Rafraîchir et chauffer le quartier des Nations avec l'eau du lac - www.mieuxvivresig.ch - BG Ingénieurs ...
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CONCERTO is co-funded by the EUROPEAN COMMISSION
Rafraîchir et chauffer
le quartier des Nations
avec l’eau du lac
www.mieuxvivresig.ch 1
Une énergie propre à chacun
Sommaire
Le programme Concerto p. 4
Le projet Genève Lac Nations
Le projet Concerto – TetraEner (GLN) a pour but de rafraîchir et
de chauffer les bâtiments des
Le projet TetraEner p. 5
Organisations Internationales
Le projet Antondegi (San Sebastian, Espagne) p. 5
et divers autres immeubles du
quartier Sécheron-Nations à
Genève Lac Nations Genève en les raccordant à un
Les Partenaires du projet p. 6 réseau hydrothermique utilisant
Recherche et développement p. 6 l’eau du lac Léman et permettant
Management p. 7 d’assurer l’indépendance
Exploitation et commercialisation (ESCO) p. 7 énergétique des bâtiments
raccordés (besoins en froid,
Contexte genevois et naissance du projet Genève Lac Nations p. 8 chaud et arrosage).
Contexte législatif et institutionnel p. 8
Naissance du projet p. 9 Le quartier des Nations se situe
au bord du lac Léman et regroupe
un grand nombre d’Organisations
Principe du projet Genève Lac Nations p. 9
Internationales (l’ONU, le Comité
International de la Croix-Rouge,
Chiffre-clés – Enjeux énergétiques et économies d’énergies p. 10 l’OMC… etc) comprenant de
Le réseau p. 10 nombreux bâtiments administratifs
En 2010 p. 10 et centres de conférences entourés
En 2015 p. 10 par de vastes espaces verts dont le
Aspects socio-économiques p. 11 Jardin Botanique de Genève.
Description technique du réseau p. 12
Description des bâtiments raccordés p. 14
Recherche et développement :
Les outils développés dans le cadre de Genève Lac Nations p. 15
Monitoring p. 18
Activités de monitoring du projet p. 18
Formation / training p. 19
Conclusion p. 20
Un projet novateur à l’échelle de tout un quartier :
• Premier réseau de distribution « directe » d’eau froide • Réussite du partenariat public-privé (implication de l’Etat)
pour assurer des prestations thermiques efficaces (froid faisant aboutir un projet regroupant un ensemble d’acteurs
et chaud) et des prestations d’arrosage à plusieurs aux profils très hétérogènes réunis autour d’une vision
consommateurs. commune.
• Valorisation d’une ressource locale utilisée de la manière la • Exemplarité des Organisations Internationales et des
plus intelligente et durable possible (efficacité énergétique, autres partenaires qui s’engagent à réduire leur impact
minimisation des impacts, valorisation multiple de la environnemental.
ressource).
2 3
Le programme Concerto Le projet Concerto TetraEner
CONCERTO lancé par la Commission européenne a l’ambition de répondre Le projet TetraEner
aux défis du développement durable en développant des solutions proactives
aux questions énergétiques à l’échelle européenne. CONCERTO fait partie du Le projet TETRAENER vise à créer des zones de constructions résidentielles et Les collectivités participant au
programme cadre de recherche sous l’égide de la DG Transport et Energie de la administratives où la dépendance énergétique externe est réduite en optimisant projet TetraEner opèrent un partage
Commission européenne. l’équilibre de l’offre et de la demande grâce à une amélioration du rendement de connaissances et développent
énergétique, à l’utilisation des énergies renouvelables, à la gestion de la des synergies dans le domaine de
Après une 3ème phase d’appel à projet, ce programme réunit 45 communautés réparties demande et à des applications de contrôle. l’intégration à grande échelle des
en 18 projets qui s’investissent pour développer leur autonomie énergétique. sources d’énergies renouvelables, des
TetraEner est constitué de deux projets de développement urbain dans les villes de San éco-bâtiments (Ecobuildings), de la
Ces communautés travaillent à développer une politique énergétique totalement Sebastian (Espagne) et de Genève (Suisse), ainsi que d’une communauté observatrice, polygénération et dans le management
intégrée, harmonisant l’utilisation substantielle de sources d’énergie renouvelable avec la ville de Francfort (Allemagne). local de l’énergie.
des technologies et des systèmes innovants pour réduire les besoins, la consommation
d’énergie et améliorer la qualité de vie des citoyens.
Les Communautés Concerto San Sebastian
ACT II Le projet Antondegi
(San Sebastian, Espagne)
Hannover (DE)
Nantes (FR)
CLASS I
Stenlose (DK)
Le projet énergétique élaboré dans le cadre du
CONCERTO AL PIANO développement urbain de la banlieue de San Sebastien
Alessandria (IT) permettra une réduction de la consommation totale
CRRESCENDO d’énergie primaire de 29 % et réduira les émissions de
Almere (NL) REMINING-LOWEX CO2 de 8 400 tonnes par an :
Ajaccio (FR)
Milton Keynes (UK) Heerlen (NL)
Viladecans (Barcelona, ES) Zagorje (ES)
• Classification énergétique A pour tous les bâtiments.
