Géothermie

25 juin 2019 13:10; Act: 25.06.2019 14:16 Print

EPFL: un tunnel du métro M3 source d'énergie?

Des chercheurs songent à équiper un tunnel du futur M3, à Lausanne, d'un système géothermique pour récupérer la chaleur de l'ouvrage. Ce serait une première mondiale.

storybild

Il s'agirait d'une première mondiale, précise l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) mardi dans un communiqué. (Photo: Keystone)

Sur ce sujet
Une faute?

Des chercheurs de l'EPFL ont quantifié les échanges de chaleur dans un tunnel. En appliquant leurs calculs à la future ligne de métro M3, à Lausanne, ils ont estimé l'économie d'énergie que ferait la ville en équipant le tunnel d'un système géothermique.

Dans un tunnel abritant un train ou un métro, les échanges de chaleur sont nombreux. Lorsque le métro freine et accélère, par exemple, le tunnel connaît un pic de chaleur. Cet air chaud se mélange à l'air naturellement présent dans le tunnel et à la chaleur émanant du sol.

Manière imprécise

Le calcul de la chaleur provenant de l'air était jusqu'ici effectué de manière imprécise par les ingénieurs. Des chercheurs du Laboratoire de mécaniques des sols (LMS) de l'EPFL viennent de corriger cela dans une étude parue dans la revue «Applied Thermal Engineering». Ils sont en effet parvenus à donner une estimation précise de ce coefficient clé, appelé le coefficient de convection thermique.

Cette découverte ouvre la voie à l'exploitation d'un tunnel géothermique au bénéfice des bâtiments situés en surface. Les chercheurs ont d'ailleurs testé leurs calculs sur le cas du tunnel du futur métro lausannois M3, amené à relier la gare au nord de la ville (quartier de la Blécherette). Il s'agirait d'une première mondiale, précise l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) mardi dans un communiqué.

Alimentation de 1500 appartements

«Nos recherches montrent qu'en utilisant 50 à 60% du tracé planifié, 60'000 m2 du tunnel pourraient être activés avec ce système géothermique et alimenter en chaleur 1500 appartements standards d'une taille moyenne de 80 m2 ou 4000 appartements Minergie», explique Margaux Peltier, assistante scientifique au LMS, dont le projet de master est à l'origine de la publication.

Ce système a l'avantage de pouvoir stocker de la chaleur et de la diffuser en temps voulu dans les logements. «La ville éviterait l'émission de 2 millions de tonnes de CO2 par an, comparé à un système de chauffage au gaz», ajoute la chercheuse, dont le calcul n'a pas tenu compte des gares du métro ni du dépôt des rames, prévu au nord de la ville, qui pourraient aussi bénéficier de cette énergie.

Dans les infrastructures souterraines, la température de l'air tend à retrouver sa stabilité et à rejeter en surface la chaleur et la fraîcheur excédentaires. Ce rejet se traduit par des mouvements d'air chaud que l'on ressent parfois en passant près d'une bouche de métro. C'est ce phénomène physique que comptent exploiter les ingénieurs, en complément de la chaleur naturellement présente dans le terrain.

Concrètement, ils proposent d'introduire des tubes de plastique dans la structure en béton du tunnel du métro à intervalles réguliers et de les relier à une pompe à chaleur. Un fluide calorifique ou, tout simplement, de l'eau, serait ensuite introduit dans les tubes, à l'image d'un frigo.

En introduisant de l'eau froide dans les tubes du tunnel durant l'hiver, c'est de l'eau chaude que le système rejettera à la surface, et inversement durant l'été. L'équipement géothermique du tunnel présenterait un investissement et une énergie grise négligeables pour une durée de vie allant de cinquante à cent ans. Seules les pompes à chaleur devraient être remplacées tous les vingt-cinq ans.

Chauffage et climatisation

Une fois équipé, le tunnel aurait l'avantage de chauffer les appartements alentour en hiver, assurant jusqu'à 80% des besoins énergétiques. Les besoins restants seraient complétés, idéalement, par une autre énergie renouvelable.

