Géothermie sur pieux énergétiques: centre de tramways de Tours

Par Jean-Baptiste Bernard - Société ECOME

Le SITCAT est chargé d’organiser les transports en commun à l’échelle des 25 communes qui composent la communauté d’agglomération de Tours ainsi qu’à Tours même. A ce titre, elle est à l’origine du projet de construction d’un tramway destiné à répondre à l’augmentation des déplacements sur l’agglomération et rompre l’isolement de certains quartiers de la ville. La première ligne, inaugurée le 31 août 2013, dessert 62 000 habitants tout au long des 15 kilomètres de ligne, et une seconde ligne est à l’étude pour 2020. L’entretien et le remisage des 21 rames de tramways qui composent la flotte sont assurés par le centre de maintenance à l’extrémité nord de la ligne.

Photo Cyril Chigot

D’une surface totale de 7870 m², ce centre est divisé en deux zones principales : une partie atelier, regroupant la station de lavage, la station service, les installations d’entretien et le centre de remisage ; et une partie administration avec les bureaux, poste de commande centralisée, salles de formation, locaux pour le personnel…Au total, ce sont près de 200 salariés qui travaillent sur ce site capable d’accueillir jusqu’à 45 rames de tramways.

La construction de ce centre s’est faite selon une démarche BBC (Bâtiment Basse Consommation) : un soin particulier a été apporté au bâti (orientation, isolation et vitrages) et aux systèmes énergétiques, avec notamment l’installation de près de 1500 m² de panneaux photovoltaïques et la mise en place d’un système géothermique pour le chauffage et le rafraîchissement des bureaux. Par ailleurs, les eaux de pluie sont récupérées pour le lavage des rames, les eaux sales étant ensuite recyclées.

La totalité des besoins de chauffage et de froid du centre est assurée par le système géothermique dont les tubes de captage sont directement intégrés aux fondations du bâtiment. C’est une installation très originale qui offre l’avantage de diminuer le coût d’investissement du système de chauffage. Il s’agit de l’un des premiers projets sur fondations thermoactives de la région Centre.

Le bâtiment compte 500 pieux dont 54 pieux thermoactifs espacés de 10 mètres, d’une longueur de 15 mètres, contenant chacun 4 tubes en PEHD. Ces pieux sont situés sous la zone de bureaux, qui supporte moins de poids que la partie atelier du centre de maintenance. Une pompe à chaleur extrait les calories du sol, puis la diffusion de chaleur ou de rafraîchissement dans les bureaux se fait grâce à des ventilo convecteurs, l’appoint étant assuré par une chaudière gaz. L’excédent de chaleur produite est utilisé pour chauffer les ateliers.

Par rapport à la solution de référence avec une chaudière à gaz, l’installation géothermique permet une économie sur les charges d’exploitation de 1,10 € HT/m². Le temps de retour sur investissement de cette installation est estimé à 8 ans, contre 11 ans dans le cas d’une chaudière gaz à condensation.
Par-rapport à une solution gaz, cette installation permet d’éviter le rejet annuel de 45 tonnes de CO2, et consomme 178 MWh d’énergie primaire de moins.

En tant que système innovant, ce dispositif sur pieux énergétiques a bénéficié d’une Appréciation Technique d’Expérimentation (ATEx) du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. L’ATEx vise à évaluer un procédé pour en faciliter les premières réalisations. Ici, l’incertitude concerne la réponse thermique du sol et le comportement du béton. Tous les paramètres de pression, température, débit sont suivis afin d’être analysés en détail. Suite à la réalisation de plusieurs opérations similaires, le CSTB a par ailleurs, émis un Avis technique qui intègre la conception et la mise en oeuvre de ces systèmes.

Ce système de pieux énergétiques intégrés aux fondations et donc sur lesquels repose la structure du bâtiment présente des coûts d’investissement attractifs : les sondes sont intégrées aux pieux lors de la construction de l’ouvrage, ce qui n’engendre ni coûts de travaux supplémentaires, ni coûts de forage. En revanche, une étude doit être soigneusement menée afin de s’assurer que les sondes ne perturbent pas la structure géologique du terrain sur lequel reposent les fondations.

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Témoignage de M. Jean-Baptiste Bernard, Associé Gérant Ecome Ingénierie :
« Cette technique de captage de l’énergie géothermique par les pieux de fondation est à étudier dès la conception du bâtiment. Ce procédé fait désormais l’objet d’un Avis Technique du CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), ce qui permet sa prise en charge par les assurances, et facilite la reproduction d’opérations mettant en oeuvre des procédés similaires. Il est à noter que d’autres éléments de structure peuvent être activés tels que les dalles de fondation, les parois moulées ou les tunnels. »