Une boîte à outils innovante dynamise de prometteurs réseaux de froid urbains décentralisés
Les installations centralisées qui climatisent plusieurs bâtiments via une production à distance plutôt que sur site, appelées réseaux de froid urbains (RFU), améliorent la qualité et l’efficacité de l’approvisionnement tout en réduisant la consommation d’énergie et les émissions de CO2. Alors que l’Europe se réchauffe et que la demande de refroidissement des bâtiments augmente, le projet INDIGO, financé par l’UE, s’est fixé pour objectif de rendre les RFU plus efficaces, plus intelligents et moins coûteux.
Soutenir la mise en œuvre avec des outils faciles à utiliser et des composants intelligents
Il y avait déjà de nombreuses raisons d’adopter les RFU. INDIGO a encore amélioré la situation en développant deux outils de planification et de simulation en accès libre et une stratégie novatrice de gestion du système du RFU. Selon Susana López, coordinatrice du groupe d’ingénierie thermique chez Tekniker et coordinatrice du projet INDIGO: «L’outil de planification du projet INDIGO aide les utilisateurs à concevoir et/ou à évaluer les RFU existants et nouveaux, de la production à la consommation. Les analyses du cycle de vie comparent les résultats à ceux d’un cas de référence défini. L’outil de simulation s’appuie sur la bibliothèque INDIGO de modèles dynamiques thermo-fluides des composants de RFU, fournissant des informations détaillées sur le comportement physique pour une conception optimisée. Enfin, la stratégie de gestion optimise intelligemment la programmation pour maximiser l’efficacité et minimiser les coûts tout en tenant compte de facteurs tels que les émissions de gaz à effet de serre et le temps de retour sur investissement du système.» La stratégie de gestion intelligente basée sur la commande prédictive s’appuie sur la prédiction et les sources d’énergie renouvelables. Le système intègre la prévision de la demande des consommateurs, la prévision des prix de l’énergie et les connaissances issues des modèles des composants de RFU. Des contrôleurs prédictifs ont été développés pour gérer les systèmes de production, les pompes de distribution et la centrale de traitement de l’air, certains comprenant des algorithmes d’auto-apprentissage intégrés. Susana López explique: «INDIGO a publié des lignes directrices sur la façon de planifier et de déployer notre système de gestion intelligente pour les RFU afin d’aider les autres à le faire.»
Des économies d’énergie considérables avec des changements minimes
INDIGO a validé son optimiseur de pompe de distribution et sa nouvelle stratégie de gestion (à la fois de la production et de la distribution) dans le RFU de l’hôpital universitaire Basurto de Bilbao, en Espagne. L’hôpital satisfait ses besoins en chauffage et en refroidissement grâce à un réseau de chaleur et de froid urbain qui exploite la chaleur résiduelle et la stocke dans un système de production combinée de chaleur et d’électricité. Le réseau est composé de 11 bâtiments répartis dans un rayon de 2 km. INDIGO a également testé sa stratégie de gestion avec un système conventionnel de chauffage, de ventilation et de climatisation dans un immeuble de bureaux à Neuchâtel, en Suisse. La solution INDIGO a permis de réduire la consommation d’énergie globale d’environ 26 % par rapport aux systèmes actuels. L’optimisation de la pompe de distribution a permis à elle seule de réaliser des économies d’énergie de plus de 50 %. Bien qu’il s’agisse d’une partie relativement modeste du projet INDIGO, les résultats obtenus sont précieux. Le système restera en service sur le site d’essai et présente un potentiel d’application à d’autres installations dotées de systèmes de pompage gourmands en énergie, comme les stations d’épuration des eaux usées. Les résultats du banc d’essai de performance ont montré que les économies d’énergie pouvaient être augmentées de manière significative – jusqu’à 85 % – avec des améliorations à tous les niveaux, du système de production et de distribution jusqu’au niveau du bâtiment (consommation). Les améliorations importantes apportées par INDIGO au RFU en utilisant des systèmes intelligents pour la commande et l’optimisation sont actuellement au niveau TRL 5. Repérées par le Radar de l’innovation de l’UE, les innovations financées par INDIGO devraient arriver plus rapidement sur le marché et commencer à exploiter tout leur potentiel en étant exposées à un écosystème dynamique d’incubateurs, d’entrepreneurs, d’agences de financement et d’investisseurs.
Mots‑clés
INDIGO, énergie, RFU, réseau de froid urbain, optimiseur de pompe de distribution, commande prédictive, modèles dynamiques thermo-fluides
