Chauffer une grande structure

[PATRIC]

Bonsoir,

Je suis interessé par les différentes possibilités de chauffer une grande structure.

Il s'agit d'une structure sportive qui a les dimensions suivantes:

Longueur: 60 mètres
Largeur: 35 mètres
Hauteur: 10 mètres

J'aimerai savoir quelle est la meilleure technologie pour isoler cette salle et la chauffer (jusqu'à 15 degrés).

Merci d'avance

Patrick

[dedeleco]

L'idéal créatif à coût d'usage quasi nul (à part l'investissement initial) est de récupérer la chaleur de l'été (votre structure véritable serre à refroidir) pour la stocker sous terre et l'utiliser l'hiver pour chauffer!!
Pour 15°C vu que le sol en France est souvent en profondeur (quelques mètres) à la température moyenne annuelle autour de 12°C Le puit canadien/provencal est déjà très bon.
En le chauffant l'été pour climatiser on récupère l'hiver cette chaleur en trop !
Voir le site très instructif :
http://www.fiabitat.com/construction-ma ... me.php#5b4
Pour vous il faut isoler l'ensemble de façon classique (très varié en méthodes) et mettre des capteurs simples tuyaux sur le toit qui récupère la chaleur du toit surchauffé l'été pour l'envoyer dans le sol (forages ou puits canadien sous votre structure)
et refroidir en été ce toit à l'intérieur avec l'eau froide qui vient du sol (clim gratuite).
En hiver c'est l'inverse, on chauffe l'intérieur avec la chaleur du sol (conservée sous plus de 3m de terre (épaisseur pouvant être réduite avec des isolants classiques).
Dans votre cas 15°C, déjà la température moyenne du sol (12°C variable entre nord et sud de la France) peut presque suffire et permettre d'éviter une isolation épaisse coûteuse et un système trop volumineux.
Quelques références sur éconologie à compléter sur google avec Seasonal_thermal_storage ou maison passive :
https://www.econologie.com/forums/stockage-t ... t9567.html
https://www.econologie.com/forums/renover-sa ... t9557.html
et pages avant.

La difficulté est que en France presque personne n'est compétent et formé et capable de ne pas faire d'énormes bourdes physiques !!
Une entreprise compétente et créative en chauffage de puit canadien/ provencal et voulant se diversifier serait la meilleure solution.
A mon avis le marché est immense, pour des maisons et structures à chauffage à coût d'usage quasi nul si on est assez créatif pour mettre en place des solutions à coût d'installation minimisé, même si techniquement ce n'est pas un optimum..
En France on a tendance un peu à privilégier de belles solutions techniques optimales fort coûteuses qui donc se vendent peu.
Ainsi des créneaux entiers sont monopolisés par des étrangers !!
Exemple, centrales nucléaires, ITER, aux dépens des éoliennes et autres énergies écologiques, pompes à chaleur grand public asiatiques.
De plus tout système à consommation nulle ne motive pas beaucoup d'entreprises qui préfèrent une consommation régulière.

Dans votre cas vous êtes où ? pour savoir la température moyenne annuelle et sa différence par rapport à votre objectif de 15°C.
Mais à priori le puit canadien/provencal est déjà une belle économie!
Regarder sur econologie et google les serres et leur solutions.

[bernardd]

Effectivement, si la température désirée est seulement de 15°C, alors utiliser la température du sous-sol est idéal.

S'il s'agit d'un site sportif, il serait tout de même intelligent de prévoir des capteurs solaires thermiques pour l'eau chaude sanitaire.

Et enfin, s'il s'agit d'une collectivité, prévoir l'utilisation de la surface de ce toit pour de la production d'énergie...

[PATRIC]

Bonsoir,

Merci pour vos réponses!

Je suis situé en région parisienne donc niveau énergie solaire et stockage de la chaleur estivale c'est possible.

Je ne connaissais pas le stockage dans les sous sols par forage canadien/provençale.

Nous ne disposons pas de sous sol. Il faudrait en créer un.

En fait je cherche une innovation technologique qui pourrait correspondre à ma demande tout en respectant l'environnement.

Quelles sont les entreprises spécialisées dans ce domaine (forage canadien/provençale)? Quel en serait le coût?

[dedeleco]

En fait je cherche une innovation technologique qui pourrait correspondre à ma demande tout en respectant l'environnement.

