditionnelle encombrante et réduisant la hauteur disponible sous plafond. Les UTCi de France Energie sont équipées d’une régulation conçue par le français Arcom et savent communiquer avec la GTB en BACNet, en LON, en BACNet/IP ou même en Modbus ou Modbus/IP. Ici, les UTCi communiquent en Lon avec la GTB.
Dans le bâtiment, les UTCi sont pilotées de manière décentralisées par des multisondes installées dans les bureaux et les salles de réunion. Elles détectent la température ambiante, la présence, l’éclairement ambiant en bureau, plus la teneur en CO2 dans les salles de réunion, et communiquent avec les UTCi en DALI. ©PP
Bouygues Immobilier, représenté par Isabelle Tresaugue, directeur production immobilier Tertiaire, à gauche, a déjà utilisé les pompes à chaleur sur boucle d’eau 4en1 de France Energie, dirigée par Henri Marraché, dans trois opérations de rénovation tertiaire. Leur prochain chantier devrait être un immeuble de tertiaire neuf équipé d’UTCi 4en1. ©PP
Henri Marraché a par ailleurs annoncé la prochaine disponibilité d’une solution de pompes à chaleur sur boucle d’eau 3-en-1 (chauffage, production d’ECS et rafraîchissement) pour le logement collectif neuf. Nous sommes impatients d’en apprendre davantage.
Source : batirama.com / Pascal Poggi