Le Centre intégré de formation et d`innovation technologique de

4e édition
des Prix
d’Excellence
de l’industrie
géothermique
Mention honorable
Teknika-HBA
Le Centre intégré de formation et
d’innovation technologique de Victoriaville
Le CIFIT en bref
Le projet a consisté en la construction d’un
bâtiment d’une superficie de 3 500 mètres
carrés dédié à des activités de formations
professionnelles dans le domaine de
l’électromécanique de systèmes automatisés
et de la mécanique d’entretien industrielle
et de construction. Ce centre de formation
professionnelle accueille quelque 200 élèves
et est en opération douze mois par année.
Il comporte quatre types de locaux : des
ateliers lourds de soudage, de mécanique et
d’usinage, des laboratoires d’informatique,
d’électronique, d’hydraulique et de pneumatique, des classes pour l’enseignement
théorique et, finalement, des locaux de
services tels salles de dégagement, coin
repas et locaux administratifs.
Le bâtiment est climatisé. La demande énergétique liée directement à l’enseignement
étant assez élevée, le défi que la Commission
scolaire a lancé à la firme d’ingénierie
Teknika HBA a été de proposer un ensemble
de solutions assurant une consommation
énergétique, liée au fonctionnement du
bâtiment, la plus faible possible. De plus, les
solutions proposées devaient être éprouvées
et ne pas exiger d’entretien dispendieux à
court et à long terme. Le projet ne visait pas
la certification LEED, son objectif majeur
était de restreindre l’augmentation de la facture énergétique globale de la Commission
scolaire, et ce, malgré l’addition de ce nouveau bâtiment à vocation quasi industrielle.
La géothermie au cœur
de l’optimisation d’énergie
Teknika HBA a implanté un système
d’optimisation d’énergie plus que complet
combinant quatre sources d’énergie, soit
l’énergie solaire, l’énergie géothermique,
la récupération d’énergie et le transfert
d’énergie.
Ainsi, le système géothermique de
l’immeuble interagit avec les autres sources
d’énergie, maximisant l’apport du bâtiment
en efficacité énergétique.
L’énergie solaire
L’énergie solaire: la chaleur du soleil frappe
le mur solaire situe à l’arrière du batiment.
Il s’agit d’une structure métallique sombre
attachée sur la face sud-ouest du bâtiment et
qui absorbe les rayons du soleil. La chaleur
ainsi emmagasinée est utilisée pour préchauffer l’air neuf qui alimente les systèmes
de ventilation.
L’énergie géothermique
Un important réseau géothermique utilise
l’énergie emmagasinée dans le sol. L’hiver, la
température du sol étant plus chaude que la
température extérieure, le système récupère
cette énergie. L’été, c’est l’effet inverse qui
est exploité.
Au CIFIT, une trentaine d’unités de thermopompes sont utilisées pour chauffer ou
rafraîchir l’air qui circule dans les différents
locaux. Celles-ci sont alimentées par un
système « méthanol et eau » en provenance
des 17 puits de 400 pieds de profondeur du
réseau géothermique, creuse dans un sol de
3,30 W/m °C de conductivité thermique et
0,1379 m2/jour de diffusivite. Cette installation a une capacité totale de 540 000 BTU/h
en climatisation.
✁
✁
La récupération d’énergie
Un système d’échange énergétique entre l’air
neuf et vicié permet de conserver la chaleur
de l’air avant son évacuation à l’extérieur du
bâtiment. L’énergie contenue dans l’air ambiant du bâtiment est récupérée, au moment
de son évacuation à l’extérieur, par une roue
thermique. Situé à l’entrée d’air du bâtiment,
cet équipement assure le préchauffage de
l’air neuf, l’échange de la chaleur entre l’air
vicié et l’air neuf et la circulation d’air dans
les locaux occupés du bâtiment.
Le transfert d’énergie
La dalle de béton sous le bâtiment est utilisée
comme masse thermique et emmagasine
l’énergie en période hors pointe. Le chauffage
radiant est constitué de réseaux de câbles
chauffants installés dans la dalle de béton.
