Si vous souhaitez tirer le rendement maximal de la géothermie, n’hésitez plus : combinez-la avec une activation du noyau de béton. En effet, avec cette technique, la masse de béton de votre bâtiment stocke ou dégage de l’énergie thermique. Etant donné que cette technique ne nécessite qu’une eau à température très modérée et que le rayonnement est diffus, le système de chauffage ou de refroidissement s’avère extrêmement bon marché.

La technique de l’activation du noyau de béton tire son origine de bâtiments anciens de masse importante (comme des églises ou des cathédrales) qui sont systématiquement frais en été sans être trop froids en hiver. Saskia Wouters, ir-arch., Technical Advisor Construction de Rehau : « Grâce à leurs murs épais très massifs, ces bâtiments ont des temps de réaction très longs face aux variations de la température extérieure. Ils constituent une sorte de tampon. Les charges thermiques qui apparaissent dans l’espace sont absorbées par les éléments de construction massifs, plus frais. Au fil des ans, cette technique a été adaptée aux méthodes de construction et au confort modernes, et a donné naissance à l’activation du noyau de béton. En fait, c’est le même principe qui s’applique mais avec des conduites d’eau dans les sols et dans les plafonds en béton. Car en raison de sa masse élevée, le béton est un matériau extrêmement inerte. Toute cette masse est utilisée pour stocker et dégager de l’énergie thermique. Son inertie engendre une bonne diffusion du rayonnement. Tant que la température ambiante est inférieure à celle de l’eau dans les conduites, le bâtiment est chauffé. Dès qu’elle la dépasse, il est refroidi. »

Pas d’investissement supplémentaire

Contrairement au chauffage par le sol (où la chaleur rayonne exclusivement vers le haut), l’activation du noyau de béton émet de la chaleur vers le bas et vers le haut, ce qui en termes de rendement entraîne une grande différence. De plus, cette technique permet aussi de rafraîchir l’espace, ce qui constitue bien sûr un atout supplémentaire. Veronique Houben, directrice d’Airdeck : « Vous bénéficiez de ces avantages sans autre investissement car l’activation du noyau de béton coûte moins cher que des systèmes traditionnels comme le chauffage par le sol, des chaudières, des climatiseurs conventionnels… En outre, cette solution n’exige quasiment pas d’entretien contrairement à bien d’autres systèmes d’air conditionné. Si vous conjuguez l’activation du noyau de béton et la géothermie, vous obtenez jusqu’à 90 % de réduction de vos frais d’énergie par rapport à un bâtiment équipé d’un système de chauffage et de climatisation traditionnel. Naturellement, la géothermie exige de sérieux investissements mais ceux-ci peuvent être amortis en trois ans ! Raf Poppe, Product Manager chez ClimaDeck : « Un tel résultat est possible uniquement grâce au fait que l’activation du noyau de béton par une eau à température très basse – moins de 30°C – produit une chaleur agréable. Et inversement, une eau à température relativement élevée – autour des 16°C – permet d’obtenir un refroidissement efficace. C’est la raison pour laquelle cette technique est souvent couplée à la géothermie bien qu’une combinaison avec des systèmes classiques ou des groupes d’eau glacée fasse également partie des possibilités. Dans ce cas, les économies d’énergie seront naturellement moins élevées. Mais je dois bien avouer qu’il existe un revers à la médaille quand on travaille avec de l’eau à basse température. Pour obtenir un bon confort avec cette technique, il faut isoler correctement le bâtiment et il vaut mieux installer des pare-soleil afin de limiter la charge thermique en été. En d'autres termes : le bâtiment doit être adapté à la technique, davantage encore que lorsque la géothermie est utilisée en combinaison avec, par exemple, un chauffage par le sol. Veronique Houben : « En tous cas, l’activation du noyau de béton offre d’innombrables avantages. Outre des économies d’énergie, cette technique émet également une chaleur et une fraîcheur rayonnantes qui procurent une grande sensation de confort. Elle présente en outre beaucoup d’avantages par rapport à un climatiseur traditionnel : cette technique ne produit pas de courant d’air et en l’absence de circulation d’air, le risque du syndrome du bâtiment malsain (Sick Building Syndrome), ou transmission de bactéries, le déplacement de la poussière et l’air sec – provoqués par le chauffage – sont relégués aux oubliettes. La pollution électromagnétique s’en trouve elle aussi réduite grâce à la diminution du nombre de câbles électriques. De plus, l’installation est invisible, donc plus esthétique. Enfin, l’activation du noyau de béton est inaudible : oubliez le cliquetis des canalisations de chauffage et le bourdonnement des climatiseurs. »

Action lente

Il faut cependant noter que l’activation du noyau de béton a une action lente : il n’est pas question d’appuyer sur un bouton pour augmenter ou baisser la température. Même une hausse ou une baisse de la température de 1°C peut prendre quelques heures. Saskia Wouters, ir-arch. : « Cette lenteur est due au fait que la structure du bâtiment doit d’abord absorber la chaleur ou la fraîcheur avant de pouvoir l’émettre. Ce processus peut prendre plusieurs heures. L’activation du noyau de béton peut dès lors moins bien convenir aux bâtiments comme les maisons où la demande de chaleur ou de fraîcheur peut subir des pics. Mais elle constitue la solution idéale pour des bâtiments avec une demande de chaleur ou de fraîcheur continue, comme les hôpitaux, les maisons de repos, les bureaux, les centres commerciaux, les salles de sport… Il peut arriver qu’à certains moments, il faille davantage de chaleur ou de fraîcheur, par exemple lors d’un été étouffant ou d’un hiver très froid. En raison de l’action lente de l’activation du noyau de béton, il est souvent difficile d’y réagir. C’est la raison pour laquelle cette technique est parfois combinée à un autre système capable de gérer ces pics de demandes. »

