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Dossier Océan et énergie

L'eau de mer profonde: son utilisation pour le refroidissement d’air d’immeubles situés en bord de mer (ou de lac).

Michel Gauthier - Janvier 2004 

  Dernière mise à jour : mars 2010

Introduction

Un des objectifs du Club des Argonautes est de faire connaître et contribuer à promouvoir des solutions techniques aux problèmes posés par le réchauffement climatique. Les économies d’énergie, l’amélioration de l’efficacité des systèmes de production et le   développement des énergies dites «renouvelables» sont des options qui s’inscrivent à l’évidence sur la liste de ces solutions.

L’utilisation des masses d’eau froide qui circulent dans les profondeurs des océans est une option signalée dès la fin du 19ème siècle pour la production d’énergie en région tropicale mais le procédé reste encore expérimental et l’évaluation des coûts et des risques associés encore incertaine (voir la page dédiée à cette technologie dite Énergie des Mers sur le site du Club).

Il en va tout autrement pour le procédé d’économie d’énergie objet du présent mémo puisque l’évaluation des risques techniques et financiers peut être faite à partir de l’expérience acquise sur des réalisations de type industriel   et opérationnelles. 

 Températures de l'eau de mer profonde

La température des mers (et des lacs) décroît depuis la surface jusqu'à la couche dite thermocline, dont la profondeur varie de quelques dizaines de mètres en hiver dans les régions tempérées à quelques centaines de mètres en été dans les régions tropicales. À titre d'exemple, la température de l'eau se situe en été en Méditerranée aux alentours de 13°C par 50m de fond; elle est de l'ordre de 4°C par 1000 m de fond dans les océans. 

L’eau de mer (ou de certains lacs) profonde constitue une source quasi-inépuisable de frigories utilisable pour le refroidissement de bâtiments situés sur le littoral. 

Installation de refroidissement L'installation de refroidissement se compose d'un échangeur thermique et de deux boucles (tuyaux et pompes) l'une «d'eau profonde» et l'autre «d'eau de refroidissement». Voir Figure 1 ci-contre inspirée d’un document de l’Université Cornell.

La géographie, le relief sous-marin et les conditions hydrologiques locales sont déterminants pour   la faisabilité et la rentabilité de l’installation.   La conception et la situation des prises et des rejets d’eau minimisent les impacts de l’installation sur le milieu naturel.  

Les problèmes techniques posés par la conception (matériau) et l’entretien (sensibilité au biofouling) de l’échangeur semblent être résolus.  L’utilisation du Poly Ethylène Haute Densité (PEHD) pour la construction des tuyauteries des   boucles d’alimentation et de refroidissement semble répondre aux impératifs de résistance mécanique   et d’isolation thermique.  

Le circuit d'eau de mer représente le gros poste des coûts de l'installation. 

Les réalisations

Des réalisations opérationnelles utilisant nbsp; l’eau froide profonde pour la climatisation de locaux existent en Europe : Climatisation du centre de Stockholm avec de l’eau pompée dans la mer Baltique  et aux USA : Climatisation du campus de l'Université Cornell utilisant l'eau du lac Cayuga, d’autres sont à l’étude pour Hawaï, plus récemment un système de climatisation du centre ville à Toronto. L'Hôtel Intercontinental de Bora Bora est, depuis 2006 climatisé par l'eau profonde de l'océan.

Dans les installations existantes de chauffage urbain, il semble possible d'ajouter par ce biais la fourniture de frigories en été à celle de calories en hiver.

Nos recommandations

L'utilisation de l'eau de mer profonde pour le refroidissement d’air d'immeubles répond aux impératifs du développement durable en fournissant une source de frigories quasi-inépuisable permettant d'importantes économies d'énergie électrique pour le refroidissement d’air qui peuvent atteindre 80% de la puissance totale des installations traditionnelles. 

L'utilisation de l'eau de mer profonde pour le refroidissement d’air d'immeubles devrait trouver de nombreux débouchés dans les pays tropicaux, et même en Europe pour faire face aux pics de consommation d’électricité en été. 

Devant la perspective du réchauffement climatique nous recommandons que   des actions soient entreprises dans l’Union Européenne pour:

- compléter l'étude du procédé et de ses impacts,

- évaluer son potentiel et ses limites,

- diffuser largement les résultats des études,

- dégager les moyens de réaliser un ou plusieurs sites pilotes, et

- encourager le développement industriel et commercial du procédé

La publication en janvier 2005 de la Fondation Européenne de l'Énergie, organisation indépendante de débat sur l'énergie (Forum Européen de l'Énergie), sur les projets de Central de refroidissement par l'eau froide en Europe. et leur intérêt pour l'environnement va dans ce sens. Il semble  qu'une évolution soit en marche.

Mémo rédigé par le Club des Argonautes

 


http://www.hawaii.gov/.....build/minutes/Nov05Presentations/rezachek.pdf

http://cold.spidergraphics.com/zomboid/utl/utl_lschistory.html  

http://www.enwave.com/district_cooling_system.html