GeoConneXion Magazine 25 Summer / Été 2010
Ils chauffent cette dernière aux moments où
l’électricité est la moins dispendieuse. Cette
chaleur emmagasinée se distribue, en période
de pointe, dans les locaux situés en périphérie
du bâtiment sans aucune consommation
d’électricité.
Un bâtiment devenu laboratoire
Le nouveau bâtiment pense par Teknika
HBA est en soi un véritable laboratoire pour
les professeurs et les étudiants du CIFIT
puisqu’il sert lui-même a la formation des
etudiants.
Pour une meilleure gestion
de l’énergie
Un système électronique de gestion de la
consommation énergétique a également été
installé dans le bâtiment pour permettre de
moduler les demandes de chauffage ou de
refroidissement, d’éclairage et de ventilation.
Le système détermine et équilibre l’utilisation
des diverses sources d’énergie en fonction
de tous les paramètres qui doivent être
considérés. Par exemple, la température
extérieure, la chaleur disponible via le mur
solaire, la chaleur stockée dans la masse thermique et la puissance électrique consommée.
En assurant ainsi la complémentarité des
systèmes, la Commission scolaire évite
de dépasser la puissance électrique qu’elle
a souscrite auprès d’Hydro-Québec.
En effet, le Centre intègre plusieurs nouvelles
technologies que les élèves peuvent étudier
dans le cadre de leur formation. Ainsi, ils
peuvent mesurer en temps réel les économies
réalisées grâce, entre autres, au système
géothermique, au préchauffage solaire de
l’air et aux détecteurs d’occupation des
locaux intégrés dans le Centre.
Un second système de gestion de l’occupation, relié a un réseau de détecteurs infrarouges, contrôle l’éclairage et la ventilation
des locaux en fonction de leur utilisation.
Dès que le système détecte une présence dans
un local, il en allume l’éclairage et analyse
le taux de CO2 pour assurer un apport
d’air frais.
✂
✁
✂
✁
En d’autres mots, ce projet innove, car
il permet de faire le lien entre les dernières
technologies en efficacité énergétique et la
formation de la main-d’œuvre de demain.
Difficultés techniques et complexité
Ce projet était la première expérience de la
Commission scolaire des Bois-Francs dans
le domaine de la géothermie. En ce sens, elle
représente un changement de mentalité dans
la facon de penser les systèmes électromécaniques de nos écoles. Les solutions techniques
ont dû être adaptées à ce contexte.
✄
locaux, comme c’est le cas habituellement,
les thermopompes ont toutes été placées dans
l’entretoit des corridors. Or, il est nécessaire
d’assurer un accès libre à l’équipement pour
les opérations de maintenance. Les professionnels de Teknika HBA ont su surmonter
ces difficultés en portant une attention particulière au positionnement de la tuyauterie
et en suggérant l’installation d’un système
de plafond amovible.
Les diverses facettes du concept sont
novatrices. L’aspect le plus remarquable
réside certainement dans la complémentarité
des systèmes installés qui jouent tous un
rôle déterminant dans la réduction de la
consommation énergétique du CIFIT.
Un bâtiment bien orienté, bien isolé, dont
l’éclairage contrôlé génère des économies
d’énergie, des systèmes de chauffage qui
travaillent en alternance dependamment de
la periode du jour ou de la semaine et qui
reutilise l’énergie déjà générée, voilà les aspects
novateurs de la solution mise en place.
✁
✁
✁
✂
Économies sur le plan financier
L’objectif visé par la Commission scolaire
des Bois-Francs de diminuer l’impact énergétique lié à l’ajout de ce bâtiment a son parc
immobilier est atteint. Les évaluations de
coût en électricité permettent de constater
une réduction de 52 % de ce qu’il en aurait
coûté sans l’apport des technologies choisies.
