Valorisation de chaleur fatale pour l’hôpital

Dans le cadre de la construction du site Estaing, le CHU de Clermont-Ferrand a décidé d’externaliser la réalisation du pôle énergies pour satisfaire les besoins du site en eau chaude, eau glacée, et secours électrique. Un nouveau système de production de froid a été inauguré fin septembre 2022. Cela a permis d’augmenter et sécuriser la production de froid tout en réduisant la consommation d’énergie.

Valorisation de chaleur fatale pour l’hôpital

Engie Solutions a conçu et réalisé l’unité de récupération de chaleur fatale du CHU de Clermont-Ferrand, et depuis 2007, l’entreprise assure l’exploitation et la maintenance du pôle énergies d’Estaing, dans le cadre d’un bail emphytéotique hospitalier. Ce type de bail permet aux établissements publics de santé de construire ou moderniser leurs équipements en partenariat avec un investisseur privé, en ayant la propriété des infrastructures au terme du bail. À l’été 2020, Engie Solutions et les équipes du CHU ont fait le constat que les groupes frigorifiques en place permettaient difficilement de satisfaire la demande de froid de l’hôpital durant les épisodes caniculaires (utilisation des équipements redondants, humidification supplémentaire…). Différentes possibilités ont donc été étudiées afin de pouvoir augmenter et sécuriser la production d’eau glacée pour le site d’Estaing, tout en améliorant son efficacité énergétique et sa décarbonation.

Extension de la production d’eau glacée

C’est fin 2020, qu’Engie Solutions a présenté aux équipes du CHU un projet d’extension de la production d’eau glacée. Un projet qui permet de pouvoir répondre à un triple objectif : technique, énergétique et environnemental. Au niveau technique, il fallait augmenter de 20 % la capacité de la production frigorifique et la sécuriser en apportant de la redondance. Pour la partie énergétique, il s’agissait de diminuer de 40 % la consom-mation de gaz naturel du site Estaing, qui devient en partie son propre producteur d’eau chaude grâce à la récupération de chaleur fatale. Enfin, pour le côté environnemental, il s’agissait d’acter une avancée significative vers les objectifs du décret tertiaire pour la réduction des consommations d’énergie finale de 40 % imposée par la loi d’ici à 2030. Désormais, le CHU de Clermont-Ferrand peut donc optimiser sa production de froid et utilise une énergie de récupération pour décarboner sa fourniture d’eau chaude.

Chaleur fatale valorisée

Initialement, 4 groupes frigorifiques à condensation par air étaient installés en toiture terrasse du pôle énergie depuis 2008. « Avec la tendance à la hausse des températures estivales, cette installation souffrait de recyclage d’air qui entrainait de plus en plus fréquemment les groupes frigorifiques à leur limite technique », explique Rémi Marchand, responsable réalisation et développement travaux chez Engie Solutions. Cette production frigorifique a donc été étendue avec un nouveau groupe à condensation par eau de 780 MW et un refroidisseur adiabatique de 1MW qui assure un refroidissement bien plus efficace, même en conditions critiques. « Nous avons dimensionné le nouveau groupe froid à peine plus haut que l’existant pour qu’il fonctionne en priorité et cela permet de couvrir les besoins en eau chaude sanitaire sans consommer de gaz en été et les chaudières gaz viennent en complément en hiver », précise Rémi Marchand. En effet, le maximum de chaleur fatale issue de la production frigorifique est valorisé via une pompe à chaleur de 1,2 MW pour produire de l’ECS pour le site Estaing.

Économies d’énergie et financière

Cette solution a été dimensionnée à partir des relevés précis de l’installation existante, historisés par Engie Solutions, de sorte à proposer le compromis technico-économique le plus pertinent. En effet, le nouveau groupe frigorifique couvre plus de 80 % des consommations d’eau glacée du site Estaing, ce qui permet de fortement soulager les équipements existants. Par ailleurs, le dimensionnement de la pompe à chaleur permet de ne quasiment jamais rejeter de calories dans l’environnement et d’en réinjecter la quasi-totalité dans la boucle d’eau chaude du site. Cela engendre une économie sur le plan de maintenance des groupes existants et permet de maintenir, puis financer en partie, la nouvelle installation. Les travaux auront coûté 800 000 euros avec un financement couvert à 40 % par les Certificats d’Économie d’Énergie (CEE) et à 60 % par le contrat. Cette opération ne nécessite donc aucun engagement de trésorerie supplémentaire de la part du CHU de Clermont-Ferrand.

965 tonnes de CO₂ en moins par an

Le projet de récupération de chaleur sur la production frigorifique du site Estaing s’inscrit donc dans une démarche de décarbonation efficiente. Le groupe frigorifique et la pompe à chaleur fonctionnant avec un fluide HFO à très faible impact environnemental.

Au total, ce sont 965 tonnes par an de CO₂ évitées par rapport au fonctionnement initial soit un équivalent de 5 millions de kilomètres de voiture évités (et 30 millions de kilomètres évités sur la durée résiduelle du contrat). C’est également une réduction de 27 % de la consommation d’énergies finales (gaz naturel et électricité) sur le pôle énergies du site, soit plus des deux tiers de l’objectif fixé par la loi de baisser de 40 % les consommations d’ici à 2030.

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