ECO-CITY RENAISSANCE
Lyon (FR)
Helsingborg (SE)
Zaragoza (ES) • Installations centralisées pour la production et la distribution
Helsingor (DK)
Trondheim (NO) du chauffage, d’eau chaude et d’électricité pour répondre aux
Trudela (ES) SEMS
Redange (LU)
besoins d’environ 4 030 foyers.
ECOSTILLER Slubice (PL)
Amsterdam (NL) Tulln (AT)
Mabjerg (DK) Weilerbach (DE) • Installation de cogénération avec moteurs alternatifs alimentés • Des éoliennes, d’une puissance de 6 kW chacune, seront
Lambeth (London, UK)
SERVE
au gaz naturel et génération de chauffage utilisant la chaleur également installées dans un site connecté au réseau.
ENERGY IN MINDS! Serve region (IR) résiduelle des moteurs et de la combustion dans une
Falkenberg (SE) chaudière de déchets forestiers indépendante. • Système de contrôle continu de la consommation de
Neckarsulm (DE) SESAC
Weiz Gleisdorf (AT) Delft (NL)
Prévision de puissance électrique : 4 MWe (MegaWatts chauffage et d’électricité en tout point de la demande et en
Zlin (CZ) Grenoble (FR) électriques) ; Prévision de puissance de chauffage : 4,8 MWt temps réel, avec transmission des données via les lignes
Växjö (SE)
GREEN SOLARCITIES (MegaWatts thermiques). électriques. Ce système de gestion intelligent procure au
Lehen (Salzburg, AT) SORCER fournisseur et au consommateur des informations sur la
Valby (Kobenhavn, DK) Apeldoorn (NL)
Hilerod (DK) • Installation de 1 750 m2 de panneaux solaires thermiques à consommation actuelle et passée en utilisant le réseau
HOLISTIC haut rendement. électrique lui-même pour transmettre ces informations.
Dundalk (IR) STACCATO
Mödling (AT) Amsterdam (NL)
Neuchâtel (CH) Obuda (Budapest, HU) • Installations solaires photovoltaïques : éclairage de ville avec • Création d’une ESCO (Energy Services COmpany) qui délivre
Sofia (BG)
POLYCITY des panneaux photovoltaïques de 150 Wc (Watt « crête ») des services énergétiques dans la nouvelle zone urbaine et qui
Cerdanyola del Vallès (Barcelona, ES) TETRA ENER installés sur des candélabres, installations de 5 500 Wc avec sera propriétaire des installations de production d’énergie.
Ostfildern (Stuttgart, DE) Genève (CH)
Torino (IT) San Sebastian (ES) CURRENT PARTICIPATING CONCERTO COUNTRIES
un design original aux entrées et abris de transport public avec
panneaux photovoltaïques translucides de 2 750 Wc chacun.
4 5
Genève Lac Nations
Les Partenaires du projet
Recherche et développement Management
Ecole Polytechnique et Fédérale de Lausanne – LENI
Etat de Genève – Service de l’Energie (ScanE) BG Ingénieurs Conseils SA
Le Laboratoire d’énergie industrielle (LENI) fait partie
de l’Institut des Sciences de l’Energie (ISE) de l’Ecole Le service de l’énergie (ScanE ) fait partie de la direction BG Ingénieurs Conseils est un bureau d’ingénieurs
Polytechnique et Fédérale de Lausanne (EPFL). générale de l’environnement du Département du territoire multidisciplinaire dont les principaux domaines d’activités
(DT) du canton de Genève. sont les infrastructures et les transports, la gestion de
Le LENI est un centre d’excellence d’enseignement et de l’environnement et des eaux, le bâtiment et les industries,
recherché lié à l’analyse et le développement de systèmes Le ScanE a la mission, sur le canton de Genève, la planification énergétique territoriale et l’utilisation
énergétiques durables (thermiques ou électrochimiques) d’encourager une utilisation rationnelle de l’énergie et de rationnelle de l’énergie.
ainsi qu’à l’intégration et la rationalisation énergétique de promouvoir les sources d’énergies renouvelables.
process industriels. www.bg-21.com
www.scane.ch
Contact: françois.marechal@epfl.ch
http://leni.epfl.ch/
Exploitation et commercialisation (ESCO)
Ecole Ingénieurs de Genève – LEEA Université de Genève – Groupe Energie Services Industriels de Genève - SIG
Le Laboratoire énergie, environnement et architecture Le Groupe Energie (anciennement CUEPE) appartient au SIG est une régie autonome de droit public qui assure la
(LEEA) est une entité de l’ Ecole Ingénieurs de Genève (EIG) « Pôle environnement » de l’Université de Genève. distribution de services de proximité pour les habitants et
qui regroupe environ 6 800 étudiants. les entreprises du Canton de Genève.
