Sur le site 2000 watts Greencity, nous proposons une infrastructure énergétique complète et fournissons toute l’année avec fiabilité de l’électricité, de la chaleur et du froid aux utilisateurs. Le concept énergétique repose sur différentes sources renouvelables et laisse une marge de manœuvre aux adaptations, en cas de changement climatique par exemple.
C’est au sud de la ville de Zurich, entre l’autoroute et la rivière Sihl, que se trouve l’ancienne zone industrielle Manegg. À la place des usines, des immeubles de bureau et d’habitation dominent aujourd’hui ce site, devenu sous le nom de «Greencity» un quartier à part entière. L’entreprise de développement immobilier Losinger Marazzi SA est à l’initiative de la conception de Greencity. En tant que partenaires dans le domaine de l’énergie, nous avons planifié, financé et réalisé une solution globale pour l’infrastructure énergétique complète. Celle-ci inclut notamment l’alimentation de tous les immeubles en électricité, chaleur et froid. Nous nous chargeons par ailleurs aussi de l’infrastructure de télécommunications et de celle de recharge, pour la mobilité électrique. À ce jour, 24 stations de recharge au total sont installées dans les garages souterrains du site. Dans le cadre d’un contrat à long terme et en tant que fournisseur d’énergie, nous avons en plus compétence pour l’exploitation de la fourniture d’énergie.
Toits végétalisés
Notre concept énergétique se base sur l’orientation de Greencity en tant que site 2000 watts. Des installations photovoltaïques d’une puissance totale de 500 kWp sont implantées sur dix immeubles. Il est prévu une extension complémentaire du photovoltaïque, avec la mise en œuvre d’autres bâtiments. L’énergie solaire autoproduite fournit non seulement la centrale énergétique du site, mais aussi les appartements de Greencity au moyen d’un modèle de participation. Grâce à une végétalisation, le toit n’est pas trop chaud en été et les modules présentent à tout moment un fonctionnement efficace.
De plus en plus d’immeubles
Quatre ans après l’occupation des appartements et des bureaux par les premiers usagers, le projet Greencity est en grande partie achevé. La zone ouest du site, de l’autre côté de la ligne de chemin de fer, est encore en construction. Sur le plan énergétique, ce terrain fait également partie de Greencity: il est alimenté par le même réseau du site qui lui fournit chaleur, froid et électricité.
Puits et sondes
Les sources utilisées pour l’énergie nécessaire à la chaleur et au froid – la géothermie et les nappes phréatiques – constituent des énergies renouvelables connues et établies. Ici, en revanche, l’innovation consiste à combiner ces deux systèmes. «Greencity se trouve en partie sur une zone de géothermie et en partie sur une zone de nappe phréatique», explique David Füllemann, le responsable du projet. Utiliser l’énergie thermique de la nappe phréatique est toutefois limité à 5500 Mwh par an. Pour extraire suffisamment d’énergie pour le site, il faudrait donc puiser aussi dans la géothermie. Ainsi, outre six puits de nappe phréatique, 215 sondes géothermiques d’une profondeur de 220 mètres chacune assurent désormais que l’on puisse chauffer en hiver et refroidir en été.
Des réseaux pour la chaleur et le froid
La nappe phréatique est la source d’énergie primaire. Elle est captée par les puits pour être ensuite réchauffée dans la centrale énergétique de Greencity par quatre pompes à chaleur à l’ammoniac d’une puissance totale de 5 MW. Puis, elle est portée au niveau de température requis de 35 °. Via un réseau de chauffage à distance, l’énergie thermique parvient aux différents bâtiments où elle est utilisée pour le chauffage. L’eau chaude sanitaire, au contraire, est chauffée par une pompe à chaleur dans près de 30 sous-stations décentralisées, jusqu’à atteindre 60 °C. Pour ce processus, nous employons en été le retour des chauffages par sol, en hiver les rejets thermiques des immeubles, ainsi que la chaleur de l’environnement, de la nappe phréatique et des sondes géothermiques. En été, le réseau de froid à distance séparé sert à refroidir les bâtiments.
