Récupération des kilowatts dans le transport collectif... c'est possible !

[BBArchi]

Salut à tous

Je m'étais posé la question, pour mes projets, de la possibilité de faire autre chose que coller des panneaux solaires sur le toit, une éolienne dans le jardin, et isoler en fibre de chanvre / ouate de cellulose, et d'une manière générale faire en sorte que mes bâtiments neufs puissent être en bonne intelligence avec les principes d'une architecture saine, bien construite, et si possible en accord avec son environnement...

En particulier en matière de production d'énergie, pour laquelle des solutions existent désormais, et sont parfaitement documentées et rôdées.

En zonant dans les métros, je m'étais demandé comment on pourrait exploiter ce gisement de calories assez important, voire épouvantable parfois (cf le métro parisien en ce moment... ) pour chauffer les bâtiments voisins, la production d'ECS (eau chaude sanitaire), etc... et baisser la température !

L'idée de la pompe à chaleur vient à l'esprit assez naturellement, mais il existe d'autres possibilités (circulation d'air, convertisseur air / eau, etc... plus ou moins expérimentales, certaines étudiées depuis les années 70... mais pas assez coûteuses, donc jugées compliquées et non rentables)

Pour rester sur le principe de la pompe à chaleur (capture des calories, transfert dans un liquide, transport, restitution au milieu via un radiateur) cela permet, avec un niveau de consommation et des charges de maintenance assez réduits, de produire des kilowatts, qui peuvent être utilisés tels quels ou combinés à d'autres modes de restitution (en moyenne 1kW consommé permet de restituer entre 4 et 5.5 kW)

Et bien, c'est fait ; très logiquement, de nombreux chercheurs se sont penchés dessus, et ont fini par trouver comment procéder ; pas très loin d'ici, le Léman Express sert de démonstrateur pour un principe génial, dont l'avenir, s'il se confirme que la techno est au point, sera évident pour d'une part les projets neufs, mais aussi pour les projets de rénovation d'existants...
https://www.20min.ch/fr/story/un-projet ... 2444298607

Genève
Un projet-pilote veut exploiter la chaleur du Léman Express
Une initiative veut mettre à profit la chaleur du Léman Express pour produire de l'énergie qui sera partagée avec les bâtiments aux alentours de la gare genevoise de Lancy-Bachet.

Les Services industriels de Genève ont lancé avec les CFF et d'autres partenaires un projet-pilote à la gare de Lancy-Bachet (GE). Il vise à exploiter la chaleur du Léman Express pour produire de l'énergie et fournir en chaleur et en froid les bâtiments aux alentours.

Premier de ce genre en Suisse, ce projet de géothermie a démarré en 2013 lors de la construction de la gare de Lancy-Bachet, sur demande de l'Office cantonal de l'énergie. L'objectif est de récupérer de l'énergie gaspillée. «Il fait souvent trop chaud dans les gares», illustre Sandra Mamboundou, maître d’ouvrage déléguée aux Services industriels de Genève (SIG), en arpentant les lieux flambant neufs.

Cet essai à petite échelle nécessitait deux conditions de base: un tunnel pas encore construit et un projet urbain aux alentours. Lancy Bachet remplissait toutes ces conditions, puisqu'un programme immobilier va être mis en place en face de la gare d'ici 2023-2025, a-t-elle expliqué.


Pompe à chaleur

L'idée est d'exploiter des géostructures énergétiques. Une technique novatrice qui consiste à implanter des tubes dans le radier- une épaisse dalle de béton sous les rails – ainsi qu'au sein des parois du tunnel, afin de valoriser la chaleur dégagée par les trains.

Noyés dans le béton, les tubes en polystyrène ont été équipés par SIG en 2018. Ils ont été remplis d'un fluide caloporteur qui échange la chaleur avec l'environnement, souligne la responsable. Cette source est reliée à une pompe à chaleur dans le but de produire du chaud et du froid, lesquels seront injectés dans le réseau de chauffage à distance.


Equilibre thermique

Différents flux sont utilisés: la chaleur du béton et du sol via la géothermie, celle des parois, celle dégagée par l'éclairage et le passage des trains ou provenant de l'air ambiant, détaille Mme Mamboundu.

Mais l'énergie captée ne doit pas déséquilibrer la température à l'intérieur de la gare. La modélisation effectuée par les ingénieurs du CEVA permet d'atteindre cet équilibre thermique.