Le Groupe Energie fournit des solutions aux problèmes
Outres ses missions d’enseignement (BACHELOR et MAS), énergétiques en s’appuyant sur une approche L’eau, les énergies (électricité, gaz et chauffage à distance),
le LEEA apporte un important soutien aux professionnels en interdisciplinaire et en encourageant les interactions entre le traitement des déchets et les télécommunications sont
réalisant des études particulières et des expertises dans le scientifiques, professionnels et autres acteurs-clés. gérés dans un contexte régional et dans le respect des
domaine de l’énergétique de l’environnement construit. valeurs du développement durable.
Contact: bernard.lachal@unige.ch
Contact: gilles.desthieux@leea.ch http://www.unige.ch/energie/index.html http://www.mieuxvivresig.ch/
http://www.leea.ch/
6 7
Contexte genevois et naissance Naissance du projet
du projet Genève Lac Nations
Les études liées à la construction Le concept initial développé sous Le projet final s’affine pour aboutir en
du siège mondial du groupe l’égide du ScanE a permis d’aboutir à la 2005 à un projet novateur et intégrateur
Contexte législatif et institutionnel Merck-Serono prévue en 2001 ont conclusion d’un partenariat public-privé au niveau du quartier :
constitué une opportunité pour avec Merck-Serono pour la construction
La politique énergétique du canton de Genève se base sur Le ScanE (Service de l’Energie du canton de Genève) participe l’étude du développement d’un d’une station permettant d’accueillir les • Connexion à des bâtiments
2 documents de référence: à l’élaboration de la législation et de la politique énergétique réseau hydrothermique au niveau installations techniques de pompage de existants et de nouveaux bâtiments
genevoise, encourage et développe les rapprochements entre du quartier des Nations situé au Merck-Serono, mais également celles à faible consommation énergétique
• La « Conception Générale de l’Energie » (CGE), document les différents acteurs (économiques, techniques, politiques et Nord-Ouest de la Ville de Genève. du futur réseau hydrothermique désigné (écobuildings) au réseau d’eau du lac
stratégique adopté par les parlementaires cantonaux sociaux), propose des aides financières aux projets tant publics sous le nom de Genève Lac Nations. (réseau GLN)
qui définit tous les 4 ans les objectifs et priorités à que privés, tout en préavisant et en assurant le suivi des projets Ce quartier, en pleine mutation depuis le
moyen et long terme du canton en matière énergétique. de construction. début des années 2000 avec un certain En 2004, SIG (Services Industriels de • La mise à disposition de l’eau de
nombre de zones en réaménagement et Genève) se joint au projet en proposant retour du réseau afin d’assurer des
• Le Plan Directeur de l’Energie (PDE), document Le ScanE intègre ainsi à sa politique énergétique des mesures la présence de projets de construction un « élargissement » du réseau. En prestations d’arrosage dans les divers
opérationnel élaboré par le gouvernement cantonal qui de planification traduisant sa volonté de satisfaire aux critères d’ampleur, constituait une zone intégrant de nouveaux clients, le espaces verts de la zone.
établit les mesures et actions spécifiques à réaliser pour d’une gestion et d’un développement durable qu’il s’est fixé. propice à la mise en œuvre d’une périmètre du quartier initial est élargi,
atteindre les objectifs-cibles de la CGE. politique énergétique innovante du fait permettant dès lors d’atteindre une
Les projets impliquant de gros consommateurs d’énergie (i.e. de sa demande en froid relativement puissance potentielle critique pour que
présentant une consommation finale d’énergie thermique importante. SIG puisse s’engager dans la phase de
Les objectifs à long terme de la CGE (2005-2010) sont tournés supérieure à celle équivalant à 200 ménages) ont l’obligation construction.
vers la société à 2 000 Watts sans énergie nucléaire et se légale d’élaborer un concept énergétique de quartier afin
traduisent dans le PDE par un ensemble de domaine-clés : d’assurer une maitrise de la demande d’énergie, un recours
systématique aux ressources énergétiques locales mais aussi et
Principe du projet
Genève Lac Nations
1. SERONO: Proposition d'un concept
• La réduction de la demande énergétique par l’utilisation de surtout d’identifier et développer les synergies possibles entre 2. Le canton (SCANE) demande l'élaboration
hauts standards de performance énergétique. les différents consommateurs. d'un concept de quartier (Sécheron)
> Naissance du projet Genève Lac Nations
3. SIG: Décision d'élargir le concept/projet
Le principe du projet consiste à « amener
• La garantie d’efficacité des systèmes de production- & Développement d'une vision globale
l’eau du lac » directement aux bâtiments
distribution d’énergie en s’appuyant sur des outils consommateurs en les raccordant à un réseau
1. SERONO
réglementaires. hydraulique de transport et de distribution
2. SÉCHERON d’eau profonde du lac Léman afin d’assurer des
• La priorité donnée aux filières énergétiquement et 3. GENÈVE LAC NATIONS
prestations de rafraîchissement en direct, par
exergétiquement les plus efficaces. le seul biais d’un échangeur et en adaptant les
systèmes de régulation. Ce réseau permettra
• La priorité donnée à l’utilisation rationnelle des énergies également de chauffer des bâtiments neufs
renouvelables locales complétée par l’utilisation d’énergies par le biais de pompes à chaleur haute
renouvelables certifiées pour assurer la demande. performance.
espaces verts
ville
Dans un premier temps, il est prévu que la
immeubles principaux
plupart des bâtiments existants actuellement
rues principales chauffés au mazout passent au gaz naturel.