La nappe phréatique s’harmonise parfaitement avec la source d’énergie secondaire qu’est la géothermie. La chaleur résultant en été de la fourniture de froid peut être exploitée par exemple pour régénérer les sondes géothermiques. Ces sondes servent au stockage saisonnier de la chaleur, puisqu’elles permettent de réutiliser l’énergie thermique pendant la saison froide pour le réseau de chaleur à distance.
Une marge de manœuvre nécessaire
Après quelques années d’expérience de l’exploitation, notre chef de projet s’avoue satisfait du concept énergétique. Le défi visait à développer un concept capable de tolérer les écarts par rapport aux prévisions, car il y en a toujours dans la réalité. «On a besoin d’un peu de marge de manœuvre pour que le système soit suffisamment robuste», commente M. Füllemann. Cela vient aussi du fait que les conditions-cadres changent. Un exemple sur ce point est le changement climatique qui a tendance à donner des hivers plus doux et des étés plus chauds. En raison de cette évolution, il est fort probable que l’on ait besoin dans le futur de davantage de froid, tandis que le besoin de chaleur régressera. «Nous devrons veiller à ce que les sondes géothermiques ne subissent aucune surchauffe en été, lorsqu’une grande quantité de chaleur est récupérée par le refroidissement», une conséquence possible décrite par David Füllemann. Par conséquent, suite à l’été caniculaire de 2018, diverses simulations ont été réalisées pour se préparer comme il se doit à ces évènements extrêmes.
Surveillance du site et optimisation
Les sondes géothermiques sont soumises à un contrôle permanent au moyen d’un système de surveillance avec des valeurs réelles et théoriques.
Même la pandémie due au coronavirus, qui a sensiblement impacté l’exploitation en 2020 et 2021, en est un exemple. L’occupation des immeubles de bureau a fortement chuté à cause des phases de télétravail, qui ont duré plusieurs mois. Le résultat est qu’il a fallu moins de froid ambiant durant les mois d’été, parce que les usagers généraient moins de charges thermiques internes. Pour l’exploitation estivale, notre équipe chargée de l’exploitation manque encore d’évaluations. En revanche, la pandémie a moins affecté l’exploitation hivernale – le chauffage ayant alors fonctionné tout à fait normalement.
Refroidir au lieu de chauffer
Un projet de longue haleine tel que Greencity permet de réunir bon nombre d’enseignements captivants. M. Füllemann pense que l’importance du refroidissement par système de refroidissement passif, notamment, est un élément de connaissance important. Ce concept est sous-estimé depuis longtemps dans la branche et a été remisé au rang de gadget. «Notre expérience à Greencity montre que le système de refroidissement passif devrait être aujourd’hui un élément central de tout concept énergétique.» David Füllemann est convaincu qu’il gagnera encore en importance à l’avenir, en raison du changement climatique.
Divers avantages
Les exemples montrent que l’exploitation d’une solution d’infrastructure énergétique est associée à des dépenses et requiert de nombreuses connaissances techniques. À Greencity, un contrat de prestations de service à long terme nous confie pour 30 ans la responsabilité de l’ensemble du réseau d’électricité, de froid et de chaleur du site, ainsi que des installations énergétiques. Les propriétaires de biens immobiliers bénéficient de notre savoir-faire et de notre expérience. Depuis des années, les solutions d’infrastructure énergétique comptent parmi nos activités essentielles.
- Planification, réalisation, financement
- Réseau local avec chaud, froid, électricité
- Solution de chaleur par nappe phréatique et géothermie
- Solution de froid par système de refroidissement passif (free cooling)
- Solution photovoltaïque
- Solution E-Mobility
- Surveillance du site et optimisation
- Exploitation des installations énergétiques
- Espace de vie et de travail pour plus de 8000 personnes
- 13 000 MWh/a d’énergie pour le chauffage et l’eau chaude
- 5300 MWh/a d’énergie pour le refroidissement
- 500 kWp de puissance PV installée
- Stations de recharge électrique
- 2400 tonnes de CO₂ économisées par an
