Réalisation

Installation d’une PAC à absorption gaz géothermique sur nappe à la résidence séniors « Le Cyprès » (67)

Mis à jour le

Afin de répondre au bien-être des séniors de Marckolsheim, GRL aménagement a construit en 2012 la résidence « Le Cyprès ». La combinaison de 3 systèmes énergétiques que sont la PAC à absorption gaz, la chaudière à condensation gaz naturel et les panneaux solaires thermiques, permet d’assurer le confort de ses résidents. Cette technologie a déjà fait ses preuves, via la réduction de l’impact environnemental du bâti et la diminution de ses coûts d’exploitation.

Carte d'identité

Date des travaux :
2012
Localité :
Marckolsheim (67)
Type de bâtiment :
Résidence privée pour séniors
Superficie :
1221 m²
Maître d'ouvrage : GRL aménagement, Gérard GEORGES
Architecte : Cabinet MAILLARD
Bureau d'études thermiques : CAP Energies Alsace, Éric SCHMITT
Consommations observées : 43 kWhep/m²

Introduction

Afin de répondre au bien-être des séniors de Marckolsheim, GRL aménagement a construit en 2012 la résidence « Le Cyprès ». La combinaison de trois systèmes énergétiques que sont la PAC à absorption gaz, la chaudière à condensation gaz naturel et  les panneaux solaires thermiques, permet d’assurer le confort de ses résidents. Cette technologie a déjà fait ses preuves, via la réduction de l’impact environnemental du bâti et la diminution de ses coûts d’exploitation.

Contexte

Localisée à Marckolsheim (67), la résidence privée « Le Cyprès » est composée d’un ensemble de 16 logements allant du T1 au T3, répartis sur 4 niveaux. Cette résidence, livrée par le maître d’ouvrage GRL Aménagements fin 2012, présente la particularité d’être adaptée aux séniors ainsi qu’aux personnes souffrant d’un handicap. Chaque appartement respecte les normes d’accessibilité permettant ainsi aux résidents d’être autonomes et de ne pas rencontrer de difficulté de déplacement.

L’objectif principal associé à la construction de cette résidence était donc d’assurer le confort permanent de ses résidents. Pour cela, GRL Aménagement souhaitait un minimum de deux énergies sur ce projet afin de ne pas dépendre d’une seule source d’énergie et de pouvoir répondre aux besoins énergétiques des futurs résidents. Pour ce faire, le maitre d’ouvrage a décidé de faire appel au BET Cap Energies Alsace, afin de trouver la meilleure solution énergétique répondant à cette problématique.

Solution retenue

Marckolsheim- PAC Gaz à Absorption « France Air » - CEGIBAT
Marckolsheim - PAC Gaz à Absorption « France Air »
Marckolsheim - Installation hydraulique présente en chaufferie - CEGIBAT
Marckolsheim - Installation hydraulique présente en chaufferie

La solution retenue : PAC à absorption gaz géothermique sur nappe couplée à des panneaux solaires thermiques.

Après avoir comparé plusieurs scénarios, le bureau d’études thermiques a retenu la PAC à absorption gaz géothermique. Ceci s’explique notamment par le fait que la commune de Marckolsheim se situe sur une importante nappe phréatique peu profonde permettant d’obtenir de hautes performances, même en hiver. De plus, la température de la nappe offre la possibilité de rafraichir le bâtiment en été par géocooling. La production d’ECS est quant à elle assurée totalement par la présence des panneaux solaires thermiques.

DES BESOINS EN CHAUFFAGE ET EN ECS COUVERTS PAR UN COUPLAGE DE 3 SYSTEMES THERMIQUES

La résidence est chauffée et alimentée en ECS par une installation composée :

  • d’une PAC absorption gaz naturel géothermique
  • d’une chaudière à condensation gaz naturel
  • d’un Chauffe-Eau Solaire Collectif (CESC)

La PAC à absorption, de marque France Air – Robur et d’une puissance de 42,6 kW, est utilisée pour la production d’eau chaude pour le réseau de chauffage. En effet, elle puise directement cette eau dans la nappe à une température de 12°C. Cette nappe a l’avantage d’avoir une température quasiment constante toute l’année et permet ainsi d’obtenir un COP très élevé.

