L'hôpital de demain sera neutre en CO2 - Ensemble - EQUANS
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L’hôpital de demain
sera neutre en CO2
Étude de cas pour comprendre les mesures
à mettre en chantier pour y arriver
Ensem ble
vers des établissements de
santé plus intelligents
Introduction
La t ransit ion éner gét ique zéro car bone est un v ér it able challenge. Pour le démont rer, nous av ons réalisé une ét ude év olut iv e et
Un challenge que dev ront aussi relev er t ous les ét ablissement s du prospect iv e, à la demande d’un hôpit al belge exist ant , soucieux
secteur de la sant é. d’améliorer son empreinte car bone. À t rav er s ce cas, nous allons
v ous expliquer comment cet hôpit al des années 6 0 peut réduire
Les hôpit aux, les maisons de repos et de soins, sont de gros ses émissions de CO2 aujourd’hui et demain.
consommateurs d’énergie. Jour et nuit , celle-ci est indispensable
pour assurer le f onct ionnement des équipement s médicaux, la Il s’agira de t rav ailler sur 4 élément s clés :
climat isat ion des inf rast r uct ures, la qualit é de v ie des pat ient s
Const r uire ou rénov er de manière durable.
et du personnel, l’éclairage…On comprend mieux pourquoi
l’empreint e écologique du secteur de la santé dans son ensemble Ref roidir de f açon écologique.
représente 4 ,4% des émissions mondiales de CO2, selon l’ét ude
Rendre l’équipement moins éner giv ore.
« Healt h care’s climate f oot pr int » menée par Healt h Policy Wat ch.
Compenser l’augment at ion des consommat ions grâce à
Tendre vers des hôpitaux neutres en carbone à l’horizon 2050 est l’éner gie v er t e.
toutefois possible. Même si les ét ablissement s de soins en général La neut ralité en CO2 de l’hôpit al est un object if réalisable.
resteront toujour s de grands consommat eur s d’éner gie et que leur
Cet te ambit ion f ait par t ie d’un engagement social f or t au
super fi cie ne cesse de croît re (ce qui induit une augment at ion
ser v ice de la sociét é, des pat ient s, des collaborateur s et de
énergét ique pour l’eau chaude, le chauf f age et le ref roidissement ),
l’env ironnement dans lequel ENGIE peut v ous accompagner.
ils peuv ent aujourd’hui déjà réduire leur impact grâce à
Il exigera les cont r ibut ions de t ous les int er v enant s (bureaux
l’innov at ion et au dév eloppement de nouv elles t echnologies.
d’ét udes, architectes, f our nisseur s de ser v ices et de technologies
éner gét iques, d’équipement s médicaux, des autor it és publiques) et
de l’inst it ut ion de santé pour ne pas manquer son object if.
Sommaire
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CHAPITRE CHAPITRE CHAPITRE
Kl Km Kn
Év olut ions ent re l’hôpit al Le chemin v er s Ét ude de cas : bilan CO2
d’hier et l’hôpit al l’hôpit al zéro car bone t ot al des mesures
d’aujourd’hui de demain éner gét iques
‘ ‘ ‘
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
3
CHAPITRE
Kl
Évolutions entre
l’hôpital d’hier et
l’hôpital d’aujourd’hui
Les ex igences et le fonct ionnement des inst it ut ions de soin ont
beaucoup changé ces der nières années. Ces changement s ont
eu un impact sur leur s consommat ions éner gét iques et leur
empreinte car bone.
Qu’est-ce qui a changé ?
> Les chambres communes (pouv ant accueillir parfois jusqu’à
4 personnes) ont prat iquement disparu au profi t des chambres
indiv iduelles ou doubles.
> La durée des séjours a diminué, augmentant par la même
occasion le nombre d’examens et d’interv entions par lit .
> L’innov ation technologique a rendu les équipements médicaux
plus énergiv ores et a nécessité des locaux plus spacieux.
> Les contraintes administ rativ es sont plus importantes.
Dans notre étude de cas…
L’hôpital de 1960 souhaite aujourd’hui s’agrandir
(de 105 000 m 2, il passe à 135 000 m 2) et of f rir
beaucoup plus de confort .
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
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Quant à ses flux de consommation…
L’hôpital d’aujourd’hui est parv enu à faire
des économies d’énergie sur le chauf fage,
l’eau chaude sanitaire et l’éclairage
grâce aux nouv elles technologies.
