“Comment stocker l’énergie bas carbone produite en été pour une utilisation en hiver ?”. C’est à cette question que cherche à répondre le démonstrateur Smart-Grid Thermique & Électrique, lancé par le centre de recherche Energy4Climate (E4C) sur le campus de l’École polytechnique, à Palaiseau. Le projet vise à évaluer la faisabilité technique et les performances d’un stockage thermique de longue durée à partir d’électricité solaire produite localement.
Concrètement, le démonstrateur sera installé à partir d’automne 2025 sur quatre bâtiments résidentiels, représentant 4 800 mètres et 73 logements. Le système énergétique hybride associera énergie photovoltaïque et géothermie afin d’évaluer s’ils sont efficaces pour remplacer le gaz dans des contextes similaires : résidentiel collectif, écoquartiers, bâtiments publics, …
Développement et évaluation du stockage intersaisonnier (PV + géothermie)
Le dispositif s’articule autour de deux centrales photovoltaïques en toiture, totalisant 62 kW installés sur 286 mètres carrés, répartis sur deux bâtiments. La production est utilisée en autoconsommation et alimente les équipements thermiques du site.
Cette énergie est convertie en chaleur via deux pompes à chaleur géothermiques, qui injectent la chaleur produite dans 14 sondes verticales de 185 mètres chacune, soit un total de presque 2600 mètres linéaires. Le système géothermique assure le rôle de stockage intersaisonnier, en transférant la chaleur excédentaire produite pendant l’été pour un usage différé en hiver.
Trois pompes à chaleur aérothermiques et un aéroréfrigérant complètent le dispositif, notamment pour les phases transitoires ou en appoint. Le chauffage d’origine, au gaz, sera progressivement déconnecté.
« L’innovation se situe entre des connexions croisées qui restent encore rares aujourd’hui : réseau électrique et un réseau thermique, avec des arbitrages sur l’utilisation de l’énergie à court terme (typiquement moins de 24h) ou bien stockage saisonnier (à partir du géostockage), précise Jordi Badosa, Directeur Technique du centre E4C à pv magazine France. Notre recherche se basera sur deux aspects : l’optimisation de la gestion d’énergie du point de vue système et l’étude du potentiel d’implication des habitants pour améliorer l’utilisation des ressources. »
Le démonstrateur doit permettre de collecter des données de fonctionnement sur plusieurs saisons. L’enjeu est notamment de quantifier les pertes thermiques liées au stockage dans le sous-sol, les temps de restitution en hiver, ainsi que les conditions d’optimisation du couplage entre solaire et géothermie dans un contexte résidentiel.
Les résultats seront suivis dans le cadre d’un programme de recherche de trois ans, incluant une thèse et un post-doctorat. Un espace dédié dans la chaufferie servira de plateforme d’expérimentation (living lab) pour les chercheurs.
Le projet est financé par le Fonds Ifker pour le Climat et s’inscrit dans une démarche de transformation énergétique instituée dans le campus de l’X et de l’Institut Polytechnique de Paris. Pour le réaliser, E4C s’est associé à Accenta, jeune pousse issue de l’accélérateur de l’Ecole polytechnique qui fournit des technologies visant à réduire et verdire la consommation chaleur/froid des bâtiments. Le bureau d’étude Emenda est en charge de l’assistance maîtrise d’ouvrage du projet.
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