Usquare accueille le plus grand réseau de chaleur bruxellois alimenté par géothermie
Le site de l’ancienne école de gendarmerie d’Ixelles fait actuellement l’objet d’une rénovation en profondeur. Construit au début du 20e siècle, le site est idéalement situé à proximité de deux campus universitaires (ULB et VUB), au carrefour de quartiers jeunes et animés et sur un nœud de lignes de transports en commun (train, tram, bus).
D’une surface de 3,9 hectares, la longueur de son mur d’enceinte avoisine les 800 mètres et ses bâtiments actuels totalisent quelque 56.000 m2 où coexisteront plusieurs bâtiments universitaires de l’ULB et de la VUB, 460 logements étudiants, 120 logements familiaux, des espaces publics conviviaux ainsi que des commerces, la future maison de l’autisme, la halle alimentaire et d’autres équipements de proximité accessibles aux riverains.
Pour répondre aux besoins de chauffage et de refroidissement de l’ensemble des bâtiments présents sur le site, la SAU, en collaboration étroite avec la VUB et l’ULB, a construit un réseau de chaleur urbain alimenté par 132 sondes géothermiques et une pompe à chaleur (PAC) nouvelle génération, dite PAC CO2 (v. glossaire).
La SAU s’est entourée du bureau d’étude MK Engineering afin de définir les besoins futurs en chaud et en froid de l’ensemble des opérations en présence et de concevoir un réseau de chaleur efficace et résilient sur le site Usquare. MK Engineering faisant partie de l’équipe d’auteur de projet en charge des futurs espaces publics, l’intégration des caractéristiques intrinsèques du site (milieu urbain dense et déjà constitué, bâtiments existants, historiques et patrimoniaux) s’est opérée dès la conception du réseau de chaleur.
Pour la construction de l’infrastructure, la SAU a fait appel à la société Véolia, pour les l’ensemble des équipements en chaufferie, et au groupement Colas-Equans-VM Boringen pour la géothermie et le réseau de distribution chaud et froid vers les bâtiments du site. Aujourd’hui, le réseau de chaleur est entièrement fonctionnel et les opérations de réception sont en cours de finalisation.
Le futur réseau de chaleur de Usquare subviendra à la totalité des besoins en chaleur (et en refroidissement) des opérations immobilières développées sur le site et permettra de diminuer drastiquement la dépendance au gaz des bâtiments du site, et dès lors d’inscrire le site Usquare dans l’évolution des ambitions politiques en matière de décarbonation.
La production de chaleur (et de froid) du réseau se situe dans la chaufferie centralisée du site, localisée dans le sous-sol du bâtiment L. Cette production de chaleur et de froid s’appuie essentiellement sur la géothermie couplée à une pompe à chaleur CO2. Une chaudière alimentée au gaz assure l’appoint lors des crètes des demandes des futurs utilisateurs (quelques semaines par an). La pompe à chaleur CO2, mais également l’ensemble des accessoires nécessaires au fonctionnement du réseau (pompes, échangeurs, vases d’expansion,…) seront alimentés par de l’électricité verte produite localement via des panneaux photovoltaïques posés sur la toiture du bâtiment M.
Le système géothermique mis en œuvre à Usquare est une géothermie dite « fermée » (v. glossaire), qui s’implante sur 3 champs de sondes répartis sur l’ensemble du site. Cette implantation des sondes constituait un défi en soi, car elle s’inscrivait dans un contexte de rénovation et était donc fortement dépendante de la configuration du site Usquare, à savoir la densité bâtie et la conservation du bâti existant et la création d’espaces verts dans le projet à terme.
Gilles Delforge, directeur de la SAU : « Cette installation est l’une des plus importantes à ce jour en Belgique. Elle subviendra aux besoins en chaleur, mais aussi en refroidissement, de tout un quartier. Elle permettra également de collecter des données scientifiques utiles aux développements futurs de cette technologie, et ce grâce à une collaboration très fructueuse avec l’ULB et la VUB, qui sont à l’origine du projet. Il y a 15 ans, un réseau de chaleur alimenté par de l’énergie renouvelable, sans opportunité d’énergie fatale gratuite, pouvait encore apparaitre comme utopique. C'est aujourd’hui une réalité crédible et je me réjouis que la SAU puisse jouer en cette manière un rôle porteur d’innovation ».