En été, et c'est là la singularité de ces géostructures, les appartements pourraient aussi être refroidis par le système géothermique. «Le tunnel offrirait un système de chauffage et de climatisation très fiable toute l'année», indique Margaux Peltier, qui souligne que le cas lausannois offre un grand potentiel de climatisation. Le système pourrait notamment servir à refroidir la patinoire prévue dans le futur écoquartier Métamorphose.

«Cette publication montre que la technologie des tunnels énergétiques est mature et que nous pourrions l'exploiter au niveau d'un quartier», précise Lyesse Laloui, directeur du LMS.

Reste à savoir si l'industrie suisse est prête à jouer le rôle de pionnière en la matière, car seuls des tronçons-tests ont été exploités à ce jour dans le monde. À noter que les chercheurs ont présenté les résultats de leur étude aux Services industriels de Lausanne, aux Transports Lausannois (TL), au Canton de Vaud, maître d'oeuvre du futur métro, et à la Ville de Lausanne.

(nxp/ats)

Les commentaires les plus populaires

  • Theskytrotter le 25.06.2019 13:41 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    Ingéniosité = vrai progrès !

    Grande idée...il n'y a plus qu'à !

  • Munche le 25.06.2019 16:16 Report dénoncer ce commentaire

    Excellente idée

    une vraie 1ère mondiale, utiliser l'effet géothermique et statique du métro par accumulation de chaleur, c'est totalement révolutionnaire, cette même idée avec des ajustements pourrait servir les transports et immobilier urbain.

  • J Luc le 25.06.2019 18:25 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    Il y e n à des tunnels !!

    Super nouvelle surtout que des tunnels en Suisse ,il y en a on espère que cette technique pourra être installée dans les tubes existants !

Les derniers commentaires

  • Ain Différent le 04.07.2019 11:47 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    Froideur d'esprit

    De quoi échauffer les esprits

  • voiture électrique le 29.06.2019 07:08 Report dénoncer ce commentaire

    comme source d'énergie

    La pénétration dans l'air et le frottement contre le vent pourraient créer des tourbillons d'énergie comme une "vague scélérate" d'air comprimé dans une turbine pour alimenter quatre petits moteurs dans quatre roues de la voiture. Cette énergie gratuite allégerait la consommation de la batterie électrique pour se rapprocher vers une sorte de la "simulation" du mouvement perpétuel.

  • C'est sosso. le 26.06.2019 19:38 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    Une carnivore

    Les lentilles, le quinoa, le millet, avec carottes, tomates etc, tout cela chaud ou en salade. Du bonheur.et 1x par semaine, pas la mer à boire, très bon et pas cher,

  • Nura Cibralic le 26.06.2019 12:05 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    source de énergies

    vau ces très bon nouvel pour environnements

    • Zut alors ! le 29.06.2019 07:14 Report dénoncer ce commentaire

      @Nura Cibralic

      Je vais de ce pas transmettre ton bon nouvel à mon grand-maman. Ces très bon nouvel!

  • Tout-à-fait Thierry le 25.06.2019 18:41 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

    wait, and wait, and wait, and see... Maybe

    On est en Suisse... On ne met jamais en place une infrastructure critique si elle n'a pas été éprouvée pendant vingt ans ailleurs, au moins ! Et bien sûr, il faut qu'elle soit très bon marché. Sinon, on aurait déjà Swissmetro... On peut toujours compter sur nos édiles pour mettre un frein supplémentaire à l'immobilisme

    • Caquelon le 25.06.2019 20:00 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

      @Tout-à-fait Thierry

      Avec Mmede Quattro qui secoue le cocotier et dépoussière le gouvernement vaudois va aller dans le sens de l'EPFL pour un inciter les ingénieurs à inclure ce projet

    • Caquelon le 25.06.2019 20:00 via via Mobile Report dénoncer ce commentaire

      @Tout-à-fait Thierry

      Avec Mmede Quattro qui secoue le cocotier et dépoussière le gouvernement vaudois va aller dans le sens de l'EPFL pour un inciter les ingénieurs à inclure ce projet