D’autres postes de consommation qui
étaient minimes, v oire inexistants, ont
aujourd’hui fortement augmenté suite
au renforcement des exigences relativ es
à l’hy giène et au confort . C’est le cas du
ref roidissement , de la v ent ilat ion et de
l’humidifi cat ion de l’air comme le montre
ce graphique.
Néanmoins, et comme
l’indique notre étude
de cas sur le graphique
ci-contre, même si la
demande en énergie
augmente pour certains
postes, l’hôpital
d’hier consommait
proportionnellement , c’est-
à-dire à taille égale, plus
que celui d’aujourd’hui et
de demain (voir deuxième
bât onnet ).
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
5
CHAPITRE
Km
Le chemin vers
l’hôpital zéro
carbone de demain
Pour atteindre l’objectif zéro carbone en 2050,
les institutions de soins devront travailler sur
4 points essentiels. En termes de technologies,
cela signifi e que certaines seront amenées à
disparaître et d’autres, plus effi cientes, à les
remplacer.
1. Les adaptations bioclimatiques
Elles couv rent la concept ion du bât iment , son env eloppe
et son design. Et donc son or ient at ion, l’isolat ion, le
v it rage, la protect ion solaire, l’ét anchéité à l’air et la
v ent ilat ion.
Dans not re ét ude de cas, l’hôpit al du f ut ur v er ra l’isolation
de ses murs, toits et fenêtres renf orcée. Concrètement ,
l’isolation des murs et des toit s passera de 10 cm à 20 cm.
L’étanchéité à l’air sera, elle, prat iquement doublée.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
6
L’orientation du bât iment ainsi que le pourcent age
URG
ENC
E
de v it res ont également été ét udiés et opt imisés. Des
RESTO
cog
en
HOP
ITAL
P
auv ent s automat iques seront inst allés, ce qui per met t ra
125
de prot éger le bât iment du soleil et de limiter la demande
Adaptations bioclimatiques Hôpital d’aujourd’hui (2020) Hôpital de demain (2050) de ref roidissement durant les saisons les plus chaudes.
Uwalls/ roofs = 0,24 W/ m2K U = 0,10 W/ m2K
Finalement , l’ét ude a mis en av ant l’inst allat ion d’une
Optimiser les valeurs u
Uwindows = 1,5 W/ m2K Uwindows = 0,8 W/ m2K v ent ilat ion noct ur ne nat urelle pour ref roidir et v ent iler le
bât iment sans gaspillage d’éner gie.
Optimiser l’étanchéité à l’air n50 = 1,4 vol/ h n50 = 0,6 vol/ h
Not re ét ude a démont ré que ces adapt at ions
Contrôler les gains solaires g = 0,6 g = 0,4
bioclimat iques per met t ront un gain de 30% sur la
Protection solaire automatique Protection solaire automatique auvents demande de chaleur. Notons cependant que mieux isolé,
Orientation nord - sud Orientation est - ouest
l’hôpit al ret iendra plus de chaleur qu’aujourd’hui. Pour
cet te raison, il nécessitera un peu plus de ref roidissement ,
Pourcentage de vitres 60% Pourcentage de vitres 30%
mais cela sera sans commune mesure par rappor t aux
Ventilation naturelle (nuit) impor t ant es économies de chauf f age.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
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2. L’optimisation des installations de chauffage
Si aujourd’hui, dans le cas de cet ét ablissement de
1960, les chaudières au mazout ont déjà dispar u, ce
sera également le cas de celles au gaz et même de
la cogénérat ion en 20 5 0. Elles seront remplacées
essent iellement par :
de la product ion simult anée de chaud et de f roid ;
des piles à combust ible à hy drogène pour produire
chaleur, eau chaude et élect r icit é ;
récupérat ion d’éner gie des eaux usées
(grâce à des t her mopompes) ;
des pompes à chaleur qui t irent
leur éner gie de l’air et du sol.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
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3. Des installations de climatisation plus efficaces
Les unités d’air condit ionné du passé disparaît ront
pour laisser la place à de nouv elles techniques de
ref roidissement . Celles-ci per met tent déjà en 2 0 20 de
compenser 5 0% des émissions de CO2. En 20 50, le sect eur
des soins ira encore plus loin en opt ant pour des pompes
à chaleur qui ext raient la chaleur et produisent du f roid
à par t ir du sol et de l’air ainsi que des sy stèmes de
ref roidissement à l’ammoniac DX, 1 0 0 % nat urel.
