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Technologie bioénergétique

De l'énergie solaire pour l'ECS

Au Quality Hotel de Rosny-sous-Bois, l'eau chaude sanitaire (ECS) est désormais produite grâce au rayonnement du soleil. Détails de cette première en France.

m Cécile Junod

En 1999, la Société Hôtelière du Golf de Rosny a repris l'établissement sous l'enseigne Quality Hotel, franchise du groupe Choice. Classé 3 étoiles, cet établissement avait été construit en 1989 et maintenu en activité sans rénovation régulière.
Pour redonner du prestige à l'hôtel et satisfaire une clientèle étrangère drainée par le pôle d'activité de Rosny-sous-Bois et les salons organisés au parc des expositions de Paris-Nord-Villepinte, d'importants travaux s'imposaient. D'une part, il s'avérait impératif de climatiser tout l'établissement (les 97 chambres, le restaurant et les salles de séminaire) ; d'autre part, de rénover le système de production d'Eau Chaude Sanitaire (ECS), sous-dimensionné et gros consommateur d'énergie. Le tout sans arrêt de l'exploitation.
L'installation de production d'ECS existante du Quality Hotel avait une capacité de 17 500 litres avec une température de distribution comprise entre 60 et 65 °C. Elle se composait de 3 ballons de 5 000 litres fonctionnant avec 3 résistances de 45 kW (dont 1 hors service) pour les chambres et d'un ballon de 2 500 litres doté d'une résistance de 20 kW pour la cuisine. Averti des problèmes de production d'eau chaude de l'établissement, EDF, en partenariat avec la société 2ES (Energie Economie Systèmes), avec le soutien de l'Arene Ile-de-France et de l'Ademe, réalisa une expertise du système afin d'établir un diagnostic précis sur les besoins de l'hôtel en ECS et de proposer des solutions.
L'audit pratiqué permit de détecter certains points de dysfonctionnement. Tout d'abord, il fut mis en évidence que 73 % de l'électricité consacrée à l'ECS était consommée en heures pleines en raison des multiples relances nécessaires. De plus, la mauvaise isolation du circuit de distribution d'eau et des ballons entraînait 30 % de pertes. Ces différents facteurs ayant des répercussions immédiates sur les coûts d'exploitation annuels, il fut calculé un surcoût de prime fixe de 18 260 F HT sur un total de 70 736 F HT. Le prix de production de l'ECS revenait donc à 20,01 F HT le m3.
Face à ce constat, deux solutions furent envisagées : la rénovation de l'installation existante et la mise en place d'un nouveau système adapté aux évolutions futures de l'établissement. Convaincu du potentiel de l'énergie solaire, Jean-Charles Flambert, p.-d.g. du Quality Hotel, opta pour 'Héliopac', une solution innovante et résolument écologique, utilisant l'énergie produite par des capteurs solaires posés sur le toit en terrasse.

Innovation et respect de l'environnement
Bénéficiant du soutien de l'Ademe, le système 'Héliopac' permet de produire de l'eau chaude sanitaire en exploitant presque toutes les situations climatiques : rayonnement solaire, condensation, chaleur de l'air et de la pluie. Au Quality Hotel, il se compose de 100 m2 de capteurs hélio-atmosphériques en élastomère dans lesquels circule un fluide caloporteur antigel, de deux pompes à chaleur Solerpac (puissance de 4,15 kW chacune), d'un réchauffeur électrique (puissance de 30 kW), et de trois ballons pour le stockage de l'ECS : deux de 2 600 litres et un ballon solaire d'une capacité de 750 litres.
Le système 'Héliopac' fonctionne comme une installation solaire classique. Lors des journées ensoleillées, la température des capteurs est suffisamment élevée pour préchauffer directement le ballon de stockage solaire par l'intermédiaire de l'échangeur de chaleur. En revanche, en l'absence de soleil, c'est la pompe à chaleur qui récupère les calories de l'air et de la pluie captées par le fluide circulant dans les capteurs et permettant de fournir l'eau chaude sanitaire nécessaire. En tenant compte des conditions météorologiques de la région et de la performance des équipements installés, l'ensemble de production obtient un Coefficient optimal de performance (COP) moyen annuel équivalent de 3,44. Soit, pour 1 kWh d'énergie électrique payé, jusqu'à 3,44 kWh d'énergie, dont 2,44 kWh d'énergies renouvelables gratuites.
Ainsi, le système se révèle bien adapté au monde de l'hôtellerie et présente de nombreux avantages en termes de souplesse et de performance d'utilisation. En effet, 'Héliopac' obtient des coûts de production très compétitifs (COP supérieur à 3) et dispose d'une réelle souplesse, notamment en cas de demande exceptionnelle, grâce à un dispositif de pompes à chaleur associées à un réchauffeur électrique.
Par ailleurs, son installation et sa mise en œuvre sont très aisées. Peu encombrant, 'Héliopac' s'est parfaitement intégré au site du Quality Hotel grâce à l'implantation des capteurs en toiture. Il a permis également de réduire l'espace réservé au stockage de l'hydro-accumulation. De plus, le système intègre un dispositif automatique de sécurisation des réservoirs contre la légionellose. Une fois par jour, aux heures tarifaires EDF les plus favorables, une programmation spéciale permet une montée en température à 60 °C, éliminant tout danger.
Enfin, 'Héliopac' est fourni et posé avec une garantie de 4 ans en termes de fonctionnement et de rendement grâce à un logiciel de mesure embarqué permettant télémaintenance, télécontrôle, rapatriement des données et validation des performances sur 12 mois consécutifs. Ainsi, EDF pourra réaliser un bilan des résultats obtenus par l'installation après une année de fonctionnement.

Une unité mobile de production d'ECS pendant les travaux
Afin d'assurer la continuité de l'activité de l'hôtel, EDF a mis à la disposition du Quality Hotel une unité mobile de dépannage pour la production d'ECS. Dimensionnée pour fournir jusqu'à 100 chambres, elle est constituée d'une chaudière (puissance : 12 à 120 kW), d'un ballon de 1 500 litres, d'un raccordement au réseau électrique et de tuyaux souples pour les raccordements aux réseaux d'eau. Totalement indépendante, elle se transporte aisément et s'installe à proximité de l'hôtel sur un emplacement de 20 m2, les raccordements électriques et hydrauliques étant réalisés par des câbles et tuyauteries souples.
Outre le système 'Héliopac', le Quality Hotel a été équipé d'une climatisation réversible pour assurer, de manière personnalisée, un niveau de confort thermique élevé tant pour le chauffage que pour le rafraîchissement. L'ensemble de l'installation étant composé de systèmes indépendants, le chantier a pu être décomposé de façon simple et réalisé par phase sans perturber l'ensemble du fonctionnement de l'hôtel. Enfin, l'installation présente un coût d'exploitation très compétitif avec un COP moyen de 2,5 kWh d'énergie thermique variable en fonction de la température extérieure.
Convaincu de l'impact sur la clientèle et de la rentabilité des solutions prescrites, Jean-Charles Flambert, p.-d.g. du Quality Hotel, a pour projet, dans les prochains mois, de climatiser ses autres établissements : le Quality Inn Cardinal de Rueil-Malmaison et le Comfort Inn de Rosny-sous-Bois. n zzz36v zzz36i zzz52

Le Quality Hotel de Rosny-sous-Bois.

L'unité mobile de production d'ECS permet d'assurer la continuité de l'activité de l'hôtel pendant les travaux.

Schéma de l'installation

Schéma de fonctionnement en solaire direct

Schéma de fonctionnement avec PAC

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L'Hôtellerie n° 2735 Magazine 13 Septembre 2001