Confort du voyageur

«Nous avons participé à la construction du système ainsi qu'à la pose de sondes», relève David Calderara, directeur adjoint du projet CEVA. «L'objectif était que les gares ne se transforment pas en congélateurs en hiver ou en four en été. Nous avons ainsi vérifié que le voyageur ne soit pas importuné».

La phase de test a duré de juillet 2019 à juin 2020 sur une petite partie du tunnel long de 130 mètres. Elle s'est déroulée sur une année afin que les résultats puissent être analysés durant un cycle de saisons complet, poursuit Sandra Mamboudou.


Rentabilité analysée

En charge du monitoring, l'EPFL a vérifié l'impact du changement de température sur le tunnel: «C'est très sûr. Il n'y a aucun risque», a relevé Alessio Ferrari, associé de recherche au Laboratoire de mécanique des sols.

Quant à la rentabilité de l'installation – en cours d'analyse-, «elle est très intéressante. Il suffit d'ajouter quelques tubes en plastique et l'on crée une contribution énergétique qui ne coûte presque rien», explique le chercheur.


Complémentaire

Une fois le rapport définitif obtenu, SIG pourra estimer précisément la puissance du système et en optimiser la performance. L'énergie récupérée de l'ordre 200 kwh, devrait permettre d'alimenter une vingtaine de ménages pendant une année.

Cette technique novatrice est complémentaire aux autres solutions qui accompagnent la transition énergétique, relève Mme Mamboundou. Le canton exige en effet 80% d'énergie propre dans les nouveaux bâtiments, rappelle la responsable.

Pour David Calderara, la technologie est intéressante dans les zones urbaines. Des possibilités de développement existent pour d'autres ouvrages souterrains, pour autant qu'ils ne soient pas encore construits. Lausanne, par exemple, y réfléchit pour sa nouvelle ligne de métro M3.

Si le Sytral veut s'intéresser à la technique et la transposer dans les tunnels du métro de Lyon, parce qu'il reste un peu de place autour des rames, je suis disponible pour piloter l'étude !

[TubeSurf]

L'idée est très bien, mais ils se sont fait doubler (et par les anglais, en plus: )
https://www.ianvisits.co.uk/blog/2020/03/06/heat-from-london-underground-tunnels-to-warm-homes-and-schools/

(Pour les tunnels lyonnais, ça risque de manquer légèrement de place. Pourtant, le jour où les mpl16 finiront éventuellement par rouler, ça risque de chauffer pas mal... en été. En hiver, vu la puissance de la motorisation, ça va pas decoiffer grand monde...)

X.

[fraberth]

Bonsoir,

Sujet très intéressant d’autant plus qu’il y a déjà une base intéressante avec les trolleys qui génèrent de l’énergie à la descente des collines (si je peux me permettre d’élargir le sujet)
Je ne pense pas que le sujet des panneaux solaires soit si anecdotique que cela: chaque arrêt de bus/tram représente une surface importante en rajoutant quelques panneaux solaires dessus

On a déjà discuté sur un autre sujet des panneaux sur les bus, je pense que cela a de l’avenir vu l’évolution de la technologie

Mais pour le metro on pourrait mettre en place des quais avec des générateurs. Je ne me rappel plus de nom, mais en gros quand un piéton passe dessus cela provoque un mouvement et génère de l’électricité

Après le métro génère des courants d’air assez fort dans les tunnels et finalisation prévisible, il y a peut être moyen d’installer des petites éoliennes dans les tunnels

[TubeSurf]

Je ne pense pas que le sujet des panneaux solaires soit si anecdotique que cela: chaque arrêt de bus/tram représente une surface importante en rajoutant quelques panneaux solaires dessus

Alors je ne vais sans doute pas aller dans le sens consensuel habituel, mais je vais reprendre quelques bases sur les solutions 'miraculeuses' proposées par le PV (et l'éolien, aller).
Sur les surfaces disponibles, déjà: sur un abribus qui fait, mettons, 2x3m, soit 6m², on pourrait imaginer dans les 700W... en puissance crête (bonne orientation, plein soleil mais pas trop chaud - le rendement baisse après 25°C - panneau propre, etc.). Mais si l'on équipe les environ 700 abris, on aurait une capacité d'environ 500kW. Soit moins que ce que consomme une rame de rame de 32m en accélération. Et ceci, c'est dans l'idéal: les abris sont souvent à l'ombre (selon l'heure de la journée, arbres, etc.), le coût de raccordement / installation des onduleurs au niveau de chaque panneau.. Déjà que le photovoltaïque n'est pas rentable sans subvention, là les coûts seraient certainement très élevés pour un bénéfice négligeable.
Idem pour les éoliennes (grandes ou petites d'ailleurs) et les systèmes utilisant le poids des passagers... tous ces 'petits' systèmes consomment comparativement une grande quantité de ressources naturelles (métaux, béton, cuivre, etc.) par rapport à la puissance disponible, et ne sont à mon avis pas du tout une solution à déployer à grande échelle si l'on souhaite limiter l'empreinte du transport sur la planète. (Surtout dans le cas du solaire où ça ne produit, par définition, que la journée... au mieux).
Quand on compare les ordres de grandeur, il vaut mieux mettre les moyens ailleurs, car ça coûte à installer, à exploiter / entretenir, et enfin à recycler. D'ailleurs, si les compagnies de transport comme l'OTL ou même le métro de Londres ont arrêté de produire leur propre électricité, et l'achètent à des fournisseurs industriels, c'est avant tout parce qu'ils y trouvaient un intérêt économique.