Il est de plus prévu que l’électricité fournie aux
bâtiments connectés (existants et neufs) soit
produite de manière 100 % renouvelable.
A plus long terme, les bâtiments existants
connectés pourront être chauffés par ce même
réseau, en comptant sur des rénovations
importantes qui permettront de diminuer
les besoins et d’adapter les systèmes de
distribution-émission-régulation (notamment en
Genèse du projet - Etapes-clés, zones d’influence (ScanE) termes de températures de distribution).
8 9
Chiffres-clés – Enjeux énergétiques et économies d’énergies Aspects socio-économiques
Le projet s’est donné pour objectif d’arriver à un
Le réseau engagement de la part de l’ensemble des acteurs du
projet (SIG, Etat de Genève, académies institutionnelles,
Longueur des conduites : 6 km Union Européenne, travailleurs et habitants du quartier)
Débit maximal : 2 700 m3/h autour d’un concept et d’une vision commune.
Capacité : Potentiel de rafraichissement ➜ 16.2 MW,
Potentiel de chaleur ➜ ~ 3 MW Cet objectif est ambitieux, compte tenu de l’hétérogénéité des La population active et résidente du quartier des Nations va
Coûts d’investissement estimés : ~ 33 Mio CHF populations concernées : collaborateurs des Organisations aussi profiter indirectement du réseau : la diminution du trafic
(soit près de 25 Mio €)
Internationales, résidants d’EMS (Etablissement Médico-Social), routier et des camions de livraison de mazout, mais aussi la
étudiants ou encore habitants de la partie résidentielle du disparition des cheminées/chaufferies à mazout du quartier
Les bâtiments quartier des Nations. vont améliorer la qualité de l’air et le cadre de vie. De plus, le
risque sanitaire lié aux tours de refroidissement des systèmes
Eco bâtiments raccordés au réseau GLN : ~ 200 000 m2 Un autre objectif important est de permettre l’accès à une classiques de climatisation diminuera fortement avec la
(Besoins énergétiques : au moins 30 % en-dessous des standards fédéraux)
ressource thermique renouvelable et durable sans discrimination suppression progressive de ces dernières.
économique : ceci est assuré par la mise en place de tarifs
Bâtiments existants raccordés au réseau GLN : ~ 640 000 m2 concurrentiels, et de fait attractifs, pour la fourniture d’énergies
par le réseau GLN. Enfin, on peut mentionner la création
de quelques postes de travail liés à l’exploitation du réseau
thermique mis en place.
En 2010 Mise en place de la conduite de rejet de l'eau dans le lac, diffuseur de type clarinette
10 bâtiments raccordés dont 6 bâtiments existants :
Consommation d’énergie thermique du réseau GLN : 12 500 MWh
(dont 500 MWh de chaleur)
Economies de CO2 : ~ 6 900 ToCO2equ/an
Réduction de la consommation d’énergie finale : -20 %
En 2015
11 nouveaux bâtiments à basse consommation et 10 bâtiments existants :
Consommation d’énergie thermique du réseau GLN : 26 500 MWh
(dont 1 500 MWh de chaleur)
Economies de CO2 : ~ 12 900 ToCO2equ/an
Réduction de la consommation d’énergie finale : -30 %
Economies d’eau potable (arrosage des jardins) : 75 000 m3/an
La consommation d’électricité renouvelable certifiée : 100 %
10 11
Description technique du réseau 20.0
18.0
16.0
Température (°C)
35°C (Direct) Watering 14.0
Cooling
12.0
10.0
Rue de Lausanne Parc Barton
LAC
8.0
10 to 12°C
6.0
4.0
Heat pump
2.0
Heating
0.0
janvier février mars avril mai juin juillet août septembre octobre novembre décembre
6 to 9°C
Température moyenne eau du lac à 30 m. (°C) Température moyenne eau du lac à 5 m. (°C) Température moyenne de rejet eau du lac à 5 m. (°C)
PRENEUR D'ÉNERGIE STATION DE POMPAGE CRÉPINE D'ASPIRATION Le graphique illustre l’évolution de la température de l’eau rejetée. • Durant la saison de chauffage, l’eau pompée est refroidie par
L’eau pompée en profondeur est ensuite rejetée dans son milieu les pompes à chaleur des clients, elle est ensuite rejetée à une
naturel à une profondeur de 5 mètres, à une température proche température de l’ordre de 3°C.