La chaudière à condensation gaz naturel, de marque De Dietrich, a une puissance de fonctionnement de 35 kW. Elle permet de répondre aux besoins de chauffage quand la PAC à absorption gaz naturel ne le peut plus. De plus, cette installation étant équipée d’un by-pass, il est possible, en été, de réaliser du géocooling en faisant circuler de l’eau rafraichie par la nappe dans les planchers chauffants.

La PAC à absorption gaz et la chaudière à condensation présentent respectivement des rendements de fonctionnement de 170 % PCI et de 109 % PCI.

L’eau chaude sanitaire est assurée quant à elle par un système de type CESC. Les capteurs solaires de ce système collectif permettent de couvrir une partie des besoins d’ECS en alimentant un ballon de stockage. La PAC à absorption gaz et la chaudière à condensation gaz assurent le complément de production.

L’installation de panneaux solaires thermiques, de marque VIESSMANN, a été dimensionnée de telle sorte que les besoins journaliers d’eau chaude soient couverts à hauteur de 30 L/ personne. Ainsi, les 15 m2 de panneaux permettent de répondre à environ 45 % des besoins annuels en ECS.

UN SYSTEME STABLE DE GRANDE EFFICACITE ENERGETIQUE

La technologie PAC géothermique conserve toute l’année un niveau de performance élevé grâce à la stabilité de la température de la nappe. Ceci lui permet de mettre en avant ses nombreux atouts, que ce soit en termes de confort, de performance, d’économie, de simplicité ou encore de respect de l’environnement.

La production de la PAC est assurée de façon continue, même par des températures extérieures allant jusqu’à –20°C. Ce système de grande efficacité énergétique reste performant dans la durée, du fait de la fiabilité, de la robustesse et de la longévité du matériel le constituant. Simple d’installation et d’exploitation, cette solution permet en outre de faire des économies sur sa facture énergétique du fait de l’utilisation de gaz naturel, moins cher.

Cette solution participe également à la protection de l’environnement grâce à l’utilisation de fluides frigorigènes neutres, non toxiques et respectueux de la couche d’ozone. Le couplage de la PAC géothermique avec un système solaire thermique permet à la fois de réduire le CO2 et les NOx, mais aussi de proposer une solution durable respectueuse de l’environnement.

Schéma hydraulique de l’installation - CEGIBAT
Schéma hydraulique de l’installation

Bilan

UNE RESIDENCE PERFORMANTE ET UN BATI ADAPTE, LABELLISE BBC EFFINERGIE

Le projet de la résidence « Le Cyprès » a été récompensé lors du trophée GAZosphère en 2013. La mise en place de cette technologie innovante par une équipe de maîtrise d’œuvre unie dans une vraie démarche d’installation de systèmes énergétiques novateurs, fait de cette résidence un exemple en matière de performance énergétique.

COMPETITIVITE DE CETTE RESIDENCE EN TERMES D’ENERGIE ET DE COUT D’EXPLOITATION

Depuis la mise en service de cette installation, la résidence « Le Cyprès » affiche déjà des résultats très prometteurs en termes de consommation énergétique et d’émissions de GES.

Graphique consommations annuelles sur PCS depuis la mise en service de la résidence en 2012 - CEGIBAT
Consommations annuelles sur PCS depuis la mise en service de la résidence en 2012

Le graphique ci-dessus présente un bilan des consommations annuelles depuis la livraison de la résidence. En s’intéressant aux données de 2013 à 2015, nous remarquons une diminution des consommations électriques et gazières. Ce constat s’explique certes par des conditions climatiques favorables, mais aussi par une sensibilisation des résidents sur une utilisation optimale de la PAC.

L’étude RT de ce projet prévoyait également de diviser par deux les consommations d’énergies primaires de cette résidence :  l’étude estimait un Cep de 59 kWhEP/m2 pour une valeur de référence de 101 kWhEP/m2.an. Au final, le gain par rapport au Cep de référence est plus important que ce qui avait été annoncé puisque le Cep réel vaut 43 kWhEP/m2.an. Nous constatons le même gain sur les émissions de GES avec une valeur de 10 kgeq Co2/m². an.

