Suivi énergétique du bâtiment tertiaire Polimmo, 5 route des Jeunes à Genève, rénové MINERGIE® et équipé de pompes à chaleur couplées à des sondes géothermiques - Aspects techniques et économiques

Les installations de pompes à chaleur (PAC) ont été en fort développement durant ces dernières décennies et les sondes géothermiques constituent une source froide de bonne qualité couramment répandue. En 2008, le bâtiment tertiaire Polimmo, situé à Genève et datant des années 60, a été rénové et surélevé d'un étage ce qui porte sa surface à 3'668 m². Au cours de cette transformation, deux PAC géothermiques ont été installées pour produire la chaleur nécessaire au chauffage du bâtiment. Ce travail propose un retour d'expérience sur l'ensemble du système, issu de deux années de suivi énergétique et économique. La rénovation au standard Minergie a permis de diviser la demande thermique du bâtiment par 4 (de 108 à 27 kWh/m²/an, uniquement du chauffage). Si les performances de l'installation de PAC sont modestes (SPF mesuré de 2.9 après optimisations), la raison est à rechercher dans les niveaux de température dans le système. En effet, la PAC produit à 10-15 degrés de plus que ce que demande la distribution, à cause : (i) de la configuration hydraulique qui ne permet pas la distribution de chaleur en direct sans passer par le ballon de stockage (ii) à la présence d'un échangeur intermédiaire sur le circuit aval de la PAC (iii) aux retours chauds de la distribution. Avec une telle qualité de source froide (entre 10 et 15°C en sortie des sondes toute l'année) et une production de chaleur exclusivement à moyenne température (puisque pas de demande d'ECS), on s'attendrait à de meilleures performances. Cependant, grâce à une enveloppe thermique performante, les consommations électriques restent faibles (<10 kWh/m²/an). Le système de ventilation (double flux couplé à un puits canadien) installé dans la surélévation a également été étudié et il en est ressorti des consommations électriques excessives la 1ère année, en lien avec un débit de ventilation presque 4 fois plus élevé que ce que recommande la norme (ce problème a été corrigé par la suite). En conclusion, dans le cas particulier de Polimmo le potentiel d'optimisation supplémentaire est faible et les installations techniques semblent avoir atteint leur rythme de croisière. Selon les résultats de l'analyse économique, les charges de chauffage et de ventilation s'élèvent à 14 CHF/m²/an, ce qui est légèrement inférieur à ce qui aurait été observé en l'absence de rénovation du bâtiment (env. 15 CHF/m²/an). Cependant, avec un prix du mazout à 1.5 CHF/L, les charges auraient grimpé à plus de 21 CHF/m²/an : la rénovation a permis de sécuriser les charges annuelles liées au chauffage et à la ventilation. A noter que les coûts sont à 70% imputables à l'amortissement des investissements, si bien que la qualité du dimensionnement a son importance dans les performances économiques : à Polimmo, les PAC+sondes sont surdimensionnées d'un facteur 2 et un dimensionnement au plus juste aurait conduit à des charges de chauffage 25% plus faibles sans péjoration des performances d'après les résultats de simulation. Pour limiter l'effet de « double investissement » dans l'enveloppe et dans des installations techniques performantes, on aurait pu imaginer une installation bivalente (PAC de la moitié de la puissance maximale avec une résistance électrique en appoint), ce qui aurait diminué les coûts de 40% par rapport au cas actuel. Quelques recommandations générales ont été tirées de ce retour d'expérience. Elles concernent principalement la façon d'intégrer les PAC dans les systèmes afin d'en optimiser les performances. En effet, les systèmes de PAC doivent être appréhendées de manière différente des installations conventionnelles, que ce soit au moment de la conception (dimensionnement, architecture hydraulique) ou de l'exploitation (gestion de niveaux de température). Le savoir-faire existe en Suisse mais demande encore à être mieux diffusé et partagé.

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