> La product ion simult anée de chaud et de f roid
Des réseaux de dist r ibut ion d’eau chaude et d’eau
glacée alimentent les dif f érent s sy stèmes de t raitement
(t raitement d’air, chauf f age…) pour un f onct ionnement
simult ané en chauf f age et en ref roidissement des locaux.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
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> Des pompes à chaleur ATES et BTES
Ce sont des sy stèmes géot her miques peu prof onds.
Ils of f rent une solut ion t ant pour le chauf f age que le
ref roidissement . À la clé : des économies de consommat ion
et une f or te diminut ion des émissions de CO2.
> Des pompes à chaleur air / eau
Pour ref roidir, la pompe à chaleur air / eau f onct ionne de
manière inv ersée : elle ext rait la chaleur de l’air intér ieur
et l’év acue v er s l’extér ieur. Comme un réf r igérateur. C’est
ce que l’on appelle le « ref roidissement act if ».
> Un sy st ème de ref roidissement à l’ammoniac
Doté de propr iétés t her mody namiques remarquables,
l’ammoniac est un gaz f abr iqué à par t ir d’azot e et
d’hy drogène. Les sy stèmes de ref roidissement à
l’ammoniac ont une ef fi cacité jusqu’à 3 f ois supér ieures
aux sy st èmes de ref roidissement t radit ionnels. Il est
ut ilisé dans les pat inoires, les sy stèmes de climat isat ion,
les grandes pompes à chaleur et , désor mais, les
hôpit aux. L’ammoniac a remplacé, dans les sy stèmes de
ref roidissement , les hy drocar bures par t iellement fl uorés
(HFC), néf astes pour le climat .
4. Maximiser la production d’électricité
verte du bâtiment
L’hôpit al du f ut ur aura besoin de plus d’éner gie que
l’hôpit al d’aujourd’hui (en raison d’un conf or t plus élev é et
d’une taille plus grande). Toutefois grâce à des installat ions
plus ef fi caces et une product ion propre d’éner gie v er t e,
il aura la possibilité de diminuer le bilan complet de ses
émissions de CO2.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
10> Grâce aux panneaux phot ov olt aïques
L’éner gie solaire of f re une élect r icit é v er t e à moindre
coût . Un moy en ef fi cace de cont r ibuer à la t ransit ion
énergét ique. On peut placer des panneaux photov olt aïques
sur les toit s ou les f açades de l’hôpit al, mais aussi dans les
par kings grâce à des car por t s solaires. En cas de sur plus
de product ion, l’élect r icit é est inject ée sur le réseau et
peut êt re ut ilisée par des t ier s.
Quant au fi nancement des inst allat ions, des f or mules de
t iers inv est isseur s sont possibles.
Mais aussi…
Grâce aux petites éoliennes à axe v ert ical. Elles
> Grâce à une pile à combust ible présentent de nombreux av antages : robustesse,
Le pr incipe de la pile à combust ible est simple : simplicité de concept ion et limitat ion des nuisances
sonores par rapport au grand éolien. Bien intégrées
Hy dr ogène + Ox y gène -> Élect r icit é + Eau + Chaleur à l’env ironnement , elles permet tent de fournir une
L’hy drogène mélangé à de l’oxy gène génère grâce à une énergie verte et locale, av ec une diminution de 10%
à 30% de la facture électrique. Les pet ites éoliennes
réact ion élect rochimique de l’élect r icit é, de la chaleur et
produisent de l’énergie toute l’année, jour et nuit ,
de l’eau. Tant qu’elle est approv isionnée, la pile f onct ionne av ec un maximum en automne et en hiv er.