Quelles sont les entreprises spécialisées dans ce domaine (forage canadien/provençale)? Quel en serait le coût?

Ce site très clair est un bureau d'étude qui devrait pouvoir répondre :
http://www.fiabitat.com/index.php

La SCOP FIABITAT Concept est un bureau d'études. Nos services s'adressent à la fois aux particuliers, que nous assistons dans leurs projets de conception ou rénovation écologique, et aux architectes ou maîtres d'oeuvre, dans le cadre d'un projet de qualité environnementale ou de maîtrise de l'énergie.
Nous intervenons enfin auprès des collectivités, ou tout autre maître d'ouvrage pour informer et trouver des solutions à vos projets.

pour les contacter :
http://www.fiabitat.com/divers-contact.php

Je suis comme vous, je découvre ce site aujourd'hui signalé par Aumicron initialement et ils sont convaincants dans leur présentation pédagogique !!!
J'envisage de les contacter pour ma vieille maison à améliorer.

[PATRIC]

Merci pour les infos! En effet cela parait très intéressant avec une possibilité de chauffer en hiver et climatiser en été.

C'est exactement ce que je recherche. Par contre en terme de coût cela doit être assez important mais il faudrait voir le montant des subventions

Il faudrait voir aussi la place nécessaire pour l'installation.

Est ce que ça vaut le coup de se rendre au salon de l'énergie renouvelable qui aura lieu à paris du 16 au 18 juin prochain?

Patrick

[dedeleco]

Certainement cela vaut la peine pour connaître ceux qui ne sont pas connus sur internet.
Sur du neuf les solutions économes en énergie sont beaucoup plus faciles que sur du vieux des années 60-70 plein d'erreurs thermiques peu réparables sauf à tout refaire !!
De plus si l'énergie, pétrole, gaz, électricité augmente de prix fortement, comme probable dans le futur, l'économie sera alors très forte et justifie un investissement de départ un peu plus élevé.
Bien conçu, sans chercher l'optimum technique, mais le plus simple, avec un échangeur dans la terre en dessous (variable suivant la structure du sol, humide ou sec, meuble ou dur) sous forme de forages ou de tranchée du type puit canadien profond, on stocke la chaleur de l'été pour l'hiver, et on réduit à très peu les dépenses énergétiques, même si l'isolation n'est pas au maximum, donc moins coûteuse, en augmentant le volume de stockage, dans le sous sol facilement accessible avant le début de la construction.

Sur une maison des années 60-70 c'est plus difficile et le cabinet FIABITAT indique qu'il refuse de rénover ce type d'habitation!!
Ainsi ce que j'indique ne se réalise pas souvent pour ce type de maison que je possède.
Plus je réfléchis, plus je pense que c'est possible sous forme de chauffage central solaire modifié pour chauffer la terre en été et récupérer cette chaleur en hiver.
Une première difficulté est qu'un chauffage central usuel est à plus forte température qu'à 20 à 30°C et donc on doit tout changer et augmenter les surfaces chauffantes à bas T, ou prendre une circulation d'air bas T.

[bernardd]

Le problème de l'utilisation du sol, c'est que percer des trous de petit diamètre coute une fortune et n'est pas rentable, même seulement jusqu'à 10m.

Une tranchée à la pelleteuse couterait presque moins cher, mais je ne sais pas pourquoi, ce n'est pas fait dans les maisons neuves même quand les engins sont disponibles au début. Et difficile dans une maison ancienne :-)

La seule solution à laquelle j'arrive : des réservoirs récupérés, soit des chauffes-eau déjà isolés, soit des réserves en inox de grande capacité, 1 ou 2m3, que l'on isole de l'extérieur.

Avec les capteurs solaires thermiques modernes, isolés par le vide, tu n'es plus limité par la basse température : tu peux avoir de l'eau à 80°C sans problème.