Graphique des coûts approximatifs annuels depuis la mise en service de la résidence en 2012 - CEGIBAT
Coûts approximatifs annuels depuis la mise en service de la résidence en 2012

Le poste de dépense d’électricité est plus important que celui du gaz et ce depuis 2014. Ceci s’explique notamment par le fait que le coût du gaz est de plus en plus compétitif, ce qui représente un réel avantage pour la technologie PAC géothermique. En effet, la facture énergétique moyenne couvrant tous les usages des résidents, s’élève à un montant de 277 €TTC annuel par logement, soit 23 €TTC par mois. Pour facturer équitablement les charges par appartement, un compteur de calories individuel permet de connaître les consommations de chaque résident et ainsi de répartir justement les factures énergétiques de gaz.

Cette solution présente donc une compétitivité certaine en termes de coût d’exploitation par rapport aux solutions plus classiques telles que la chaudière à condensation. Cependant, il faut tenir compte d’un surcoût d’exploitation/maintenance du fait de l’accumulation de systèmes à entretenir qui sont alors intégrés à ceux de l’énergie. Les charges restent néanmoins très basses par rapport à d’autres résidences analogues.

Témoignage

Suite à l’été caniculaire de 2003, le Maître d’ouvrage souhaitait pouvoir rafraîchir la salle commune du rez-de-chaussée destinée aux séniors. On a donc proposé un rafraîchissement sur l’ensemble du bâtiment via cette technologie. (…) Exploitant lui-même ses sites, le maître d‘ouvrage a tenu compte des échos qu’il recevait des résidents. Ses critères de non dépendance à une seule énergie ont donc été prépondérants, puisque finalement, ce n’est pas deux énergies mais bien trois que l’on utilise. De plus, l’énergie solaire, qui est une énergie renouvelable, a l’avantage d’être « gratuite ». Pour notre part, c’était notre premier projet en PAC gaz géothermique et la technologie arrivait tout juste en France. Nous avons donc dû fournir un supplément de travail et d’effort pour les études. Comme à l’époque en France cette technologie n’était pas encore très connue, GRDF a fait preuve d’un grand soutien sur tous les fronts, autant au niveau du calcul RT et des saisies qu’au niveau du schéma hydraulique et de la réunion d’information avec l’équipe de maîtrise d’œuvre. (…) Nous, en tant que bureau d’études, sommes friands de technologies plus techniques qui sortent du traditionnel et permettent de se démarquer !
Par Eric SCHMITT
Bureau d’études, Gérant de CAP Energies Alsace
C'est suite à une présentation des dernières innovations en termes de chauffage que nous avons fait la découverte de la PAC absorption gaz. Étant sensible à l'utilisation des EnR, on a donc fait le pari de mettre en place cette technologie, en version géothermique puisque la commune est située sur une nappe phréatique. (…) Dès le début et tout au long du projet, GRDF a fourni des conseils et a suivi le projet quand cela était nécessaire. C’est par le biais d’une journée d’information organisé à Mulhouse que j’ai pu échanger avec eux. (…) Le financement du projet et notamment le choix des PAC gaz et du solaire ont constitué un investissement lourd à assumer. Comparé à une solution classique, on compte environ 50 000 € de surcoût à la construction. Mais le bilan en exploitation est au rendez-vous et nous apprécions le couplage chauffage par le sol & réversibilité/géocooling pour le confort en été. Nous avons déjà équipé d'autres de nos résidences avec cette solution et capitalisons sur cette 1ère installation.
Par Gérard GEORGES
Maître d’ouvrage, Gérant de GRL Aménagement
Marckolsheim – Construction de la résidence - CEGIBAT
Marckolsheim – Construction de la résidence [1471]
Marckolsheim – Collaboration avec l’IUT de Colmar - CEGIBAT
Marckolsheim – Collaboration avec l’IUT de Colmar
Marckolsheim – Rendu après travaux
Marckolsheim – Rendu après travaux
Marckolsheim – Rendu après travaux
Marckolsheim – Rendu après travaux 2
Marckolsheim – Rendu après travaux
Marckolsheim – Rendu après travaux 3
Marckolsheim – Rendu après travaux
Marckolsheim – Rendu après travaux 4
Marckolsheim – Cérémonie de remise des prix : GAZosphère - CEGIBAT
Marckolsheim – Cérémonie de remise des prix : GAZosphère
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