Grâce à la dalle thermoactive, il est possible de valoriser la chaleur produite quotidiennement par les véhicules. Décryptage par S2T d’une innovation technique au service de la ville décarbonée.

Le périphérique parisien : un fort potentiel de chaleur

Le périphérique parisien mesure 35 km et fait le tour de Paris. Avec un trafic qui varie de 1,1 à 1,3 million de véhicules par jour, il s’agit de l’autoroute urbaine la plus fréquentée d’Europe.

La chaleur fatale dégagée au quotidien par les véhicules circulant sur le boulevard périphérique est massive et représente un important potentiel de chaleur valorisable.

Quelques données chiffrées :

• En considérant un trafic moyen d’1 million de véhicules par jour et une distance moyenne parcourue par utilisateur de 5km (hypothèse non consolidée, à valider), on aboutit à un total de 5 millions de kilomètres parcourus quotidiennement sur le périphérique.
• En considérant par ailleurs une consommation moyenne des véhicules circulant sur le périphérique de 7L/100km, ces 5 millions de kilomètres parcourus quotidiennement représentent une consommation énergétique de 3 500 MWh/jour.
• Les moteurs thermiques des voitures ont un rendement de l’ordre de 30%. Cela signifie que 70% de l’énergie consommée est perdue sous forme de chaleur. Ainsi la chaleur fatale issue de la circulation des voitures sur le périphérique représente environ 2 450 MWh/jour.
• Le boulevard périphérique mesurant 35km, cette chaleur fatale représente environ 7MWh/jour pour 100m, soit 2550 MWh/an pour 100m, soit la consommation de chaleur de 500 équivalents logements.

En résumé, la chaleur fatale potentielle et théorique générée par la circulation sur 100m de boulevard périphérique correspond à la consommation énergétique d’environ 500 équivalents logements.

La dalle thermoactive, une innovation au service de la ville décarbonée

S2T est convaincu de l’opportunité de valorisation de cette énergie qui est actuellement perdue et de surcroît réchauffe la ville.

Dans le cadre de la création de dalles recouvrant des portions de périphérique, il pourrait être opportun d’équiper celles-ci de récupérateurs de chaleur à forte inertie thermique.

L’activation thermique des dalles de couverture permettrait :

• la valorisation de la chaleur des véhicules du boulevard périphérique en hiver : la chaleur récupérée serait valorisée par le biais de pompes à chaleur voire thermofrigopompes (chaud/froid combiné) à hauts coefficients de performance
• le stockage d’énergie fatale en été : le rafraîchissement des zones tertiaires, en été, génère de la chaleur, qui est en général valorisée en base pour produire de l’eau chaude sanitaire dans les logements à proximité ; le surplus de chaleur fatale produite pourrait donc être stocké dans cette dalle stabilisatrice et utilisé ultérieurement.

Le système contribuerait ainsi à limiter la chaleur urbaine qui étouffe l’atmosphère.

Le principe de dalle thermoactive repose sur le fait d’équiper l’infrastructure de tubes thermoactifs qui permettent la circulation en circuit fermé d’un fluide caloporteur à l’intérieur de l’infrastructure.

L’innovation est basée sur l’assemblage de sous-systèmes robustes et éprouvés.

Une fonction stabilisatrice

Un système énergétique est toujours en déséquilibre : soit il produit trop de chaleur (ou pas assez de froid), soit il a besoin d’un apport supplémentaire de chaleur (ou d’une diminution de l’appel en froid).

Sur une année par exemple, la structure des consommations annuelles des logements implique de forts besoins en chaleur sur la période hivernale ainsi qu’à la mi-saison. Les bureaux et les espaces tertiaires en général sont quant à eux sujets à un besoin de rafraîchissement dès la mi-saison. De même sur une journée, les besoins en chaud et en froid des bâtiments de logements et de zones tertiaires varient : ils sont rarement exactement équilibrés, même à l’échelle d’un îlot.

La masse thermique de la dalle thermoactive « stabilisatrice » va précisément fonctionner comme un accumulateur, un dissipateur et un retardateur. Maintenue à une température supérieure à l’air ambiant par le trafic routier (et à long terme par des systèmes de transport collectif ou d’autres usages), elle va constamment contribuer à l’équilibre du système global : soit par restitution de calories stockées, soit par absorption de l’excédent de calories produit par le système. Son inertie lui permet également d’accumuler et de restituer sur un cycle long, d’où une fonction de retardateur favorisant la compensation de besoins complémentaires décalés dans le temps. Elle constitue donc une partie importante d’un écosystème énergétique équilibré.

Les premières simulations du système de dalle thermoactive montrent ainsi que les niveaux de température dans la dalle restent tout à fait cohérents avec les plages de fonctionnement de la thermofrigopompe :

La dalle thermoactive stabilisatrice participe donc, à l’échelle de chaque projet, à faire descendre la température du milieu urbain. Elle limite au strict minimum la consommation énergétique et le CO2. Elle contribue activement, à travers sa performance énergétique et économique exemplaire, à l’émergence d’une société décarbonée.