Fondations géothermiques : quand un hôpital parisien produit sa propre énergie renouvelable

Décidément, la géothermie semble avoir de beaux jours devant elle. Dans le cadre du projet d'extension de l'hôpital Robert Debré, dans le XIXe arrondissement de Paris (voir encadré), la technologie des pieux géothermiques a été mise en œuvre pour garantir au nouveau bâtiment sorti de terre sa propre production d'énergie renouvelable.

Ce type de fondations consiste à intégrer des systèmes d'échange thermique à la structure du bâtiment pour la production de froid et/ou de chaud. "Les fondations géothermiques, ou pieux géothermiques, ont souvent été perçues comme une contrainte économique mais deviennent aujourd'hui un atout climatique", explique à XPair Jean-Baptiste Bernard, associé gérant du bureau d'études Ecome Ingénierie et de la société Géothermie Professionnelle, intervenante sur le chantier.

"Nous parlons beaucoup d'inertie et de déphasage des matériaux, mais le bâtiment repose forcément sur le sol et dispose de fait d'une inertie énorme sous ses fondations, inertie qui n'est aujourd'hui pas suffisamment exploitée." Partant du principe que n'importe quel site a à sa disposition des ressources énergétiques à valoriser, certains acteurs plaident donc pour considérer désormais le sol comme un actif du bâtiment.

Les fondations géothermiques consistent à intégrer des systèmes d'échange thermique à la structure du bâtiment pour la production de froid et/ou de chaud.

© Géothermie Professionnelle

"Nous avons 45 ans de retours d'expérience sur cette technologie inventée en Autriche et consistant à installer des sondes géothermiques dans les pieux des fondations. On peut faire du free cooling une partie de l'année et passer en actif cooling durant les périodes de pic, à l'aide d'une pompe à chaleur", reprend Jean-Baptiste Bernard. Le captage peut également se faire sur des parois moulées ou des radiers.

Une aide pour atteindre les seuils RE2025 et RE2028

"Les intérêts sont nombreux : décarbonation de l'énergie et du bâtiment pour aider à atteindre les seuils 2025 et 2028 de la RE2020 ; absence de bilan carbone de la solution elle-même ; baisse des consommations d'énergie", poursuit l'ingénieur.

Dans le cas de l'extension de l'hôpital Robert Debré, le site s'avérait toutefois assez contraint, avec un terrain en dévers et une emprise extrêmement réduite entre l'établissement et le périphérique parisien. Malgré cette configuration, 50 pieux géothermiques installés à 15 mètres de profondeur ont été affectés au chauffage et au refroidissement en free cooling de l'atrium du nouveau bâtiment.

"L'hôpital utilise des systèmes classiques en partie haute en cas de surchauffe, et recourt à la stratification du froid en niveau bas où se trouvent les usagers, ce qui permet de limiter le recours à la climatisation." Le système affiche une puissance de 50 kW.

Toute l'installation a été réalisé en plan masqué, avec des pieux placés dans des cages d'armature, elles-mêmes positionnées dans des parois moulées de 50 mètres de haut pour une épaisseur de 1,50 m.

© Géothermie Professionnelle

La conception et la mise en œuvre validées par un Avis Technique

Toute l'installation a été réalisé en plan masqué, avec des pieux placés dans des cages d'armature, elles-mêmes positionnées dans des parois moulées de 50 mètres de haut pour une épaisseur de 1,50 m.

"On ne doit plus considérer la géothermie comme un surcoût mais comme un investissement, surtout dans le cadre de la RE2020 qui pousse précisément à installer une ENR", défend Jean-Baptiste Bernard.

"Une fois les pieux dans les cages, il est possible de réaliser des longrines afin de raccorder des tuyaux vers le site. Nous préconisons aussi de creuser des rigoles afin de mieux faire cheminer les tuyaux, les protéger et aussi libérer de l'espace. Les collecteurs, eux, peuvent être empilés dans des parkings ou des placards de couloirs pour un encombrement réduit."

En 2011, Géothermie Professionnelle a obtenu un Avis Technique validant la conception et la mise en œuvre des dispositifs, incluant les protocoles de contrôle (pression...) à chaque étape du chantier. L'entreprise avance une durée de vie des installations supérieure à 50 ans, notamment car les tuyaux ne sont jamais exposés aux UV.

"Dans le cas de ce projet, on équipe nativement le bâtiment d'une solution ENR, ce qui prend tout son sens aujourd'hui. Il serait temps qu'on prenne conscience de ce potentiel, en France comme en Europe", argue Jean-Baptiste Bernard.

L'entreprise avance une durée de vie des installations supérieure à 50 ans, notamment car les tuyaux ne sont jamais exposés aux UV.

© Géothermie Professionnelle

Déficit de communication et manque de bras

Et quid du coût ? D'après le gérant, les pieux géothermiques seraient environ 30 % moins chers que les sondes. La partie étude/coordination est évidemment incontournable, mais les professionnels peuvent solliciter l'aide du Fonds chaleur, pour lequel les pieux sont éligibles depuis 5 ans.

L'enjeu porte davantage sur un changement de mentalité des acteurs. "On ne doit plus considérer la géothermie comme un surcoût mais comme un investissement, surtout dans le cadre de la RE2020 qui est un changement complet de paradigme puisqu'elle pousse précisément à installer une ENR (PAC, solaire, géothermie…)", défend Jean-Baptiste Bernard.

Le spécialiste pointe aussi un déficit de communication sur le potentiel des solutions géothermiques. Se pose également la question des compétences et du manque de bras, le métier de foreur peinant à embaucher. La profession s'est emparée du sujet et tente, via certains dispositifs, de rectifier le tir.