en cont inu. Ce processus est donc t rès écologique, car la
quant it é de CO2 émis peut êt re réduite jusqu’à 5 0% par
rappor t à un sy st ème t radit ionnel.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
11CHAPITRE
Kn
Ét ude de cas : bilan CO2 tot al
des mesures éner gét iques
Dans not re ét ude de cas, si nous considérons uniquement que le bât iment émet t rait si des chaudières à gaz et
l’éner gie t her mique (inst allat ions de ref roidissement , des machines de ref roidissement t radit ionnelles ét aient
eau chaude sanit aire et chauf f age) et la product ion ut ilisées pour le chauf f age et le ref roidissement . La par t ie
éner gét ique de 20 0 00 m² de panneaux solaires, nous gr ise cor respond aux émissions de CO2 rest antes. Les
remarquons que les émissions de CO2 diminuent bar res se remplissent progressiv ement de blocs colorés,
for tement et que nous arr iv ons à un bilan car bone négat if ce sont les émissions de CO2 qui sont compensées par des
pour not re hôpit al du f ut ur (voir ligne oblique vert e). Le inst allat ions f onct ionnant aux éner gies renouv elables ou
haut du bâtonnet 19 60 indique les émissions de CO2 par la product ion sur place d’élect r icité v er te.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
12Si nous considérons maint enant dans cet exercice
l’ensemble des inst allat ions t echniques, y compr is les
équipement s médicaux, on remarque que l’hôpit al du
f ut ur a les mêmes émissions de CO2 que l’hôpit al de
19 6 0, malgré les gros ef f or t s en t er mes, ent re aut res,
d’inst allat ions plus per f or mantes et de product ion
d’élect r icité v er te. L’hôpit al du f ut ur of f re cependant
un bien plus grand conf or t . Le bilan CO2 sera t outef ois
presque compensé à 5 0 % en 2 0 50 grâce aux t echnologies
renouv elables et à la product ion d’élect r icit é v er te.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
13Ét ant donné les enjeux climat iques act uels, nous nous at t endons à ce que des
év olut ions technologiques v oient le jour.
Si la t ransit ion v ers l’éclairage LED a déjà per mis aujourd’hui de réaliser
des économies d’éner gie d’au moins 5 0 %, on peut espérer, grâce aux f ut ures
innov at ions en t er mes d’équipement s médicaux, d’humidifi cat ion, de
v ent ilat ion et de pompes, de nouv elles économies de l’ordre de 3 0%.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
14Comment aboutir à un hôpital de 1 000 lits
et 135 000 m 2 neutre en CO2 en 2050 ?
Sur le bât onnet v er t clair à droit e, nous v oy ons les émissions de En conclusion
CO2 qui sont compensées par l’év olut ion de l’ef fi cacité éner gét ique Comme v ous le const atez à t rav er s cet te ét ude de cas, la route
des équipement s. En v er t f oncé, ce qu’il rest e à compenser v ers l’hôpit al car boneut re est encore longue, mais possible.
en product ion d’éner gie locale : ce qu’il sera nécessaire de Il existe déjà beaucoup de t echnologies qu’il est possible de
met t re en place pour par v enir à un hôpit al zéro car bone. Dans met t re en place aujourd’hui. Par exemple, grâce à un cont rat
not re ét ude de cas, nous produisons cet t e dif f érence grâce à de per f or mance éner gét ique, v ous pouv ez at t eindre v os
deux grandes éoliennes produisant l’équiv alent de 11 0 0 00 m² object if s éner gét iques à long ter me. Comme l’ont f ait le cent re
de panneaux solaires. Le stockage d’élect r icité grâce aux bat t er ies de soins psy chiat r iques de Rekem et le cent re hospit alier de
Huy.
– une t echnologie qui dev rait êt re about ie à l’hor izon 2 05 0 –
per met t rait en out re de compenser les v ar iat ions de product ion
des éner gies renouv elables mises en place.
L’hôpital de demain sera neutre en CO2
15À propos d’ENGIE
ENGIE est le leader du marché belge de la v ent e d’éner gie Nos client s peuv ent ainsi se concent rer sur leur act iv ité
et des ser v ices. Il souhait e accompagner les ent repr ises et pr incipale : des soins de qualité pour les pat ient s.
les collect iv it és locales dans leur t ransit ion éner gét ique.
ENGIE est également un par tenaire fi able et expér iment é
Comment ? Grâce à des solut ions innov antes pour une
pour les grands projet s de const r uct ion et de rénov at ion av ec
ut ilisat ion plus ef fi cace et rat ionnelle de l’éner gie dans le but
une approche intégrée. Cer t aines de nos compétences les
d’augmenter le conf or t du client .
plus impor t antes sont la product ion d’éner gie sur site et la
Grâce à une large gamme de ser v ices et une grande expér ience sécur ité d’approv isionnement , l’inst allat ion et le raccordement
dans le secteur, ENGIE s’assure que les ét ablissement s de sant é d’inst allat ions techniques, la concept ion et l’inst allat ion
soient opérat ionnels 2 4h/ 2 4 et 7 j/ 7 . Nous sur v eillons en de salles blanches ult ramoder nes et la dist r ibut ion de gaz
per manence t outes les inst allat ions techniques, garant issons médicaux.
leur f onct ionnement cor rect et opt imisons leur durée de v ie.
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Cont act ez sans engagement l’un de nos exper t s : healthcare@engie.com
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