Quelques chiffres :
- Mise en service : juin 2024
- 1ers raccordements, (pôle académique ULB – VUB, FabLab ULB VUB et 3 bâtiments en occupation temporaire) : automne 2024
- 2ème raccordement (après les équipements universitaires, 31 logements sociaux au sein du Clos des mariés) : automne 2026
- 3ème raccordement (pour y ajouter les 460 chambres étudiants et le pôle auditoires) : été 2030
- Progressivement à l’horizon 2032 : le reste du développement immobilier de l’ensemble du nouveau quartier Usquare et éventuellement une extension à proximité immédiate alimentant des logements sociaux
- Nombre de bâtiment raccordés à terme : environ 20
- Surface bâtie raccordée de l’ordre de 55.000 m²
- Nombre de sonde : 132 sondes
- Profondeur des sondes : 120m
- Puissance nominale chaud : 2000 kW
- Puissance nominale froid : 650 kW
- Longueur boucle chaud : 1750m
- Longueur boucle froid : 1200m
- Longueur boucle géothermie : 1200m
Glossaire
Géothermie fermée:
Un système géothermique est dit « fermé » si un fluide caloporteur circule dans un circuit fermé installé dans le sous-sol. Ce circuit est installé dans des forages géothermiques et peut se présenter sous différentes géométries. La solution la plus couramment utilisée est celle d’une boucle de tubes en double U introduite dans un forage d’environs 150 mm de diamètre et scellé par un coulis de scellement présentant de bonnes propriétés thermiques pour minimiser la résistance thermique de la sonde et ainsi maximiser les échanges thermiques entre le fluide caloporteur et le sous-sol. L’ensemble forage – tubes – coulis porte le nom de sondes géothermiques.
En régime de chauffe, le fluide caloporteur est injecté dans la sonde à une température inférieure à la température du terrain. Le fluide se réchauffe au contact du sous-sol et est donc récupéré à la sortie du circuit à une température supérieure à la température d’injection. La différence de température ainsi générée est captée par une pompe à chaleur géothermique. Dans la pompe à chaleur, le fluide caloporteur se refroidit avant d’être réinjecté dans la boucle fermée et l’énergie thermique ainsi récupérée fournit la chaleur au système de chauffage.
En régime de refroidissement, le processus s’inverse. Le fluide caloporteur est injecté dans le circuit à une température supérieure à la température du terrain, ce qui permet de dissiper la chaleur dans le sous-sol.
Pompe à chaleur CO2:
La particularité d'une pompe à chaleur au CO2, c'est en premier lieu l'utilisation d'un fluide frigorigène naturel (le CO2), combiné à une production importante d'eau chaude à haut rendement jusqu’à 90 degrés.
Rappelons que la réglementation européenne F-Gaz (ou règlement N°517/2014) n’a cessé d’évoluer depuis 2015 pour promouvoir l’utilisation des fluides frigorigènes ayant un faible GWP (Global Warming Power).
Le fluide frigorigène CO2 ne dégrade pas la couche d'ozone (potentiel de réduction de la couche d'ozone ODP = 0) et a un potentiel de réchauffement global extrêmement bas (potentiel de réchauffement global GWP = 1). Le dioxyde de carbone CO2 n’est ni toxique, ni inflammable et est chimiquement inactif.
L’utilisation du dioxyde de carbone comme fluide frigorigène confère donc un avantage certain sur le plan environnemental par rapport à d’autres réfrigérants (notamment les HFC) utilisés actuellement dans la plupart des pompes à chaleur sur le marché.
La pompe à chaleur au CO2 s’inscrit dans ce contexte visant à la réduction des gaz à effet de serre d’une part, et d’autre part c’est un système énergétique à haute efficacité qui génère de faibles coûts de fonctionnement.