Enfin le matériel roulant actuel récupère son énergie de traction au freinage, et le réinjecte déjà dans le réseau 750V: continuons à développer trams et trolleybus, avec le maximum de ligne aérienne, et ce sera autrement plus utile que de planter quelques panneaux sur des toits...

X.

[fraberth]

Si tu veux prendre en compte des trucs qui ne consomment pas beaucoup de matières premières tout en générant beaucoup d’énergie on peut presque clôturer le sujet

J’ai l’impression que le monde des transports est un peu fermé à l’évolution et très en retard par rapport au secteur automobile

Par exemple ici ou sur d’autre sites on discute de la pertinence de l’hybride ou de l’électrique sans se rendre compte qu’il existe l’hybride rechargeable, solution bien plus pertinente pour un bus

Les quelques panneaux solaires sur un arrêt de bus peuvent le rendre autonome et éviter de coûteux raccordement au système électrique, les mêmes panneaux vont connaître des évolutions: la puissance sera peut être toujours la même mais ils vont devenir plus légers et moins coûteux

[TubeSurf]

Pour la production d'énergie en masse, en France métropolitaine (je précise...), on ne fera pas plus efficace que de la production centralisée (grandes centrales, barrages, etc. - ce qui est actuellement en place quoi.
Évidemment, s'il s'agit d'alimenter l'éclairage d'un arrêt de bus dans la pampa, la question n'est pas la même, mais ce ne sera pas vraiment la majorité des cas (et la batterie de stockage qui devra être intégrée devra être suffisamment dimensionnée pour les jours très gris, une maintenance des panneaux devra être prévue, tout comme l'ensemble du système... J'attends de voir le coût de cycle de vie par rapport à un raccordement classique sur le réseau d'éclairage).

Pour l'hybride rechargeable et les machins électriques à batterie, si c'était le graal, cela fait longtemps que ce serait poussé par les AOT et les fabricants. Il faut savoir ce qu'on veut: des transports efficaces avec un coût réduit (et de ce côté, il vaut mieux garder le Diesel, n'en déplaise à beaucoup, en attendant de les remplacer peu à peu par du trolley IMC), parce que même le gaz actuellement c'est pas fou, et je ne mentionnerai même pas l'hydrogène. L'innovation c'est bien, mais si c'est pour avoir le succès de feu les Europolis qui ont passé plus de temps au dépôt ou remorqués qu'en ligne, à part amuser la gallerie, je ne vois pas...
Ah, ne pas oublier qu'en automobile, une des raisons majeures de proposer de l'hybride pour les gros modèles, c'est de ne pas avoir de malus écologique, aussi. Ça aide forcément pour doper les ventes.

X.

[Patafix]

Les quelques panneaux solaires sur un arrêt de bus peuvent le rendre autonome et éviter de coûteux raccordement au système électrique, les mêmes panneaux vont connaître des évolutions: la puissance sera peut être toujours la même mais ils vont devenir plus légers et moins coûteux

C'est (c'était ? J'ignore si ce système est toujours en place) le cas de certaines bornes Visulys, qui sont surmontées d'un panneau solaire.

Les premiers modèles avaient un poteau plus large que la dernière version, avec un bouton pour activer la borne (sans pression sur le bouton, elle était comme "en veille").

Coup de communication, ou réel avantage de passer par le solaire dans ce cas ?
Ces systèmes sont toujours implantés en ville, ou aller chercher l'électricité n'est jamais très compliqué (toujours un lampadaire, un abri bus ou autre déjà raccordé à quelques mètres).

[Lyon-St-Clair]

Il y a toujours des panneaux solaires sur des Visulys, oui.