[dedeleco]

On est bien d'accord sur le fond du problème le coût et la nouveauté totale, et il faut changer la situation au niveau industriel (le four microonde pas cher était considéré impossible dans les années 50-60 par les spécialistes de magnétron, trop complexe à usiner, 100 à 1000 fois plus cher, etc.. et pourtant les japonais avec leur minutie liée à leur langue ont réussi !! ) :

percer des trous de petit diamètre coute une fortune

Tout dépend de ce qu'on appelle fortune, de la nature du sous sol (sableux, argile, craie, rocher, humide, sec).
Isoler une maison par l'extérieur coûte une fortune avec entreprise autour de 200€ le m2 pour un résultat moins bon thermiquement et esthétiquement (murs trop épais, etc..), soit sur maison typique avec facilement 200m2 extérieur murs, toit, à doubler un prix de 200x200=40000€ minimum voire plus, avec fenêtres à déplacer et double vitrage (20000€ de plus, le cas de mes voisins pour quasi inutile ), VMC double flux, chauffage central et chaudière tous neufs à bois automatique (10000 à 20000€ de plus!).
Une rénovation normale coûte déjà une fortune (60000€ et plus) pour rester avec des dépenses de chauffage non nulles !
En valorisant une maison bien placée, cela reste intéressant.
Il existe des tarrières pour sol pas trop durs pour sondages du sol et le prix n'est pas astronomique alors pour ces trous ou même la tarrière à louer ou à acheter (quelques 1000€) alors sans limite sur le nombre de trous faits soi même!.

Une tranchée à la pelleteuse couterait presque moins cher

D'accord, quelques 1000€, si le sol est mou, mais si le sol est dur rocher, le forage est mieux et plus profond (louer ou acheter une foreuse d'occasion pour puit proche de sa fin pourrait être une solution? mais on ne s'en tirera pas à moins de 10000 à 20000€ à comparer à l'isolation extérieure ?).

je ne sais pas pourquoi, ce n'est pas fait dans les maisons neuves même quand les engins sont disponibles au début

C'est très nouveau, et avec les normes qui bloquent, personne de professionnel (souvent peu thermicien) ne s'aventure à prendre le risque, surtout que pour si nouveau, il est difficile d'être sûr que la chaleur se conservera de l'été à l'hiver et alors cet investissement perdu attirera les foudres du client furieux !!!!!!

La seule solution à laquelle j'arrive : des réservoirs récupérés, soit des chauffes-eau déjà isolés, soit des réserves en inox de grande capacité, 1 ou 2m3, que l'on isole de l'extérieur.

Les réservoirs classiques de taille moyenne ne permettent pas de passer la chaleur de l'été jusqu'à l'hiver. Les chauffes-eau ordinaire ne gardent pas une semaine la chaleur (passer de 2 à 3 jours à 200 jours, soit un facteur 100, demande une isolation parfaite avec une épaisseur Racine carré de 100=10 fois plus épaisse que celle utilisée de quelques cm et donc une isolation de 50cm de polystyrène sans défaut devrait garder la chaleur jusqu'à l'hiver!!
Pour convaincre les sceptiques, j'écris le calcul et surtout il faudrait faire l'expérience pratique sur 6mois sur son chauffe eau solaire ou pas.
Les pertes par conduction via les tuyaux et fils d'arrivée et départ sont à supprimer avec soin par tuyaux en plastique longs, perte par humidité souvent réellement forte et négligée, etc..
Je pense que même les professionnels ne sont pas convaincus (trop nouveau) et il faut en faire la démonstration pratique à répétition.
Ils n'ont pas tort, car il est facile d'avoir des pertes mal évaluées, par tuyaux, fils et humidité qui passe par quelques fuites dans les interstices et transportent des calories par évaporation condensations répétées.
Les réservoirs en inox sont chers pour le m3 et valent pas mal de forages dans sol argilo-sableux.
On peut prendre des piscines pas chères en plastique (20m3 à 500€ et moins de 1000€ pour cet été, durée de vie faible?) mais il faut les isoler et garder la chaleur de l'été pour l'hiver est loin d'être garantie sans une isolation ultra-épaisse sous terre (50cm de polystyrène étanche parfaitement).
Enfin, il faut noter que l'été le soleil peut chauffer fortement des volumes importants, soit plusieurs piscines de 20 à 50m3, fonction de la surface de capteurs solaires (on peut couvrir tout le toit avec 80m2) et la chaleur importante disponible pour l'hiver sera suffisante pour chauffer une maison ordinaire avec une isolation peu améliorée.
L'optimum financier est à estimer, entre, les améliorations d'isolation, la surface, la nature, simple, sous vide, des capteurs solaires, la nature du stockage thermique (grosse inconnue pour les professionnels), par forage, par excavation, réservoirs, piscines, etc.., le mode de échangeurs et du chauffage air ou eau, etc..