L’eau du lac Léman est pompée à 37 m bâtiment, ces échangeurs se substituant à des températures de l’ordre de 40°C de celle de l’eau de surface.
de profondeur où sa température est quasiment toute l’année aux machines (voire 55°C pour la préparation d’eau • Durant la saison de climatisation, l’eau rejetée est réchauffée
relativement stable au cours de l’année de froid classiquement utilisées. chaude). GLN exploite une source de dans les échangeurs d’eau glacée pour être idéalement
(entre 6 et 9°C). Cette eau circule ensuite Lorsque la demande de froid est trop chaleur renouvelable dont la température restituée à une température d’environ 15°C, ce qui est une
dans le réseau GLN qui relie la station de importante ou pour les prestations de est variable (eau du lac) tandis que la température proche du milieu ambiant (i.e. surface du lac).
pompage du bord du lac aux différentes froid « contraintes » à basse température, plupart des clients avaient jusqu’alors
sous-stations des bâtiments par le biais une machine classique peut être mise une production de froid classique
de canalisations d’une longueur (simple) en série derrière l’échangeur GLN (le dimensionnée et exploitée en 6/12°C. Un turbinage de l’eau de retour est également prévu • La plupart des bâtiments qui seront connectés existent déjà et
d’environ 6 km et d’une capacité de rendement des machines de froid sur le réseau GLN, au niveau de la station de pompage, possèdent leur propre installation de production de froid.
2 700 m3/h, offrant ainsi une puissance classiques est alors amélioré par le afin de profiter de l’énergie potentielle de l’eau et
théorique de refroidissement de l’ordre raccordement des condenseurs sur le de « pré-entraîner » le pompage. L’eau de retour est Un retour d’expérience du système, basé sur un monitoring
de 16.2 MW. réseau GLN). également disponible pour assurer des prestations d’au moins 5 années, permettra d’engranger des connaissances
d’arrosage. sur un tel système énergétique, simple, performant et innovant
La production de froid est assurée par La production de chaleur est assurée en termes de rentabilité et d’impact environnemental.
des échangeurs raccordés en direct sur par le biais de pompes à chaleur à haut Cette mesure permet d’économiser environ 30 % de l’énergie de
le réseau secondaire de distribution du rendement permettant de relever l’eau Pour permettre de fournir un maximum pompage normalement consommée.
de chaleur/froid avec l’eau du lac, il a été
décidé de mettre en place une structure A l’heure actuelle, il n’existe pas de systèmes
Structure du prix de la prestation de froid de prix incitative favorisant une utilisation réellement similaires au réseau d’eau du lac GLN. TRANSPORT DE intégrateur
GLN CLIENT
Réseau Genève Lac Nations (SIG) optimale du m3 d’eau (pour l’utilisation En effet, l’utilisation d’eau lacustre profonde à des
L'EAU DU LAC
DE ET VERS
d'énergie
en mode « rafraîchissement »), comme le fins de rafraîchissement (DLWC pour Deep Lake
LA STATION DE
POMPAGE capteur capteur capteur capteur
montre l’encart ci-contre. débit T T débit
Prix de l’énergie = prime de puissance + prix de l’énergie de base – bonus Water Cooling) est une technologie naissante et les
systèmes existants ne partagent pas exactement les >
Ceci est fait en réduisant 8°C T réseau > aller 14°C T bat > retour
La prime de puissance représente la part fixe du coût de l’énergie mêmes caractéristiques que GLN.
progressivement le coût spécifique de
Le prix de l’énergie de base correspond à une température de retour de 14°C. l’énergie thermique vendue à mesure
RÉSEAU GLN
ÉCHANGEUR
GLN
RÉSEAU DE DISTRIBUTION
(T VARIE 5 À 10°C) SECONDAIRE BÂTIMENTS
Le prix de base assorti d’un bonus conditionné par la température de retour du réseau secondaire que la différence de température entre Les spécificités de GLN sont les suivantes :
1
capteur capteur
T T
aller et retour (i.e. le deltaT) augmente.
Conditions d’octroi du bonus : • Un rafraîchissement en direct : aucune machine >
Tbat retour < 14°C, prix de base Une utilisation rationnelle du réseau de froid n’est spécifiquement couplée au réseau 9°C T bat > aller
Tbat retour : comprise entre 14 & 15°C, prix de base - 3,5 % permet non seulement aux primaire pour garantir un niveau de température
HYDRO
CONDENSEUR
Tbat retour : comprise entre 15 & 16°C, prix de base - 7 % PAC
consommateurs d’économiser à la fois (même si certains bâtiments existants gardent FRIGO
Tbat retour : comprise entre 16 & 17°C, prix de base - 10 %
de l’énergie et de l’argent, mais assure
2 3
Tbat retour : comprise entre 17 & 18°C, prix de base - 14 % et utilisent, de manière très sporadique, leurs
>
Tbat retour : comprise entre 18 & 19°C, prix de base - 17 % aussi la réserve de puissance nécessaire installations de froid classiques). T réseau > retour
Tbat retour : comprise entre 19 & 20°C, prix de base - 21 % sur le réseau, permettant de subvenir >
Tbat retour : > 20°C, prix de base - 25 % aux besoins des consommateurs actuels
• Un système énergétique non dédié à un utilisateur
et de pouvoir envisager la connexion de
unique. Les prestations sont fournies avec des
nouveaux consommateurs.
objectifs et contraintes de rentabilité.
