Nous pourrons bientôt être en mesure d'exploiter la chaleur dans les tunnels de métro pour refroidir nos maisons à la place

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Nous pourrons bientôt être en mesure d'exploiter la chaleur dans les tunnels de métro pour refroidir nos maisons à la place

Par Good News Network - 3 juil.2019

Si vous avez déjà emprunté un système de métro souterrain en été, vous connaissez probablement la chaleur et l'humidité paralysantes qui peuvent en découler.

Heureusement, les chercheurs croient maintenant que nous pourrons peut-être utiliser les températures variables des systèmes de transport en commun pour climatiser et réchauffer nos maisons.

Les chercheurs de l'EPFL ont quantifié avec précision le transfert de chaleur par convection dans les tunnels ferroviaires. À l'aide du nouveau modèle, ils ont estimé combien d'énergie la ville de Lausanne pourrait économiser en équipant la future ligne de métro M3 d'un système de récupération de chaleur géothermique, ce qui serait une première mondiale.

Le transfert de chaleur se produit de différentes manières dans les tunnels ferroviaires. Par exemple, lorsque les trains freinent ou accélèrent, ils produisent de la chaleur qui réchauffe l'air ambiant. Cet air chaud se mélange à d'autres airs dans le tunnel et à la chaleur rayonnante du sol.

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Jusqu'à présent, les ingénieurs étaient incapables de calculer avec précision la quantité de chaleur contenue dans l'air du tunnel. Des chercheurs du Soil Mechanics Laboratory (LMS) de l'EPFL ont surmonté ce problème en estimant précisément le coefficient de transfert de chaleur par convection. Leurs résultats ont été publiés dans Génie thermique appliqué.

Cette percée ouvre la voie à des applications innovantes impliquant des tunnels dits d'énergie qui peuvent fournir de l'énergie aux environnements bâtis. L'équipe a également testé son modèle sur la future ligne de métro M3 de Lausanne qui, une fois terminée, transportera des passagers entre la gare de la ville et le quartier de la Blécherette au nord.

«Nos recherches montrent que l'installation du système de récupération de chaleur sur 50 à 60% du tracé prévu - soit 60 000 mètres carrés de surface de tunnel - couvrirait les besoins en chauffage d'environ 1 500 appartements», explique Margaux Peltier, assistante scientifique au LMS dont les recherches de Master forment la base de l'article.

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Le système permet également de stocker la chaleur afin qu'elle puisse être fournie aux maisons en cas de besoin. 'Le passage du chauffage au gaz permettrait de réduire les émissions de CO2 de la ville de deux millions de tonnes par an', ajoute Peltier. Son calcul n'inclut pas les économies glanées dans les stations de métro ou dans le dépôt de matériel roulant prévu au nord de la ville, qui pourraient également bénéficier du système.

Lorsque la température se stabilise naturellement dans les tunnels souterrains, l'excès de chaleur ou de froid est évacué à la surface. Le flux d'air chaud qui en résulte peut souvent être ressenti aux entrées des tunnels de métro. L'idée derrière l'innovation est d'exploiter ce surplus de chaleur en plus de la chaleur naturellement présente dans le sol.

Le système fonctionne de manière similaire à un réfrigérateur, avec des tuyaux en plastique contenant du fluide caloporteur, ou simplement de l'eau, placés à intervalles réguliers à l'intérieur des parois du tunnel en béton et connectés à une pompe à chaleur. En hiver, de l'eau froide sera pompée dans les tuyaux, sortant chaude à la surface. L'inverse se produira en été. Selon les chercheurs, le système serait peu coûteux et économe en énergie à installer et aurait une durée de vie comprise entre 50 et 100 ans, seules les pompes à chaleur devant être remplacées tous les 25 ans.

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Une fois équipé, la chaleur du tunnel couvrirait jusqu'à 80% des besoins de chauffage des appartements locaux tout au long de l'hiver, le déficit provenant de préférence d'autres sources renouvelables. Mais ce qui rend les systèmes géothermiques comme ceux-ci uniques, c'est qu'ils fonctionnent aussi en été. «Le tunnel agirait comme un système de chauffage et de climatisation très fiable toute l'année», explique Peltier, ajoutant qu'il ferait une réelle différence pour garder les maisons de Lausanne au frais par temps chaud. Le système pourrait même refroidir la patinoire qui sera construite dans le nouvel éco-quartier Métamorphose de la ville.

'Cet article souligne le fait que la technologie des tunnels énergétiques est mature et pourrait être déployée à l'échelle du district', explique Lyesse Laloui, responsable du LMS. «Il reste à voir si les entreprises suisses sont désormais prêtes à prendre les devants. À l'échelle mondiale, nous n'avons vu jusqu'à présent que des systèmes comme ceux-ci sur les sections de test.

Les chercheurs ont présenté leurs résultats à l'agence des services publics de Lausanne, à l'opérateur local des transports publics, au canton de Vaud, au maître d'œuvre travaillant sur la nouvelle ligne de métro et à la ville de Lausanne.

Réimprimé de l'EPFL

Soyez sûr et partagez cette bonne nouvelle avec vos amis sur les réseaux sociaux - Photo de Maurice Schobinger / EPFL

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