La GEO-ENERGIE THERMODYNAMIQUE.

En mode été, le concept géo-énergie permet de réaliser d'importante économie d'énergie en utilisant l'énergie du sol couplé au solaire thermodynamique. En neutralisant les entrées d'air neufs chaudes en Afrique avec l'apport d'énergie solaire thermique pour rafraichire les locaux a l'aide d'équipement à sorption (transformation de la chaleur en froid).

L'avantage de système de géo-énergie est de maintenir à température du sol pour restituer l'énergie renouvelable dans le logement la nuit et aux inter-saisons. L'autre avantage est d'éviter le déclenchement des PACs pour subvenir aux PICs de température (puissance).

 

 Les applications possibles:

 

 

 Intégrer une analyse financière fine : calcul du TRI, élaboration d’un compte prévisionnel d’exploitation  Etudes de sensibilité pour déterminer les options énergétiques: 

- Au gisement de chaleur solaire, 

- Au prix du bois prèsent en Afrique, 

 - La mise en place d'hydroéoliennes la où cela est possible. 

Prososer une réduction du besoin importante dans les logements et lutter contre l'intermittence solaire, nos objectifs.

 

GEO STRUCTURES ENERGETIQUES OU GEO-ENERGIE THERMODYNAMIQUE?

OPTIM ENERGIE est spécialisé dans le confort thermique sans consommation énergivore d'électricité à l'aide de la géo-ventilation (free-cooling) tout au long de la durée de vie du bâtiment  l'aide de l’énergie du sol auto-stabilisée par le solaire thermodynamique  par les échanges thermique et hydrique entre extérieur et intérieur du bâtiment.

Pour répondre aux besoins de renouvellement d’air sanitaire et de rafraîchissement de manière économique, écologique dans la construction, il faut des équipements solaires puissants.  L'énergie du sol permet d'augmenter la performance entre énergie consommée et restituée, pour cela il faut trouver un équilibre d'échange entre la demande de froid et de chaud tout au long de l'année pour équilibrer le sol (réservoir thermique), et la réponse se trouve dans la géo-énergie thermodynamique solaire qui permet cette équilibre et encore mieux car permet d'anticipé l'optimisation de la demande d'une saison sur l'autre.

 Comment?

On parle généralement de géothermie pour la récupération de chaleur dans le sol. Nous lui préférons le terme de géo-énergie, du fait de son absence de lien avec la notion de chaleur du sous-sol quand on produit du froid avec de l’eau en circuit fermé ou ouvert. Car dans le cas qui nous intéresse ici, l’objectif n’est pas comme en géothermie dite « profonde » d’extraire cette chaleur issue de la décomposition de roches radioactives. C’est également la fraîcheur que l’on va chercher pour refroidir des capteurs, faisant de cette technologie la seule énergie renouvelable pour rafraîchir les bâtiments. Avec le soleil de nos capteurs à haut rendements et très forte valeurs ajoutées, l’innovation est de maintenir le puits hydraulique à température de consigne.

La part des bâtiments représente environ 40 % de l’énergie consommée aujourd’hui au niveau mondial. En fonction des pays, 60 à 80 % de cette énergie est utilisée pour le confort thermique des locaux et la production d’eau chaude. Le recours à des énergies fossiles pour cette production de chaleur est responsable d’une grande partie des émissions de gaz à effet de serre. Minimiser l’impact environnemental du bâti est donc primordial, l’ensemble des infrastructures peut  jouer le rôle de capteurs de calories et participer ainsi à un échange thermique sol-structure, bâtiment  et permet de pouvoir capter la puissance nécessaire  fonctionnement d’une pompe à chaleur (PAC) à la profondeur souhaitée.

Permettre autour des structures de constructions d'optimiser la performance énergétique représentent un enjeu intéressant, mais avec la géostructure il faut une nappe phréatique et un bon écoulement de l'eau et pour y parvenir OPTIM-ENERGIE propose une solution qui permet d'assurer les différentes températures et conductivités thermiques grâce à une assistance solaire pour équilibrer le sol afin de ne pas l'appauvrir ce qui permet la recharge calorifique du sol en été/hivers suivant le besoin.

L’exploitation thermique de géostructures va entraîner une modification de la température initiale du milieu en l'absence de nappe phréatique 

Le principe en est simple : Il est nécessaire de détermine les besoins thermique en chauffage et rafraîchissement du bâtiment projeté et le déséquilibre entre les deux les compenser par un apport thermique solaire de nouvelle génération sécurise l'investissement.

Pourquoi? Tout le monde sait que le changement climatique modifie nos températures ou que l'on soit dans le monde, nous ne pouvons plus nous référer aux températures du passées pour définir le dimensionnement des équipements actifs de confort. De plus, la nappe phréatique peut avoir des évolutions dans le temps, la seule solution est d'utiliser des équipements produisant différentes énergies afin d'être modulables et adaptables pour répondre aux besoins futures thermiques pour ajuster la température du sol.

L'objectif: dès quelques mètres de profondeur, la température du sol n’est plus affectée par les conditions extérieures, ce qui permet de capter avec une grande performance l'énergie renouvelable, mais la demande de froid réchauffe très vite le sol qui s'appauvrit au bout de quelques années.  Il est donc possible d’exploiter cette énergie tout au long de l’année, quels que soient les caprices de la météo et de manière durable à une condition pouvoir injecter avec le soleil une énergie qui refroidit le sol afin d'avoir une continuité (équilibre) toute la vie du bâtiment afin que puisse fonctionner de manière optimal les Pompes à Chaleur.