12 13
Description des bâtiments raccordés Recherche et développement :
Les outils développés dans le cadre du GLN
La dizaine de bâtiments existants participant au projet est essentiellement
constituée, à l’exception de l’Hôtel Intercontinental, de bâtiments administratifs
du quartier des Nations, comme la représentation genevoise de l’ONU (ONUG), Eléments de recherche et développement
le Bureau International du Travail (BIT) ou le Comité International de la Croix-
Rouge (CICR). Le raccordement de ces bâtiments, de périodes de construction De par son caractère innovant, le projet GLN a généré une large part d’activités de Recherche et Développement (R&D).
relativement différentes et présentant diverses particularités et contraintes Ces activités, essentiellement menées par les partenaires académiques, ont consisté à :
d’exploitation, représente un défi technique important.
Réaliser un modèle informatique
Dans un premier temps, le réseau GLN ne pourra pas alimenter les bâtiments existants en
chaleur car les adaptations nécessaires impliqueraient des investissements trop importants.
précis du lac Modèle du lac développé dans le cadre du projet (CMEFE-EIG)
Les prestations de froid nécessitent quant à elles essentiellement des modifications de
la stratégie de contrôle-régulation, en prenant en compte un fonctionnement à débit et Ce modèle CFD (Computational fluid
température variable. dynamics), réalisé avec l’aide de
l’Institut Forel (Versoix, Suisse) est une
Les bâtiments neufs à raccorder seront Le réseau GLN va alimenter des bâtiments existants et des bâtiments neufs. base pour l’étude du comportement
des constructions à haute performance du lac (thermique, courantologie), et
énergétique conforme au label plus spécifiquement de l’influence de
Minergie® ou aux performances OMS GLN (pompage et rejet) sur le système
LAC
Ecobuildings
équivalentes. lacustre naturel. Il permet d’optimiser la
bésy
GLN perimeters (buildings) conception et la localisation des prises
Cham
Les principaux éco-éléments et rejets d’eau.
constituant ces bâtiments sont
essentiellement une isolation Ces études sont menées conjointement
renforcée et des protections solaires par le groupe de compétences en
OIT
(passives et actives) efficaces, mais mécanique des fluides et procédés
aussi des systèmes techniques énergétiques (CMEFE) de l’EIG (Ecole
(chauffage, ventilation, rafraîchissement) d’Ingénieurs de Genève), qui a assuré
de distribution-émission efficaces le développement de ce modèle et son
et conçus pour fonctionner à basse CICR application à un rejet thermique, et par le
température pour le Groupe Energie (anciennement CUEPE)
chauffage et haute de l’Université de Genève (UNIGE)
Gd. Saconnex
température pour le qui assure le suivi environnemental
rafraîchissement. ONU nécessaire sur l’impact thermique lié
au rejet.
Parmi ces bâtiments, on peut OMC1
Réaliser 2 audits énergétiques dans
notamment mentionner, le des bâtiments existants
HOTEL
siège mondial de Merck-Serono INTERCONTINENTAL
dont la première partie est déjà
construite, les nouveaux bâtiments OMM OMC2
Ces audits s’inscrivent dans le cadre de l’étude des problématiques spécifiques liées
administratifs de l’Organisation Mondiale à la connectabilité de bâtiments existants à un réseau d’eau lacustre profonde. Les
PPH
du Commerce (OMC) et de l’Organisation audits effectués ont pour but d’analyser les systèmes de production-distribution-
H. PEACE
Mondiale de la Propriété Intellectuelle COLLEGE émission de froid liées à l’utilisation d’une source renouvelable à relativement « haute »
OMPI SISMONDI
(OMPI), le Collège Sismondi, le complexe IHEID température.
Ga
CAMPUS
re C
dit du « Foyer » de la ville de Genève
orn
SERONO
(bâtiments sociaux résidentiels avec En effet, un certain nombre d’adaptations (technique, régulation) doivent être réalisées
a
HCR
vin
UIT
quelques surfaces tertiaires) ainsi que CCV/IAV sur les infrastructures existantes afin d’exploiter au mieux le froid par l’eau profonde
FIPOI II
le projet de Maison de la Paix et du du lac. Ces audits menés par UNIGE ont permis de développer une méthode de
CICG
campus de l’Institut des Hautes Etudes diagnostic de connectabilité des bâtiments à un réseau de froid « haute température ».
FOYER
Internationales en Développement (IHEID). SÉCHERON
14 15
Modéliser la demande et l’offre énergétique
ainsi que les technologies de conversion d’énergie
Ce travail porte sur des questions de Illustration du modèle d’identification de la demande énergétique développé dans le cadre du projet (EPFL-LENI)
rentabilité et d’efficacité énergétique,
éléments essentiels du projet. La
modélisation effectuée utilise la
Canton de Genève
géo-localisation (Geographical Puissance de production
Information System = GIS). de chauffage et d'eau chaude
(MW) à -6°C
L’application et l’analyse du modèle
7.08 - 11.11 (MW)
sur le quartier lié au projet permet
5.36 - 7.07
de déterminer quelles seraient les
meilleures conditions d’adaptation 4.03 -5.35
Déterminer les conditions-cadres d’exploitation du réseau
des bâtiments existants et d’optimiser 2.87 - 4.02
l’interface réseau-consommateurs. 1.85 - 2.86
1.08 - 1.84 Des études ont également été menées pour obtenir un résultat satisfaisant aux la meilleure solution était que ce soit
Ces études sont principalement menées 0.48 - 1.07
par l’EPFL en collaboration avec SIG différentes contraintes politiques, légales SIG qui gèrent le projet et assument
par le LENI (Laboratoire d’Energétique et les Espagnols du groupe EVE (Ente ou financières de chaque région. les différents risques inhérents à cette
0.00 - 0.47
industrielle de l’Ecole Polytechnique Vasco de la Energ a) afin de déterminer alternative.