[NP73]

Bonjour
Les panneaux solaires ont un très mauvais bilan carbonne. Effet, pour un panneaux solaire fabriqué en Chine, il lui faut 30 années de production pour qu'il est un bilan carbonne neutre. En sachant qu'il a une durée de vie de 25 ans ...
Pour les pompes à chaleur, il faut avoir une source d'échange de bonne qualitée pour obtenir un COP de 4,5 à 5. Avec une pompe qui échange avec l'air ambiant inférieur à 0°C, son COP peut descendre à 1 (1Kw électrique=1KWw de chaleur). L'idée de puiser la chaleur dans les tunnels est excelent, car la source d'échange est de très bonne qualitée et tout le temps de la même qualité.

@+

[part dieu vivier]

Bonjour
Les panneaux solaires ont un très mauvais bilan carbonne. Effet, pour un panneaux solaire fabriqué en Chine, il lui faut 30 années de production pour qu'il est un bilan carbonne neutre. En sachant qu'il a une durée de vie de 25 ans ...
Pour les pompes à chaleur, il faut avoir une source d'échange de bonne qualitée pour obtenir un COP de 4,5 à 5. Avec une pompe qui échange avec l'air ambiant inférieur à 0°C, son COP peut descendre à 1 (1Kw électrique=1KWw de chaleur). L'idée de puiser la chaleur dans les tunnels est excelent, car la source d'échange est de très bonne qualitée et tout le temps de la même qualité.

@+

D'ou tenez vous ce chiffre de de 30 années de production pour un bilan carbone neutre ?

Les régles de l'art actuelles pour la fabrication d'un panneau solaire sont autour de de 1.5 à 2.5 ans, chiffre admis par l'ensemble des acteurs énergétiques :

"L’énergie primaire du panneau solaire
L’énergie primaire d’un système photovoltaïque permet de calculer le temps de retour énergétique, par rapport à l’énergie habituellement utilisée et on y substitue la production photovoltaïque.

Il est admis qu’il faut 1,5 à 2,5 ans en moyenne à un système photovoltaïque pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer. La variation dépend de l’ensoleillement et donc du lieu de l’installation."
exemple :
https://news.dualsun.com/technologie-solaire/impact-environnemental-panneau-solaire/

[Airbus]

Pour la production d'énergie en masse, en France métropolitaine (je précise...), on ne fera pas plus efficace que de la production centralisée (grandes centrales, barrages, etc. - ce qui est actuellement en place quoi.
Évidemment, s'il s'agit d'alimenter l'éclairage d'un arrêt de bus dans la pampa, la question n'est pas la même, mais ce ne sera pas vraiment la majorité des cas (et la batterie de stockage qui devra être intégrée devra être suffisamment dimensionnée pour les jours très gris, une maintenance des panneaux devra être prévue, tout comme l'ensemble du système... J'attends de voir le coût de cycle de vie par rapport à un raccordement classique sur le réseau d'éclairage).

Pour l'hybride rechargeable et les machins électriques à batterie, si c'était le graal, cela fait longtemps que ce serait poussé par les AOT et les fabricants. Il faut savoir ce qu'on veut: des transports efficaces avec un coût réduit (et de ce côté, il vaut mieux garder le Diesel, n'en déplaise à beaucoup, en attendant de les remplacer peu à peu par du trolley IMC), parce que même le gaz actuellement c'est pas fou, et je ne mentionnerai même pas l'hydrogène. L'innovation c'est bien, mais si c'est pour avoir le succès de feu les Europolis qui ont passé plus de temps au dépôt ou remorqués qu'en ligne, à part amuser la gallerie, je ne vois pas...
Ah, ne pas oublier qu'en automobile, une des raisons majeures de proposer de l'hybride pour les gros modèles, c'est de ne pas avoir de malus écologique, aussi. Ça aide forcément pour doper les ventes.X.

Entièrement d'accord !
A ce titre le trolleybus est un excellent moyen capable de restituer l'énergie à la descente d'une pente, par exemple, qui peut être réutilisée immédiatement par un trolley qui remonte. Encore faudrait-il faire circuler des trolleybus sous les lignes aériennes ... !
Mais là, c'est un autre débat, cet été à Lyon, notamment !!!

[NP73]

D'ou tenez vous ce chiffre de de 30 années de production pour un bilan carbone neutre ?

Les régles de l'art actuelles pour la fabrication d'un panneau solaire sont autour de de 1.5 à 2.5 ans, chiffre admis par l'ensemble des acteurs énergétiques :

"L’énergie primaire du panneau solaire
L’énergie primaire d’un système photovoltaïque permet de calculer le temps de retour énergétique, par rapport à l’énergie habituellement utilisée et on y substitue la production photovoltaïque.

