Usquare.brussels: les énergies renouvelables s’intègrent dès la phase de conception

En 2018, un groupe de travail en énergie renouvelable a été associé au projet. Dirigé par Michel Huart, en charge également des technologies photovoltaïques, en collaboration avec Patrick Hendrick pour la riothermie, Bertrand François et Pierre Gérard pour la géothermie, le groupe a mené une étude de faisabilité à l’échelle du site afin de tester des scénarios, définir les options principales et identifier le potentiel des énergies renouvelables, analysant plusieurs dimensions: les installations de production, de stockage, et les phases de test. Michel Huart signale que ce projet exceptionnel permet une réflexion plus large en termes d'intégration durable et sociétale. En plus de l’aspect technologique, la réflexion menée à Usquare répond à des préoccupations durables et sociétales. Nous analysons la pertinence d’intégration de cette production d’électricité locale dans une logique de communauté d’énergie, qui serait un véhicule d’intégration dans le quartier. Pourquoi ne pas utiliser l’énergie comme vecteur de lien social?

Géothermie

Deux tests de forage ont été menés en mars et mai 2020:

• à 35 m de profondeur avec un essai de rabattement de la nappe phréatique pour tester le potentiel d’une géothermie ouverte,
• à 250 m de profondeur avec la mise en place, sur toute la profondeur, d’une sonde E-trt qui permet de ramener les informations à chaque point de la température du sol, avec pour objectif de vérifier quelle énergie il est possible d’extraire du sol.

Les études de faisabilité, consolidées par ces tests, ont ensuite été converties en appel d’offres de travaux par le bureau d’études de la SAU (Société d'Aménagement Urbain), MK engineering. À terme, 3 champs de géothermie seront implantés sous la cour d’honneur, entre les bâtiments de kots D et E et sous certains nouveaux bâtiments de logements pour familles, pour un total de 130 forages à 115 m de profondeur, qui produiront 370 kW thermiques, en chaud, et la même chose en froid, ce qui permettra d’alimenter les bâtiments neufs et lourdement rénovés du site. Les bâtiments patrimoniaux, simplement rénovés (les façades étant préservées) seront alimentés par une production mixte gaz/cogénération.

Énergie photovoltaïque

L’implémentation de cette technologie dans le cadre d’une rénovation est souvent un défi d’adaptation au bâti existant. Une partie des toitures était destinée à accueillir l’agriculture urbaine, l’idée de mettre en place des serres solaires a alors rapidement émergé. Notre rôle est aussi de repousser les limites, souligne Michel Huart. Nous avons cherché dès la conception à maximiser les surfaces valorisables pour le solaire, en prenant par exemple en compte les biais qui pourraient naître avec la création d’ombrages.
Les surfaces disponibles étant insuffisantes pour une agriculture urbaine viable, cette piste a été abandonnée. Les toitures ont été converties en toitures bio-solaires participant au maillage vert du tissu urbain et à la production d’énergie.

Qu’est-ce que la riothermie?

La riothermie est un processus de récupération ou d’évacuation de calories via les eaux de l’égout public. En effet, la température des eaux dans les égouts est constante tout au long de l’année et se situe entre 12 et 14°, ce qui permet de préchauffer ou de rafraîchir un fluide caloporteur via des échangeurs installés le long des parois de l’égout. Ce système présente l’avantage de ne pas devoir équilibrer les besoins entre été et hiver, contrairement à la géothermie pour laquelle il y a lieu de respecter un équilibre annuel. Les études ont été menées en collaboration avec VIVAQUA (qui a procédé à des mesures de flux dans l’égout de l’avenue de la Couronne) et permettrait de produire 100 kW thermiques. Le résultat est relativement faible car le débit est amoindri à proximité de point haut en altitude. Cette production permettrait de compléter la production de la boucle tiède (celle qui alimente les bâtiments neufs ou lourdement rénovés).

Le principe de production mixte

Les besoins en chaleur du site seront fournis par une solution mixte qui vise une moindre consommation de la ressource énergétique fossile (le gaz naturel) en optimisant la valorisation de ressources énergétiques locales (puits géothermique, riothermie et solaire). Elle combine pompe à chaleur/puits géothermiques, une capacité de production électrique photovoltaïque et une cogénération au gaz naturel. La solution de riothermie est toujours en phase d’étude. Une solution d’appoint au gaz naturel est maintenue en cas de nécessité. 

Illustration d'un forage à 35m © sau msi.brussels psa