Quelques points faibles…

L’activation du noyau de béton doit faire face à un grand handicap : en principe, cette technique ne peut s’appliquer que dans des projets de nouveaux bâtiments. Saskia Wouters, ir-arch., explique pourquoi : « La pose de nouvelles plaques de béton est indispensable étant donné que les tuyaux doivent être intégrés dans la structure de béton. Et de telles interventions structurelles sont rarement réalisées en cas de rénovation. De plus, l’activation du noyau de béton convient moins aux surfaces verticales car les murs ne restent pas souvent vierges. Des armoires y sont adossées et bloquent le rayonnement. Autre point faible : la technique ne permet pas de réguler la température dans chaque pièce séparément. En effet, une température globale doit être maintenue en raison du temps de réaction assez long. Pour cette même raison, il faut travailler exclusivement avec de grandes zones. » Enfin, il faut tenir compte du fait que l’activation du noyau de béton ne s’accommode pas des faux plafonds ni des sols surélevés, qui ne font que gêner le rayonnement. Or, ce sont précisément ces éléments qui assurent l’essentiel de l’isolation acoustique dans les grands bâtiments. Veronique Houben : « En soi, ce point ne pose pas un problème insurmontable car il existe toute une série d’autres possibilités pour gérer l’acoustique : mobilier adapté, tapis, baffles, écrans muraux… » Raf Poppe : « Un autre point problématique est la présence de conduites d’eau dans le plafond, le sol ou les murs. Il est donc impossible de forer n’importe où, par exemple pour fixer des luminaires. Echo résout ce problème à l’aide d’un protocole de forage : un plan indique les zones où il est permis de faire des trous. » Veronique Houben : « Chez Airdeck, les conduites s’intercalent entre les Airbox, qui sont placées mécaniquement en usine, afin que nous puissions garantir une stabilité dimensionnelle totale. Pour chaque étage, un plan des box et des conduites est disponible afin que nous sachions toujours précisément où se situent ces conduites d’eau. Mais il vaut encore mieux éviter de devoir forer. Par exemple, il est possible de prévoir des points d’éclairage dans les produits Airdeck. »

Balbutiements

Bien que l’activation du noyau de béton soit appliquée activement depuis une vingtaine d’années, cette technique est encore peu connue en Belgique. Veronique Houben : « Depuis le changement de siècle, l’activation du noyau de béton connaît un succès grandissant, surtout en Suisse, en Autriche, aux Pays-Bas et en Allemagne. Mais notre pays reste à la traîne. Selon moi, ce retard provient essentiellement du secteur de la construction, qui ne jure généralement que par les techniques traditionnelles, et de la peur de l’inconnu. En outre, son nom résulte d’un choix plutôt malheureux : certaines personnes pensent que cette technique est liée à l’énergie nucléaire ! Néanmoins, un nombre croissant de maîtres d’ouvrage, d’architectes et d’entrepreneurs commencent à connaître l’activation du noyau de béton ainsi que ses avantages. La hausse de la demande en géothermie aide également notre technique à s’implanter sur le marché belge. Nous partons du principe que dans quelques années, l’utilisation de l’activation du noyau de béton se généralisera, par analogie avec ce qu’il se passe en Allemagne où près de la moitié des nouveaux bureaux et autres grands complexes intègrent cette technique. Raf Poppe : « Nous remarquons nous aussi un intérêt accru, essentiellement dans les projets de nouveaux complexes de bureaux. Mais les débouchés sont bien plus vastes et il reste du pain sur la planche en ce qui concerne la diffusion des informations. Car l’activation du noyau de béton est rentable pour tout bâtiment avec une demande continue de chaleur ou de fraîcheur : centres commerciaux, hôpitaux, maisons de repos et centres de soins, écoles… Pour l’instant, les usines n’entrent pas en ligne de compte car l’activation du noyau de béton n’offre pas un potentiel de fraîcheur suffisant par rapport aux fortes charges thermiques internes. D’ailleurs, les installations de production possèdent de plus en plus souvent une structure en acier plutôt qu’en béton. » Saskia Wouters, ir-arch. : « Lorsqu’un maître d’ouvrage décide de faire construire un bâtiment durable, il pense en premier lieu à une isolation efficace. Mais il ne pense pas au fait que ce faisant, le besoin de fraîcheur augmente tout simplement parce que la chaleur reste confinée dans le bâtiment. Il en découle donc un besoin de refroidissement pendant environ les deux tiers de l’année. En fonction des charges thermiques internes et de l’orientation du bâtiment, ce besoin peut apparaître dès que la température extérieure atteint 12°C. On peut alors envisager un refroidissement par air mais cette technique est bien moins efficace que l’activation du noyau de béton combinée à la géothermie. Seule cette dernière solution donnera le rendement espéré sans atteinte à l’environnement. Il ne nous reste plus qu’à convaincre les maîtres d’ouvrage, les architectes et les entrepreneurs que nous ne "vendons" pas des vessies pour des lanternes. Mais avec la hausse du nombre de projets incluant l’activation du noyau de béton, nous disposons de plus en plus d’exemples dont le retour sur investissement peut être prouvé noir sur blanc ! »

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