Fédérale de Lausanne). les possibilités de structures d’ESCO Dans le cas de Genève Lac Nations, Ce travail s’est accompagné d’une étude
(Energy Services COmpany) qui délivrent une analyse SWOT a permis de de SIG afin de déterminer les meilleures
des services énergétiques dans les déterminer qu’au vu de la relation établie structures de prix valorisant l’utilisation
zones urbaines des communautés depuis plusieurs années entre SIG rationnelle des caractéristiques de la
partenaires du projet. Il a fallu tenir et leurs clients, et en tenant compte ressource « Lac », en particulier la plage
compte des spécificités de chaque ville d’aspects financiers et commerciaux, de température disponible.
Illustration de l’outil GIS développé par l’EIG dans
le cadre du projet, visualisation de la ressource
bois sur GIS (LEEA-EIG)
Déterminer une méthodologie
de planification durable
Partant des connaissances actuelles dans les pratiques
d’intégration des éléments énergétiques dans le processus
d’aménagement du territoire, l’EIG a développé une méthodologie
supportée par un certain nombre d’outils pratiques. Cette
méthode, en cours de finalisation, s’appuie notamment sur
des outils et des bases de données géo-référencées (GIS)
qui permettent un accès, une mise à jour et un traitement de
l’information optimum (ex. calcul des rayons d’influence de
ressources énergétiques renouvelables).
La méthodologie et les outils développés dans le cadre de ces
études seront intégrés à terme dans l’interface développée par
l’Etat de Genève à travers le projet « Portail Energie ».
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Monitoring
Activités de monitoring du projet Formation / training
Le réseau GLN est composé de 3 sous-systèmes qui sont Afin d’assurer une pérennisation des connaissances et
spécifiquement étudiés : du savoir-faire engrangés au cours de ce projet, et ainsi
permettre la duplication de ce dernier, des activités
• le lac, de formation et de transferts de connaissances sont
• le réseau hydraulique lui-même, indispensables.
• les bâtiments qui y seront connectés.
Plusieurs sessions de formation sont prévues dans le cadre du
Le suivi du système dans son ensemble est nécessaire. Le monitoring du lac est essentiellement basé sur des mesures projet, certaines étant réellement spécifiques au projet tandis
Ainsi, un certain nombre de paramètres seront mesurés durant biologiques et physico-chimiques. Un certain nombre de que les autres consistent en l’ajout d’un module dans un cours
les premières années de fonctionnement du système GLN, au paramètres énergétiques et environnementaux ont été retenus existant, par exemple, sous forme d’étude de cas, afin de
niveau du réseau lui-même (débits, températures, pression, pour caractériser la portion de lac concernée, avant, pendant et l’enrichir d’une partie des connaissances acquises durant le
composition de l’eau) mais aussi des bâtiments qui y seront après implémentation du système GLN. projet, notamment:
connectés (débits, températures, consommations finales
thermiques et électriques). Les mesures sont acquises de manière continue ou ponctuelle • Des cours ponctuels dédiés à la problématique de la
(certaines nécessitant le développement et l’installation de connectabilité des bâtiments au réseau GLN, donné par SIG et
En effet, ce type de système novateur ne bénéficie pas, à l’heure systèmes de mesure spécifique) par l’Université de Genève, par l’UNIGE qui s’adressent aux techniciens, bureaux d’ingénieurs
actuelle, d’un retour d’expérience global. Le monitoring précis les Services compétents de l’Etat de Genève (DOMEAU, ScanE) et responsables des bâtiments concernés, ceci afin de leur
devrait permettre de tirer des leçons de l’expérience GLN, mais et par des Services Fédéraux (OFEV). permettre d’utiliser au mieux le potentiel offert par le réseau
aussi et surtout de mettre en évidence les aspects déterminants GLN.
conditionnant la réussite de l’implémentation d’un tel système : Les aspects liés à la ressource thermique, les impacts
quelles sont réellement les prestations délivrées, les points potentiels majeurs sont identifiés et étudiés : impacts sur les • Une session de sensibilisation des étudiants aux
problématiques, l’efficacité énergétique, de quelle manière flux thermiques (température, bilan thermique), biologiques et problématiques des énergies renouvelables et de l’utilisation
peut-on optimiser ce système ? chimiques (notamment mobilisation du phosphore, chloration rationnelle de l’énergie.
des eaux) induits par le rejet thermique du réseau, ainsi que
À décembre 2008, seuls le lac et les bâtiments existants sont l’acceptation publique et les conflits d’usage liés à l’utilisation • Un cours de planification énergétique territoriale durable
étudiés, de manière à établir un état de référence (2007-2008) thermique de la ressource « Lac ». largement étoffé afin de permettre sur 2 jours d’approfondir les
avant l’implémentation du système prévue en été 2009. Le enjeux liés à ce thème.
