Parce qu'il voulait réaliser un bâtiment tertiaire exemplaire et pérenne en matière de consommations énergétiques pour son client Monoprix, le spécialiste de l'immobilier de logistique Prologis a fait appel à Accenta pour mettre en place un système de chauffage et rafraîchissement bas carbone muni d'intelligence artificielle où la chaleur est récupérée l'été, stockée sous la terre et restituée l'hiver.

Logistique décarbonée à la géothermie intelligente

Quand Prologis, spécialisé dans l'immobilier de logistique, se voit prendre en charge la construction du futur pôle logistique français de l'enseigne Monoprix, pas moins de 100 000 m² à Moissy-Cramayel en Seine-et-Marne (77), l'investisseur bailleur y voit une belle occasion de confirmer son engagement vers des bâtiments toujours plus respectueux de l'environnement. " Nous avons depuis longtemps dans nos gênes une volonté de réduire notre impact sur l’environnement, confie Olivier Barge, vice-président de Prologis. En 2007, nous avions notamment inauguré la première centrale solaire sur toiture d'un entrepôt en France, depuis de nombreuses autres ont vu le jour. Notre objectif est de développer des projets qui nous permettront de constituer un parc immobilier que nous gardons. Nous sommes sur du long terme, d'où notre engagement sur la qualité des bâtiments que nous faisons sortir de terre. " Et s'il fallait une confirmation de cet engagement, les nombreuses labellisations des entrepôts Prologis, entre HQE et BREEAM, décernées depuis 2009 en sont une. C'est donc dans cette démarche que le gestionnaire immobilier a souhaité concevoir le nouvel entrepôt de Monoprix.

Flamme interdite

Retour en arrière, en 2019. À cette époque, la sensibilité citoyenne vis-à-vis de l'environnement devient plus marquée, notamment à travers la Convention citoyenne. Le gouvernement, aussi, prend le virage de la décarbonation avec une volonté de plus en plus forte de promouvoir les solutions vertueuses, au détriment, dans le Bâtiment, des énergies fossiles. Et, naturellement, chez Prologis également, on s'interroge. Comment réaliser des bâtiments neutres en carbone ? " Pour y voir plus clair, nous avons décidé de partir de notre prochain projet, à savoir le bâtiment logistique de Monoprix de 100 000 m², et d'évaluer son empreinte carbone dans un scénario classique pour ensuite tenter de la réduire le plus possible, avec les solutions que nous pouvions trouver chez les industriels " détaille Olivier Barge. Les têtes pensantes de Prologis réalisent donc une méthode assez courante d'analyse de cycle de vie sur cinquante ans de la partie constructive, mais ajoutent également une analyse de la partie consommations énergétiques, à savoir éclairage et chauffage, ainsi que l'activité prévue à l'intérieur du bâtiment, entre robotique et chariots élévateurs. " Cela nous a permis d'identifier les gros postes de production de gaz à effet de serre, mais aussi d'émissions de carbone. " Sans surprise, pour atteindre, ou au moins se rapprocher le plus possible de la neutralité carbone, l'un des postes les plus importants sur lesquels travailler était... le chauffage !

Du fait d'une réglementation très précise, et pour éviter tout risque incendie, il est interdit d'installer dans les entrepôts en France tout convecteur ou panneau radiant, de même que les flammes sont prohibées. Classiquement, les entrepôts n'ont donc pas beaucoup d'autres choix que d'être chauffés grâce à une chaudière gaz avec un circuit d'eau chaude qui alimente des aérothermes pour chauffer les différentes parties du bâtiment. " C'est le cas dans 99,9 % des entrepôts français, constate Olivier Barge. Le système de chauffage au gaz reste le plus efficient, assurant un vrai confort. Le problème réside dans son empreinte carbone, qui reste très mauvaise. Nous avons donc cherché des solutions alternatives, mais la réglementation étant assez cadrée, cela n'a pas été le plus simple " se souvient le vice-président de Prologis.

Géothermie sublimée

C'est alors que la route du gestionnaire immobilier croise celle d'Accenta, entreprise française à l'initiative d'une technologie de stockage souterrain d'énergie. " Nous proposons une sorte de géothermie sublimée grâce à l'intelligence artificielle " décrit Yann Usseglio, directeur marketing d'Accenta. Pour produire du chauffage et de la climatisation bas carbone, l'entreprise utilise le sous-sol comme batterie pour stocker à l'intersaison la chaleur récupérée l'été afin de la restituer l'hiver, et vice versa pour le rafraîchissement. " Pour le bâtiment de logistique de Monoprix, nous avons proposé à Prologis de forer sous les parkings à 100 mètres de profondeur une centaine de sondes verticales dans lesquelles l'eau va circuler. L'été, l'eau circule entre 20 et 25 °C et réchauffe le sol, dont l'inertie est très constante. L'hiver, c'est le phénomène inverse qui se produit. " De quoi séduire le vice-président de Prologis. " En hiver, au lieu de récupérer une température de l’air à 3 °C qu'il faut par la suite réchauffer à 17 °C, la chaleur ici va être récupérée dans cette batterie souterraine déjà à 12 °C. La dépense énergétique est bien inférieure étant donné que la différence de température est réduite " détaille Olivier Barge. Cette solution, qui contribue à hauteur de 30 % à la décarbonation totale du projet, permet une réduction de 60 % de la consommation de chauffage et de rafraîchissement et de 71 % les émissions liées selon Accenta, qui a étudié toutes les économies d'énergie possibles.

Algorithmes affûtés

En effet, en plus d'utiliser le stockage souterrain, Accenta mise surtout sur des algorithmes finement étudiés pour éviter tout surcoût lors de l'installation et de l'exploitation du système. " Nous avons mis au point notre propre système de dimensionnement géothermique avec des modèles avancés d’intelligence artificielle, confie Yann Usseglio. Classiquement, soit vous misez sur votre savoir-faire soit vous avez un logiciel qui permet quelques simulations. Chez Accenta, nous avons développé un outil qui simule des milliers d'options possibles pour trouver le dimensionnement optimal au coût le plus faible. Cela évite au système géothermique d'être surdimensionné, donc extrêmement cher, comme cela est souvent le cas. " Autre atout de l'intelligence artificielle, elle va permettre à cette chaufferie géothermique, équipée d'une thermofrigopompe, d'une PAC géothermique et de deux PAC aérothermiques, d'optimiser son fonctionnement.

" Nous allons passer d’un système classique réactif à un système prédictif en anticipant les conditions d'utilisation, explique le directeur marketing d'Accenta. Les algorithmes vont anticiper les conditions météorologiques et apprendre de la vie du bâtiment pour adapter le fonctionnement, mais aussi le coût de l'électricité, sa carbonation... Nous rendons accessibles des performances qui ne l'étaient pas avant. " Si l'entrepôt de Monoprix a été tout juste inauguré mi-octobre, l'avenir dira si les algorithmes développés par Accenta font gagner quelques euros et quelques émissions de carbone. En attendant, Prologis a signé pour un autre forage de cent sondes verticales juste à côté de l'entrepôt sorti de terre. Deux autres projets sont également à l'étude.

Fiche technique

Équipements

100 sondes verticales + intelligence artificielle Accenta

Thermofrigopompe, PAC géothermique et 2 PAC aérothermiques

Exploitation

Depuis octobre 2021

Postes couverts

Chauffage et rafraîchissement d'un entrepôt logistique de 100 000 m²

Acteurs

Maître d'ouvrage : Prologis

Prescription et étude : Accenta

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