Avantage: par rapport aux autres systèmes géothermiques, le principal avantage de cette technologie réside dans l' intégration du projet de construction ou de réservoirs tampons qui permet suivant l’étude de sol de faire un état d’un sol pauvre qui devra être compensé par un réservoir en  en circuit fermé ajusté thermiquement. Les réservoirs tampons (sables et eaux) par exemple, avec pieux: il suffit dès lors d’y faire circuler de l’eau pour échanger de la chaleur avec les capteurs et d'utiliser une énergie solaire (puissante) qui permet d'ajuster la température du sol (réservoir). En hiver, la PAC refroidit le réservoir en été  le réchauffe mais la capacité massique n'est pas suffisante dans le temps  pour équilibrer le puits à long terme. Pour fonctionner il faut donc un équilibre entre la production de froid et de chaud en cas de déséquilibre les performances des équipements actifs chutes jusqu'a ce que le système ne fonctionne plus. Avec la technologie OPTIM-ENERGIE il est possible de couvrir jusqu’à 100 % des besoins énergétiques des bâtiments au moyen d’énergie renouvelable. Son efficacité est encore accrue si une pompe à chaleur EAU/AIR ou EAU/EAU est couplée aux réservoir et un équipement à sorption avec la ventilation qui permet la nuit d'utiliser la température extérieur pour refroidir l'intérieur du bâtiment et ainsi augmente de façon importante le ratio entre l' énergie consommée et restituée.

  • Associer le puits hydraulique à une ventilation double flux pour les besoins sanitaires et la dissipation d’air viciée, ainsi que la maîtrise de la température intérieure. Les dispositifs de ventilation sont obligatoire notamment dans les lieux recevant du public (logements neufs…) et les débits de circulation d’air nécessaires consomment de l’énergie, il faut donc trouver des solutions pour réduire cette consommation tout en respectant les règles sanitaires, de confort moderne, à l’aide de la ventilations pour les immeubles tertiaires.
  • La géo-ventilation exploite l’inertie thermique du sol et de la différence entre la température air intérieur et extérieur, son principe consiste à faire circuler un fluide caloporteur entre le sous-sol et la ventilation afin de le réchauffer l’hiver et de le refroidir l’été grâce à un puits hydraulique, en eau connecté à un système actif solaire très puissant. Outre que ce système permet de réaliser des économies d’énergie pour le chauffage, la climatisation et qui limite également les rejets de co2 ainsi que les PICS énergétiques, il permet de connecter une Pompe à Chaleur qui peut utiliser dans n’importe quel circonstance climatique toute sa puissance à l’inverse des technologie à compression électrique.
  • Maintenir des échangeurs de sol à température optimal avec le soleil, pouvoir envoyer en journée dans la boite de mélange de la ventilation de plus en plus de de froid qu’il fait chaud, et la nuit à l’aide du puits et du free cooling de réduire la température intérieur gratuitement (production énergie statique).
  • L’addition de l’énergie statique produite et des COP/EER performant en journée permettent d’avoir des performance très supérieur à tous autres équipements actifs de conforts.

Hivers/nuit et en journée pour les climats à forte variation thermique journalière déportation de la puissance thermique dans le sol (réservoir).

     .    En été ou en hivers la ventilation connecté à la géo-énergie thermodynamique permet de maintenir la température de confort à la consigne souhaité sans consommation d’énergie fossile. En journée la géo-énergie limite la puissance des équipements actifs de conforts, ce qui limite les PICs de puissance.

Dans le schéma ci-dessous, le risque est le déséquilibre de température des pieux à terme s'il y l'existe une demande trop importante soit de chaud ou de froid, car le sol s'appauvrira au bout de quelques années, et la PAC ne fonctionnera plus.

OPTIM-ENERGIE pour conserver la performance annexe à ces réservoirs  une installation solaire thermodynamique de très haute technologie pour maîtriser la température des réservoirs (voir schéma en tête de page) et ainsi maintenir à température souhaité les échangeurs thermiques de sol pour optimiser la performance. En effet, pour assurer la recharge thermique du sol cela se réalise soit par l’écoulement de la nappe phréatique, ou l'équilibre du besoin thermique entre le chaud et le froid par conduction thermique entre le sol et les capteurs. 

Conclusion :

En zone à forte variation de température journalière l’extraction de la chaleur dans les locaux est important pour le confort et la santé, l’utilisation d’une source froide renouvelable est la seule alternative au confort économique et écologique.

OPTIM-ENERGIE propose cette alternative pour que les échangeurs géothermique soient maintenus à la température souhaitée pour permettre un fonctionnement optimal durant toute la période de vie de l'immeuble grâce à l’action du solaire thermodynamique à concentration et à la sorption pour convertir chaleur en froid et ainsi pèréniser la conduction thermique entre le sol, les échangeurs et le bâtiment.

Ainsi nous apportons le confort économique et surtout de manière durable sur la durée de vie de l'immeuble, en produisant en plus une énergie électrique de proximité pour l'autoconsommation total de l'immeuble.

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