monitoring se poursuivra au moins jusqu’à fin 2010, ce qui
permettra de suivre de près la mise en route du système. • Des modules « TetraEner-GLN » qui seront intégrés aux
Pose d’une sonde de température au rejet du réseau
formations existantes en Suisse Romande et dédiées aux
Une approche de type interdisciplinaire a été retenue pour le problématiques de la construction durable, les énergies
monitoring du système: l’intégration des aspects énergétiques, renouvelables, la conversion d’énergie ou l’aménagement du
environnementaux et socio-économiques s’avère en effet territoire.
nécessaire pour appréhender de manière cohérente la mise en
place et l’exploitation d’un système énergétique complexe tel que • Un ensemble de travaux de diplôme et/ou de master dont
GLN. Le défi de l’intégration de ce type d’énergie renouvelable se les thèmes et problématiques sont directement en lien
trouve dans cette juste articulation entre les différents sous- avec le projet, comme par exemple, l’application d’un outil
systèmes concernés. de planification énergétique développé dans le cadre de
TetraEner-GLN (modèle Energis) ou l’analyse approfondie de la
Monitoring du sous-système lacustre (lac) ressource « eau du lac ».
Le lac est un compartiment central dans le projet GLN.
Il est à la fois la ressource thermique utilisée pour la prestation
énergétique, mais également le milieu qui reçoit le rejet
hydrothermique du réseau; il a donc une influence majeure sur
l’efficacité du système et il est important d’évaluer avec précision
les éventuels impacts sur son écosystème.
18 19Conclusion • Le projet GLN est non seulement exemplaire du point de vue des objectifs qu’il s’est fixé, mais il démontre surtout qu’il est possible de mettre en œuvre localement des projets innovants et rentables, valorisant de manière durable une ressource renouvelable locale et permettant d’offrir aux consommateurs des prestations à un prix et un confort comparables aux technologies classiques. • Une telle réussite s’explique en particulier par l’implication de l’Etat de Genève, par le biais du ScanE. Celle-ci s’est traduite par la mise en œuvre d’outils techniques et financiers, tel le fonds de couverture du risque, qui ont permis de s’assurer de la faisabilité du projet, et de mettre en place deux partenariats publics-privés successifs qui ont véritablement permis de lancer le projet. • Le succès du projet tient aussi à la force de conviction déployée par SIG notamment afin de faire adhérer les partenaires-clients du réseau à un projet novateur qui comporte de nombreux challenges. Le projet Genève Lac Nations et les enseignements tirés de son développement possède un grand potentiel de duplication comme le démontre la mise en œuvre sur la même base des projets eSpace et Versoix Centre-Ville sur la commune de Versoix (canton de Genève), véritable «petits frères» de GLN. 20 21
Mise en œuvre
À décembre 2008 : Liens internet
• Dix contrats ont été signés pour la Raccordements progressifs avec branchements aux différents bâtiments existant et en Programme concerto : http//concertoplus.eu
fourniture de froid, représentant une construction jusqu'à fin 2015, date à laquelle il est prévu que l'ensemble des preneurs
puissance souscrite d’environ 15 MW. potentiels soient connectés, pour le froid et le chaud. Site Tetraener : http://www.tetraener.com/
Si l’on ajoute les quantités réservées
par les autres preneurs, la totalité de Après la mise en œuvre de certaines mesures conservatoires dans le quartier des
la capacité « froid » du réseau est déjà Nations en vue de la construction du réseau GLN (pose de conduites lors de travaux Contacts
souscrite. réalisés place des Nations), la principale phase de construction du réseau a démarré
en mai 2008 avec la pose du réseau principal sur le domaine public. L’équipement de la Département du Territoire : Service de l’énergie (ScanE)
• Un contrat de fourniture de chaleur a station de pompage et des sous-stations chez les clients est également en cours. Les Alexis Mayer
été signé. De plus, plusieurs preneurs 1ers consommateurs seront raccordés au printemps 2009 tandis que le réseau sera Rue du Puits-Saint-Pierre 4
(exemple: la ville via le projet du Foyer officiellement mis en service en Juin 2009 après quelques mois d’essais. Case postale 3918
Sécheron et l’Etat de Genève via le CH - 1211 Genève 3
Collège Sismondi) se sont engagés à 022 327 23 40
utiliser le réseau pour leurs prestations alexis.mayer@etat.ge.ch
de chauffage ainsi que le préchauffage
de l’eau chaude sanitaire.
SIG : Services Industriels de Genève (SIG)
• Trois contrats ont été signés pour Marc Spitzli
l’arrosage de jardins. Chemin du Château-Bloch 2
Case postale 2777
CH - 1211 Genève 2
022 420 75 83
marc.spitzli@sig-ge.ch
22 23CONCERTO is co-funded by the EUROPEAN COMMISSION TetraEner is a project of the CONCERTO initiative co-funded by the EUROPEAN COMMISSION under the framework program. www.mieuxvivresig.ch Une énergie propre à chacun
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