Garder les habitations d’Europe au chaud et au frais de manière durable
De nombreux bâtiments en Europe consomment de grandes quantités d’énergie à des fins de chauffage et de refroidissement. Les systèmes de climatisation s’avèrent la plupart du temps inefficaces et peuvent porter préjudice à l’environnement s’ils dépendent de l’électricité produite à partir de combustibles fossiles. Le projet Hybrid-BioVGE, financé par l’UE, a créé un nouveau système de chauffage et de refroidissement reposant sur l’énergie renouvelable. Cette technologie exploite la chaleur du soleil et de la biomasse et s’auto-contrôle intelligemment afin d’offrir une solution plus efficace et plus abordable que ses concurrents. «Les résultats du projet contribuent à aplanir les obstacles technologiques actuels auxquels se heurtent les systèmes de chauffage et de refroidissement de locaux à petite échelle fonctionnant à l’énergie solaire et à la biomasse, tels que le haut degré de complexité, le manque de sites de démonstration et le peu de données pratiques concernant les environnements d’exploitation réels», explique Szabolcs Varga, chercheur en charge de la coordination à l’Institut de sciences et innovation en ingénierie mécanique et industrielle (INEGI) de Porto et coordinateur du projet Hybrid-BioVGE.
Chauffage et refroidissement hybrides
Le système Hybrid-BioVGE utilise deux nouvelles sources d’énergie: la chaleur du soleil et celle de la biomasse. Cette double source lui permet d’assurer un chauffage intérieur en hiver et un refroidissement en été. Il nécessite très peu d’électricité pour fonctionner, car la chaleur du soleil est sa principale source d’énergie et la biomasse n’est utilisée que comme appoint. Afin d’obtenir une efficacité solaire élevée, l’équipe a mis au point un innovant dispositif d’énergie thermique fondé sur des matériaux à changement de phase pour stocker la chaleur. Des systèmes de commande intelligents permettent également de contrôler l’équipement afin d’assurer une efficacité accrue. «Une chaudière à biomasse multicombustible est capable de fonctionner de manière fiable avec de faibles émissions en utilisant différents combustibles issus de la biomasse disponibles localement», explique Szabolcs Varga. «La technologie que nous avons mise au point dans le cadre du projet Hybrid-BioVGE génère des niveaux d’émission considérablement plus faibles que les chaudières de pointe à granulés de bois, à paille et au miscanthus.»
Un système quatre saisons avancé
En été, la technologie convertit la chaleur en froid pour rafraîchir les espaces intérieurs. «Nos résultats indiquent que notre système de refroidissement à éjecteur affiche des performances bien plus élevées que les systèmes classiques», fait remarquer Szabolcs Varga. «Cette amélioration des performances peut atteindre les 100 %.» L’équipe a obtenu d’importants résultats au cours du projet, aux niveaux des composants comme des systèmes. Des collecteurs thermiques solaires ont été développés pour répondre aux niveaux de température plus élevés nécessaires au fonctionnement du refroidisseur, tout en faisant baisser le coût à environ 0,45 EUR/W de chaleur. La flexibilité de la chaudière à biomasse en termes de combustible est supérieure à l’état actuel de la technique. L’équipe a également intégré des capacités d’entreposage du froid dans le système et les a testées avec succès. «Un système de commande modulaire a été mis en œuvre, qui offre des capacités de stockage de données dans le cloud et de contrôle en temps réel basé sur le web», ajoute Szabolcs Varga.
Les prototypes comme base
L’équipe a développé trois prototypes Hybrid-BioVGE opérationnels. L’un a été testé sur une plateforme «matériel en boucle» spécialement conçue à cet effet, tandis que les deux autres ont été contrôlés dans le cadre d’opérations réelles, à Steyr, en Autriche, et à Porto, au Portugal. «Sans la contribution de l’UE, le projet n’aurait pas pu mobiliser les ressources nécessaires pour réaliser les travaux prévus», explique Szabolcs Varga. Les partenaires intensifieront la publication des résultats du projet à court terme. Plusieurs articles scientifiques mettant à profit les résultats expérimentaux et les données de simulation sont en cours d’élaboration. Les performances du système Hybrid-BioVGE se sont révélées moins bonnes que prévu pendant la saison de refroidissement, mais les problèmes sous-jacents ont été identifiés à la suite de discussions. «Les tests de performance se poursuivront avec un prototype pendant la prochaine saison estivale», déclare Szabolcs Varga. Certains composants de Hybrid-BioVGE, notamment la chaudière à biomasse, devraient être commercialisés au cours des prochaines années.
Mots‑clés
Hybrid-BioVGE, chauffage, refroidissement, solaire, biomasse, renouvelable, énergie, système