Il est admis qu’il faut 1,5 à 2,5 ans en moyenne à un système photovoltaïque pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer. La variation dépend de l’ensoleillement et donc du lieu de l’installation."
exemple :
https://news.dualsun.com/technologie-solaire/impact-environnemental-panneau-solaire/

Bonjour

Désolé d'avoir aussi long à répondre.
Je dirai, il ne faut pas coire les fabriquants de panneaux solaire. En effet, ils partent sur le faite que leurs panneaux produisent à leur puissance crète 24 heures sur 24. Hors, ces panneaux ont un taut de charge de 13%. Pour être claire, un panneau qui a une puissance de 100 KWc, va en produire une moyenne de 13 KW. Il est facile de comprendre que quand il fait nuit les panneaux ne produissent pas. Quand il y a du soleil, ne sont jammais à 100%. Par exemple, le matin quand le soleil se lève, le panneaux lui aussi se lève et produit peu.
Enfin, il faut ajouter le coût CO2 du stokage. Nous allumons nos lumières quand il fait nuit, donc quand il n'y a pas de soleil et pas de production délectricité solaire.
Les panneaux que tu présentes ci dessus, sont très bien, car il combine la production d'électricité et du chauffage. Ceci améliore considérablement leurs éfficacités et leurs coût CO2.

Pour info: https://www.lajauneetlarouge.com/bois-charbon-petrole-gaz-nucleaire-et-autres-memes-problemes/#.Vz8Mf_mLRhE
Source de production d'électricité Emissions de CO2 en g/kWh (ACV)
charbon 800 à 1050 suivant technologie
cycle combiné à gaz 430
nucléaire 6
hydraulique 4
biomasse bois 1500 sans replantation
photovoltaïque 60 à 150 (**)
éolien 3 à 22 (***)

@+

[BBArchi]

Je reste toujours assez épaté de voir qu'incidemment, on place nucléaire et solaire sur un même tableau comparatif des incidences en terme de carbone, dont la présentation laisse penser (aux âmes simples) que l'on parle de la même chose.

C'est bien, mais est il pertinent de comparer deux choses non comparables, surtout en occultant :
toutes les incidences en termes de recyclage ultérieur des reliquats après démantèlement,
le retraitement des déchets et déblais issus de ce processus,
le bilan carbone de l'ensemble des personnels ayant concouru à l'opération de construction ET de démantèlement...
Tout ceci ne génère AUCUN problème en terme de bilan carbone ?

N'y aurait-il pas comme une sorte d'escroquerie intellectuelle, une grivèlerie de la rationalité, un soupçon d'intentionnalité malicieuse à faire une telle impasse, commettre un oubli si malencontreux ?

[TubeSurf]

Hello,

Pour le bilan carbone on a des détails en plus ici, qui reprends les chiffres de l'ADEME (qui n'est pas spécialement pro-nucléaire - euphémisme). https://fr.wikipedia.org/wiki/Empreinte_carbone_de_l%27%C3%A9lectricit%C3%A9
Et le principe est bien l'analyse sur le cycle de vie, construction, exploitation et démantèlement.
Le gros avantage du nucléaire tient encore une fois dans la densité de puissance: la quantité d'énergie pour aller chercher 1kg d'uranium sera sensiblement similaire à celle nécessaire pour 1kg de charbon, mais l'énergie disponible avec n'est pas du tout la même. Accessoirement, la quantité de matière nécessaire pour produire 1kWh d'électricité avec du solaire ou de l'éolien n'est juste pas à la même échelle justement à cause de cette différence de densité de puissance.
Enfin, pour les 'déchets' nucléaires à vie longue, une majorité (95%, de tête?) peuvent être recyclés et être réutilisés soit dans les centrales actuelles, soit dans des réacteurs à neutrons rapides, filière malheureusement arrêtée en France.

Enfin, effectivement, le solaire et le nucléaire ne sont pas comparables: le second produit de l'énergie quand on veut, contrairement au premier, qui produit quand il peut…

Quelques sources sur les déchets, et pas mal d'articles intéressants pour démystifier le nucléaire, par ici:
https://doseequivalentbanana.home.blog/2020/07/11/astrid-et-la-filiere-sodium/
Lire également, sur le même blog, le cycle du combustible, pour avoir une idée des possibilités offertes encore par la filière.
(Comment ça, on s'éloigne du sujet?)

X.