Réalisation

Machine à absorption à la piscine du Dôme de Vincennes (94)

Mis à jour le

Le Dôme de Vincennes fait figure de centre aquatique pionnier en France en matière de performance énergétique. Tout a été pensé en amont de sa construction pour offrir aux baigneurs et au personnel un confort optimal, tout en limitant la consommation énergétique globale du bâtiment. Le traitement de l’air, le chauffage des bassins et de l’ECS sont assurés depuis son ouverture fin 2011 par une solution composée de chaudières à condensation et d’un dispositif de déshumidification thermodynamique innovant.

Carte d'identité

Localité :
Vincennes (94)
Type de bâtiment :
Centre aquatique
Superficie :
4 400 m²
Maître d'ouvrage : Ville de Vincennes
Bureau d'études thermiques : Alain Garnier

Contexte

Le Dôme, centre aquatique de forme ovoïde à la toiture transparente, a ouvert ses portes en septembre 2011. Ce complexe d’une superficie couverte de 4 400 m² comprend trois bassins totalisant 700 m² : un bassin de natation de 25 m à 6 couloirs, un bassin d’apprentissage et de loisirs et une pataugeoire. Il propose également un centre de remise en forme. Ouvert 7 jours sur 7, il a accueilli 246 000 visiteurs en 2013. 

Souhaitant une externalisation globale de la maîtrise d’œuvre, de la gestion, de l’exploitation et de la maintenance, la ville de Vincennes a lancé un concours en partenariat public-privé (PPP) assorti d’un bail emphytéotique de 25 ans.  Elle a ensuite contracté une Délégation de Service Public (DSP) avec la société Espace Récréa, spécialisée dans les centres aquatiques.

« Nos deux principaux postes de charges sont les fluides et le personnel. Côté fluides, c’est à Cofely Services-exploitation de tout mettre en œuvre pour que les cibles énergétiques soient atteintes, et bénéfiques pour son bilan. Nous avons un seul interlocuteur au quotidien : le technicien qui assure le pilotage et la maintenance des installations à plein-temps sur le site », précise Philippe Robinet, directeur du Dôme Récréa. 

La solution retenue : la thermofrigopompe à absorption couplée à des chaudières à condensation

Contrairement aux idées reçues, ce n'est pas le maintien en température des bassins qui consomme le plus d’énergie thermique (23 %) mais le traitement d'air - déshumidification et chauffage - avec 59 %. Il faut donc considérer en priorité le traitement d'air.

Pour ce faire, 2 centrales de traitement d’air (CTA) d’une capacité totale de 48 000 m3/h ont été installées, correspondant à un taux de brassage de l’air du hall des bassins (12 464 m3) de l’ordre de 4 vol/h.

  • La première CTA intègre une batterie de froid générée par un groupe thermodynamique à absorption indirect alimentée par deux chaudières gaz à condensation. Ce groupe a une puissance de 70,3 kW froid et de 171 kW chaud en réjection à partir d’une alimentation de chaleur de 97,5 kW. Il permet de couvrir 60 à 70 % des besoins de déshumidification. Ainsi, le gain d’énergie obtenu est de 35 % à 40 % par rapport à une solution classique de déshumidification par modulation d’air neuf.
  • La seconde CTA avec modulation du débit d’air neuf intervient en appoint de la déshumidification principale assurée par la première CTA. En effet, en période d’occupation, l’agitation générée par le public augmente la vapeur d’eau contenue dans l’air, et peut demander une nécessité de déshumidification supplémentaire. Cette seconde CTA est de plus équipée de deux batteries chaudes pour assurer le chauffage du hall des bassins.

La chaleur créée par le groupe thermodynamique alimente des échangeurs de réchauffage de l’eau des bassins (de 1 500 litres chacun) et la production d’ECS. Elles participent également à l’augmentation de la température de l’eau des bassins lors des deux renouvellements annuels.

Les deux chaudières à condensation de 980 kW chacune interviennent également en appoint pour le maintien en température des bassins, de l’ECS, et le renouvellement total de l’eau des bassins. Elles fonctionnent en parallèle avec leurs brûleurs modulant de 8 à 100 %, ce qui permet de maintenir un rendement de chaudière entre 101 et 107 % sur PCI une grande partie de l’année.

Pour le traitement de l’eau des bassins, le flux d’eau est mis en contact avec de l’air ozoné afin d’obtenir une première désinfection, en plus du traitement obligatoire au chlore. Cette technique permet de réduire de moitié le taux de chlore habituellement utilisé pour la désinfection, et donc parallèlement le taux de trichloramines contenu dans l’air de la piscine. La déshumidification de la première CTA vient ensuite évacuer la grande majorité des trichloramines restantes dans l’air. Ainsi, les risques sanitaires liés au chlore pour le personnel et les baigneurs restent limités et maîtrisés.

Bilan

Les deux premières années de fonctionnement ont nécessité quelques réglages et ajustements. Les observations montrent des consommations de gaz inférieures au prévisionnel contrairement aux consommations d’électricité qui sont, elles, supérieures aux prévisions.

En moins d’un an, les choix de conception et la performance énergétique qui en découle ont fait de ce centre aquatique une référence. Le Dôme de Vincennes a déjà reçu la visite de près de 200 personnes – maîtres d’ouvrage, architectes et bureaux d’études – à l’occasion de manifestations organisées par GRDF, ÉcoÉnergie et Récréa.

 

Témoignages

L’absence de réglementation thermique fait que de nombreuses piscines actuelles, même récentes, sont encore énergivores. Or, comme le prouve le Dôme de Vincennes, il est possible de les concevoir à basse consommation. Les technologies mises en place, notamment pour le traitement d’air, sont primordiales. Nous avons approfondi cet aspect et, au lieu d’assurer la déshumidification par un fort renouvellement d’air neuf comme cela se fait dans 95 % des cas, nous n’utilisons qu’un débit d’air neuf minimum de 100 m3/h par baigneur. Nous devons encore approfondir l’architecture passive (implantation, orientation, conception, systèmes et matériaux). Demain, les piscines seront de plus en plus transparentes pour récupérer les apports gratuits, tout en évitant les surchauffes en été notamment par une ventilation naturelle et transversale. Nous aurons davantage recours à des énergies renouvelables : batterie froide alimentée par un système de free chilling (refroidissement directement un circuit d’eau glacée par l’air extérieur lorsque sa température descend sous la barre des 8 °C (via un échangeur air/eau), bouilleur alimenté par des capteurs solaires HT ou par des chaudières biomasse ou biogaz, capteurs photovoltaïques, recyclage de l’eau des bassins, etc. Pour concevoir et équiper au mieux les futures piscines, il est indispensable que l’architecte et l’ingénierie travaillent ensemble dès le début de l’esquisse.
Par Alain Garnier
Directeur technique du bureau d'études Garnier
Les choix constructifs et technologiques s’avèrent favorables au confort des baigneurs : réchauffage rapide des bassins, température ambiante constante, forte limitation de chlore, lumière naturelle, etc
Par Philippe Robinet
Directeur du Dôme
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