Plus le volume est grand, plus c'est facile et c'est pourquoi les forages sont intéressants, car englobant un gros volume de terre profond.
Il faut des réalisation pratiques convaincante ne cachant pas le difficultés et cherchant à abaisser le prix de revient.
Ce travail reste aventureux car des éléments sont peu caractérisés et reStent plus des vues de théoriciens comme moi acteullement que pratique basé sur des réalités existante et testées.

Vous avez l'expérience réelle de réservoirs proches du m3 et , avec l'isolation de 30 à 50cm de bon isolant étanche, parvenez vous à garder cette chaleur sur 6 mois (180jours) avec moins de 50% de perte ????
C'est déjà très intéressant pour chauffe eau solaire, l'été servant pour l'hiver, mais avec la consommation usuelle de 100l par jour il faut une piscine potable de 18m3 !!!!

Etant théoricien et pratique, j'ai aussi tendance à me méfier de mes théories en particulier effets oubliés comme l'humidité de piscine qui fuie et refroidit tout.

Le marché des maisons ordinaires mal isolées à transformer en maison très basse consommation est énorme, possible et donc il vaudrait mieux ne pas attendre des japonais réalisant à prix bas ce qui apparaissait comme impossible (le cas du four microonde)

[bernardd]

Merci de cette discussion très intéressante.

Je suis aussi habitué à joindre la pratique à la théorie, et réciproquement :-)

Sur cette application de stockage longue durée, je n'ai pas encore eu l'occasion de tester en vraie grandeur. Mais compte tenu de toutes les solutions que j'ai pu examiner, elle me semble la plus raisonnable pour le stockage thermique.

Pour fixer les idées, je pense à utiliser des cuves inox fermées, qui ne sont pas si chères d'occasion :
par exemple http://www.arsilac.com/fr/arsilac-liste ... dFam=CUVES

Les containers plastiques sont aussi une possibilité, mais leur résistance longue durée à 90°C n'est pas acquise.

L'idéal serait de trouver des réservoirs d'azote liquide, avec une isolation au vide comme les bouteilles thermos, d'après ce que j'ai entendu. Mais je n'ai pas plus d'information, ni de prix...

Plusieurs points importants :

* Un réservoir fermé élimine les problèmes d'humidité par évaporation, qui sont certainement la plus grosse perte d'énergie thermique.
* Le positionnement des réservoirs à l'intérieur du volume à chauffer est très important : ainsi, un transfert de chaleur à travers l'isolant n'est plus une perte, mais un chauffage utile.
* Il ne s'agit pas de stocker 6 mois : il faut stocker pour les jours où il n'y a pas de soleil suffisant. J'estimais plutôt cela à 3 mois.
* Si l'été est seul à apporter le capital de chaleur, il suffit ensuite que quelques heures de soleil compensent les fuites de chaleur : l'autonomie est prolongée d'autant.
* Il y a un équilibre à trouver entre quantité d'énergie stockée et quantité des fuites thermiques, en choisissant la plus haute température possible de stockage.
* Il me semble qu'il est plus intéressant d'avoir plusieurs réservoirs : on peut alors refroidir l'un tout en gardant une température haute dans les autres.
* Pour pouvoir conserver la plus haute température intéressante, et éviter tout problème biologique, utiliser l'eau chaude avec un échangeur parait plus efficace.
* La mise en marche d'un poêle à granulé "de plaisir" est aussi l'occasion de stocker.

Pour une maison qui brule aujourd'hui 1000l de mazout ou 2t de granulés, il faudrait stocker 10000KWh=10MWh.

Sur 6 mois de chauffage, cela représente 55KWh par jour.

1m3 d'eau entre 20 et 80°C représente sauf erreur 70KWh (4186J/kg.°K x 60° x 1000 kg/m3 / 3600).

55KWh de chauffage quotidien représente le refroidissement de 0,8m3 par jour.

Il faut 142m3 pour stocker l'énergie calorifique annuelle. Cela fait beaucoup : 71m2 au sol sur 2m de haut !

Mais stocker 8m3 sur 4m2 au sol et 2m de haut représente déjà 10 jours d'autonomie.

1h de soleil sur 10m2 de capteurs thermiques sous-vide à 60% d'efficacité va ramener environ 6KWh : 80m2 ramène 48KWh pour chaque heure de soleil.

Quelqu'un aurait-il des chiffres plus précis ?

Reste à essayer...

Note : au passage, on voit ce que représente le chauffage de l'eau sanitaire... jetée aux égouts