PAC gaz à absorption réversible à la mairie annexe de Luynes (13)

La mairie de Luynes est un bâtiment des années 1960, situé dans un quartier d’Aix-en-Provence de près de 10 000 habitants. D’une surface de 500 m², l’édifice est composé d’une structure en agglomérés et d’une toiture-terrasse gravillonnée. Ce bâtiment n’est pas isolé thermiquement ; les baies vitrées sont composées de simples vitrages et de menuiseries bois datant de la construction. Seuls des doubles vitrages ont été posés en 2003 dans la salle des mariages.

Au-delà de la structure du bâti, l’obsolescence de la chaudière fioul, elle aussi d’origine, posait un réel problème de confort :

• L’été, en l’absence de tout système de refroidissement, la situation s’avérait très inconfortable, notamment lors des mariages et autres réceptions.
• L’hiver, la vieille chaudière fioul assurait un chauffage peu confortable et trop gourmand en énergie.

Pour la mairie, il devenait urgent de remplacer la chaudière par un équipement permettant d’assurer le chauffage de manière plus confortable, plus économique et plus écologique. De plus, un rafraîchissement l’été était nécessaire afin de garantir une température confortable en cas de chaleur prononcée. Très sensible aux enjeux climatiques, l’adjointe au maire ne souhaitait pas l’installation d’un système de climatisation à part entière. En 2008, la mairie de Luynes, et plus particulièrement le département Bâtiments, s’est donc lancée dans un projet de rénovation thermique répondant à ces besoins.

L’enjeu pour la municipalité était également de réaliser une expérimentation sur ce bâtiment, afin d’éventuellement reproduire le choix technique sur d’autres bâtiments de la ville d’Aix-en-Provence. Pour mesurer uniquement les gains réalisés par la nouvelle installation, le département Bâtiments a fait le choix de ne pas agir sur les autres facteurs d’économie d’énergie, tels que l’isolation du bâti.

Dans le but de répondre à cet objectif, Marc Foveau, responsable du département Bâtiments à la mairie d’Aix-en-Provence, a souhaité testé les performances d’une pompe à chaleur (PAC) à absorption gaz. En effet, celle-ci apparait comme le meilleur compromis pour répondre aux besoins de la mairie:

• Rafraîchissement du bâtiment en été de moins de 5°C, afin d’éviter les surchauffes l’été
• Chauffage du bâtiment l’hiver, assuré par la réversibilité de l’installation
• Peu de pièces en mouvement, d’où un produit à puissance électrique limitée, nécessitant une maintenance simplifiée, et dont le niveau sonore est faible
• Conservation du réseau de distribution existant
• Production d’ECS, possibilité non retenue pour ce bâtiment qui a de faibles besoins en eau chaude

La PAC à absorption gaz fonctionne grâce à un cycle thermodynamique similaire à celui de toute pompe à chaleur. La différence réside dans le procédé. Ici, une réaction thermochimique remplace le compresseur mécanique. Cette réaction est activée par un brûleur gaz naturel. En mode « chaud », le fluide frigorigène – ici l’ammoniac – s’évapore en puisant des calories dans le milieu extérieur et les restitue au réseau hydraulique intérieur du bâtiment en se condensant. 

• La PAC gaz à absorption, de marque Robur et de puissance 38 kW chaud et 17 kW froid, assure le chauffage et le refroidissement du bâtiment.
• La micro-chaudière à condensation assure le complément de chauffage en cas de grand froid. Pouvant être installée à l’extérieur, la chaudière est placée sur le même support que la PAC : des poutrelles métalliques.
• Le système de régulation gère la cascade entre les deux équipements selon les besoins.
• Un ballon tampon de 600 litres a été placé au sous-sol, dans l’ancienne chaufferie.
• Un réseau d'eau glacée a été créé et calorifugé, et des émetteurs de type cassette ont été intégrés aux plafonds, pour assurer le rafraîchissement et le chauffage en intersaison à basse température (45 °C), l’automate remontant la température de départ de l’eau à 60 °C en hiver, en fonction des besoins.

• Modèle : Robur, GAHP AR 2 tubes
• Puissance : 38 kW chaud et 17 kW froid
• Fluide frigorigène : Ammoniac
• Rendement : Jusqu’à 165 % sur énergie primaire (soit 30 à 50 % plus efficace que les meilleures chaudières)

Après un an de fonctionnement sur la période octobre 2009-octobre 2010, un premier bilan a été effectué par le service Bâtiments de la mairie d’Aix-en-Provence. La consommation a donc pu être analysée sur un été et un hiver complet. Sur la partie chauffe, le gain énergétique s’est élevé à 47 %. La consommation d’énergie primaire (Cep) pour le chauffage est ainsi passée de 235 kWhep/m².an à 130 kWhep/m².an. L’été 2010 ayant connu des températures élevées, le test est également concluant pour le rafraîchissement.

Par ailleurs, avec 30 à 50 % de réduction des émissions de CO2 et des coûts énergétiques, l’installation permet d’atteindre aisément les exigences de la RT 2012 et du label BBC-Effinergie.

La dépense dans son ensemble s’est élevée à 60 700 € HT. Elle comprend la dépose de l’ancienne chaudière, l’installation de la PAC absorption et des cassettes, l’installation du ballon tampon à la place de l’ancienne chaudière, la neutralisation de l’ancienne cuve fioul. Compte-tenu de la réduction des coûts de consommation et de maintenance, le temps de retour sur investissement fut de moins de trois ans.

La nouvelle installation et son fonctionnement ont été détaillés auprès du personnel de la mairie-annexe de Luynes, ainsi que les précautions à prendre au quotidien. Le personnel a ainsi pu s’approprier l’installation et plus facilement supporter la période de travaux puis de tests.

L’adhésion envers une nouvelle technologie nécessite quelques remises en question. En effet, cette installation était une des premières PAC gaz à absorption de France. L’appréhension a priori de l’installateur a été levée par  la preuve de fiabilité fourni par le fabricant de la PAC.