✂
Par exemple, une bonne dose d’innovation a
permis de limiter le bruit généré par les thermopompes dans les salles de classe. Ainsi,
au lieu de placer les thermopompes dans les
Couts du projet
☎
Cout global du projet
6 250 000 $
☎
Cout global dedie a l’efficacite energetique
☎
✆
✆
✝
✆
✆
390 000 $
✆
Economies d’energie generees suite a l’implantation du projet (calcul base sur 12 mois d’operation)
✆
✆
✆
✆
✆
✝
✆
Total des depenses initiales d’energie (A)
✆
103 977 $
3 928 795 MJ
Total des depenses finales d’energie (B)
57 147 $
1 889 607 MJ
Reduction de la consommation d’energie (C)
46 830 $
2 039 188 MJ
45 %
52 %
✆
✆
✆
✆
✆
✆
(C/A) x 100
Autres statistiques energetiques du projet
✆
✆
Superficie affectee par le projet
3 500 m2
✆
Consommation unitaire
539 MJ/m2
Depenses energetiques
✆
Économies d’electricité
✆
✆
Économies
✆
Initial (D)
1091332 kWh/an
GeoConneXion Magazine 26 Summer / Été 2010
Final (E)
524 890 kWh/an
(D-E)/D x 100
52 %
La mise en marche d’un bâtiment standard aurait probablement
généré des dépassements de pointe et ainsi des réajustements
à la hausse de la dépense projetée en électricité.
Économies d’énergie et
réduction de gaz à effet de serre
Les systèmes installés permettent une excellente gestion de la
qualité de l’air intérieur du bâtiment puisqu’ils gèrent les apports
en air frais en fonction des besoins spécifiques pour chacun des
locaux.
De plus, les différents systèmes installés au CIFIT permettent
d’économiser environ 566 MWh d’électricité par année. Selon
l’Agence de l’efficacité énergétique du Québec, la production
d’un kWh d’électricité génère 350 g de CO2 par année au
Québec. Ainsi, la réduction prévue des émissions de gaz à effet
de serre est estimée à 200 tonnes de CO2 par année.
De par son efficacité en matière énergétique, ce projet a, et
continue d’avoir, des impacts sociaux considérables. Outre une
diminution non négligeable des gaz à effet de serre, le CIFIT
optimise sa consommation énergétique grâce a la récupération
de l’énergie déjà générée ou utilisée dans le bâtiment. Tout ceci,
sans compter l’augmentation de la préoccupation de la gestion
de la depense énergétique que Teknika HBA a suscitée auprès de
l’ensemble des gestionnaires des bâtiments de la Commission
scolaire avec ce projet environnemental qui aura cetainement
des répercussions a l’exterieur des murs du CIFIT.
✂
✁
✂
✁
Impact et perspective d’avenir
La réussite de ce projet a amené d’autres intervenants de la
région à se tourner vers la géothermie. En effet, des systèmes
géothermiques ont été intégrés à deux autres projets subséquents
de la Commission scolaire des Bois-Francs, soit le réaménagement
du Centre de formation professionnelle Vision 20-20 en 2007 et
l’agrandissement du CIFIT en 2009. En plus, une petite éolienne
a été installée pour les étudiants en réfrigération au Centre
Vision 20-20, leur permettant d’apprendre comment installer
et opérer ce type de source d’énergie renouvelable. Elle se veut
également le porte-étendard de la Commission scolaire, qui
souhaite devenir une chef de file en matière d’efficacité énergétique et d’énergie verte au Québec.
Finalement, les commissions scolaires environnantes et le
Centre de santé et Services Sociaux d’Arthabaska-et-de-l’Érable
intègrent, grâce à la venue du CIFIT, la géothermie dans la
rénovation de leurs bâtiments existants et dans leurs nouveaux
projets. En ce sens, il est possible d’affirmer que le CIFIT a pavé
la voie à l’implantation de systèmes géothermiques dans les
écoles et autres édifices institutionnels du Centre-du-Québec. ■
GeoConneXion Magazine 27 Summer / Été 2010