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8 septembre 2011

Energie: histoires d'eau (je suis allé à la piscine!)

Samedi dernier, je suis allé à la piscine de Bron. Le grand bassin fait 50 mètres de long, 20 mètres de large et environ 2 mètres de profondeur. L'eau du bassin était à 31 degrés. En voyant cela et les paneaux solaires sur le toit, je me suis donc demandé si les paneaux pouvaient réchauffer l'eau de la piscine.

nouveau_bassin

Le calcul est assez simple: le grand bassin, c'est 2000 mètres cubes d'eau... Pour réchauffer cette quantité d'eau de un degrés, il faut un peu plus de 8 milliards de Joule ce qui correspond à l'énergie contenue dans environ 2200 litres de pétrole (en gros un facteur 1000 entre énergie thermique et énergie chimique). Pour vous donner une idée, une cuve à fioul de maison individuelle, c'est environ 1500 litres. Bref, faire passer l'eau de la piscine de Bron de 25 à 30 degrès, ce n'est pas une mince affaire...

D'un autre coté, le toit de la piscine comporte nombre de panneaux solaires thermique. Alors, peut t'on chauffer toute cette eau avec les paneaux? 

Imaginons qu'il y a l'équivalent de la moitié de la surface du grand bassin en panneaux solaires sur le toit. En réalité il y a 150 mètres carrés de paneaux thermiques ce qui est bien moins que les 500 mètres carrés que je prends pour illustrer ce post. Mettons que l'on puisse compter sur 4 heures de soleil avec environ 1000 Watt par mètre carré par jour. C'est à mon avis un peu surestimé car cela suppose un très bon éclairement sans nuages mais bon comme d'un autre coté je prends cela sur 4 heures, je n'exagère pas trop. L'énergie collectée serait donc de 4x500=2000 kWh soit l'équivalent de l'énergie contenue dans 200 litres de pétrole (1 litre donne environ 10 kWh). 

Ce petit calcul montre qu'en une journée d'ensoleillement, les 500 mètres carrés de paneaux fournissent de quoi élever la température du grand bassin de 0.1 degrés au mieux (car il y a des pertes dans toute installation de chauffage)! 

En clair, impossible de chauffer une piscine municipale uniquement à l'énergie solaire...

A Bron, les paneaux solaires thermiques servent en fait à chauffer l'eau des douches. Là c'est beaucoup plus raisonnable: une douche typique c'est 30 à 80 litres (prenons 40). Le site de la ville de Bron me dit que la fréquentation moyenne quotidienne est de 785 personnes (5500 par semaine) ce qui veut dire environ 31 mètres cubes d'eau par jour. Or pour chauffer 31 mètres cubes d'eau de 20 à 40 degrès, il faut environ 821 kWh (soit l'équivalent de 80 litres de pétrole).

Avec mon estimation précédente, les 150 mètres carrés de panneaux de la piscine de Bron produisent typiquement 600 kWh par jour (équiv. énergétique de 60 litres de pétrole). On est donc bien dans les mêmes ordres de grandeur! Il est donc possible de faire tourner les douches d'une piscine municipale avec 150 à 200 mètres carrés de panneaux!

Qu'apprenons nous de ce post:

1) Que l'eau peu stocker beaucoup d'énergie pour peu que l'on ait de gros volumes...

Les 2000 mètres cubes d'eau du grand bassin stockent sous forme thermique l'équivalent de plusieurs tonnes d'équivalent pétrole.

Mauvaise nouvelle quand on doit bruler du gaz ou du pétrole pour chauffer. Mais ce fait expérimental est aussi une bonne nouvelle.

Cela veut aussi dire qu'en développant des échangeurs de chaleurs à partir d'une source d'eau chaude, on peut récupérer pas mal d'énergie pour peu que l'on puisse pomper les calories dans un gros volume.

Telle est l'idée qui a été utilisée à Levalois où des échangeurs de chaleur placés dans les collecteurs d'eaux usée permettent de chauffer le centre nautique (voir ici la présentation du projet)... Ca ne couvre pas tous les besoins du centre mais cela permet des économie substantielles!

Au delà des eaux usées, nous disposons en France de quelques dizaines de sources de chaleur qui développent chacune plus d'un milliard de Watt de puissance thermique! C'est considérable. Pour comprendre ce que cela signifie, un milliard de Watt cela permet de chauffer de 1 degrés 200 mètres cubes d'eau chaque seconde... Cela veut dire qu'en 100 secondes, une telle source libère assez de chaleur pour chauffer l'eau de la totalité du grand bassin de la piscine de Bron de 10 degrés!

Mais alors, quelles sont ces sources chaudes miraculeuses? Eh bien cherchez, je répondrai dans un prochain post (-:

2) Que les paneaux solaires thermiques permettent de faire pas mal des choses

On en revient à un point que j'ai déjà souligné dans un premier post: quelques mètres carrés de panneaux solaires peuvent potentiellement fournir l'équivalent de quelques centaines de litres de fuel sous forme d'eau chaude chaque année... C'est une fraction significative de la consommation en chauffage et production d'eau chaude d'une maison individuelle!

Donc là oui, il y a un grand gisement d'énergie renouvelable...

J'essayerai de continuer cette série de posts sur l'énergie en discutant d'autres exemples concrets, ce qui complètera ma série précédente sur l'énergie (à commencer par celui là)...

PS: Pour ceux que cela intéresse, voici quelques infos sur le système de chauffage de la piscine de Bron!

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