Technologie de pointe : Nouveau système de climatisation et de chauffage vert à l’édifice du Centre
En février 2019, le Sénat a déménagé à l’édifice du Sénat du Canada, une ancienne gare ferroviaire bâtie en 1912. Le Sénat occupera cet emplacement temporaire pendant que l’édifice du Centre — la demeure permanente du Sénat — est restauré. Les systèmes mécaniques, électriques et thermiques de l’édifice du Centre seront mis à niveau et l’édifice centenaire sera mis aux normes actuelles en matière d’incendie, d’accessibilité, de sécurité et de protection sismique.
Même si l’édifice du Centre est fermé et fait l’objet de travaux de réhabilitation, les Canadiens peuvent toujours admirer ses trésors artistiques et architecturaux, et ceux de l’édifice du Sénat du Canada, grâce aux visites virtuelles et immersives du Sénat.
Si vous suivez les travaux qui se déroulent sur la Colline du Parlement, vous avez remarqué le trou béant qui se trouve devant l’édifice du Centre. D’une fois et demie la taille d’un terrain de football et d’une profondeur de 23 mètres, il accueillera à terme le Centre d’accueil du Parlement, d’une hauteur de trois étages et d’une superficie de 32 000 mètres carrés. On prévoit que trois millions de visiteurs par année commenceront leur visite des édifices du Parlement à cet endroit, où se trouveront également les systèmes mécaniques qui permettront de chauffer et de climatiser le complexe.
Ce que vous ne pouvez voir, cependant, c’est ce qui prend forme sous terre : un champ géothermique d’un hectare, alvéolé de 92 conduites plongeant à 250 mètres dans le roc – une profondeur représentant trois fois la hauteur de la Tour de la Paix de l’édifice du Centre. Ce réseau de trous de forage géothermiques (une zone de près de 93 000 mètres carrés) est la clé qui permettra de chauffer et de climatiser le nouvel édifice du Centre efficacement.
Coulé dans le béton
La géothermie n’est pas une technologie nouvelle, mais elle prend de plus en plus d’ampleur. Partout au pays, des universités, des centres communautaires, des immeubles d’habitation – voire des quartiers entiers – se connectent à des champs géothermiques. C’est une technologie qui promet essentiellement de transformer le substrat rocheux sous la Colline du Parlement en une unité de chauffage et de climatisation géante, et ce, tout en faisant passer l’édifice du Centre de l’un des édifices gouvernementaux les moins performants en matière d’efficacité énergétique au pays à un édifice qui respecte des normes rigoureuses en matière de carboneutralité.
« Nous l’utilisons comme emmagasinement saisonnier », a expliqué Martin Sing, chef d’équipe, Énergie et durabilité, pour CENTRUS, le consortium responsable de la conception architecturale et technique du projet de restauration de l’édifice du Centre. « En été, lorsqu’il faut climatiser l’édifice, nous en extrayons la chaleur. Plutôt que de simplement dégager cette chaleur, nous l’emmagasinons dans le sol. Pendant l’hiver, nous pouvons faire sortir cette chaleur et l’utiliser pour chauffer l’édifice. »
Pendant cent ans, une centrale de chauffage et de refroidissement située à proximité a permis de maintenir l’édifice du Centre à une température agréable pour les utilisateurs. Si une pièce était trop froide, les radiateurs s’allumaient et de l’eau chaude chassait le froid. S’il faisait trop chaud, de l’eau froide circulant dans des bobines refroidissait la pièce. Dans les parties de l’édifice où il n’y avait pas de climatisation, les fenêtres étaient tout simplement laissées ouvertes. L’air chaud et l’air froid n’étaient pas traités comme des ressources à emmagasiner et à réutiliser, mais simplement comme des déchets à expulser.
La technologie géothermique offre quant à elle une solution économique et pratique pour emmagasiner et réutiliser ce qui était auparavant de l’énergie gaspillée. Cette technologie profite du fait qu’à des profondeurs de 10 mètres ou plus, le roc conserve une température constante de 10 à 13 degrés Celsius tout au long de l’année, qui n’est pas affectée par les températures à la surface.
« L’eau qui circulera dans le système en hiver sera plus froide que le substrat rocheux. Le système aspirera donc la chaleur du substrat rocheux et l’acheminera dans l’édifice », a expliqué M. Sing. « En été, l’eau sera plus chaude que le roc. L’énergie sera donc transférée au substrat rocheux et emmagasinée pour nous. »
Système en circuit fermé
Dans le champ géothermique, un réseau de trous de forage perfore le roc. Chaque trou de forage contient une paire de canalisations de polyéthylène (une qui va vers le bas et une qui va vers le haut) reliées à l’aide d’un joint en U dans le bas et remplies d’un mélange d’eau et de glycol qui circule entre l’édifice et le roc. Le système forme un circuit fermé qui fait circuler la chaleur résiduelle de l’édifice jusqu’à un endroit où elle peut être emmagasinée dans le roc et récupérée au besoin.
« C’est semblable à un sous-plancher chauffant, mais à une plus grande échelle », a expliqué M. Sing. « Plutôt que de chauffer un plancher, vous chauffez un gros morceau de roc. »
L’édifice du Centre sera chauffé et climatisé presque complètement avec de l’électricité et comptera principalement sur une thermopompe industrielle. La thermopompe dirigera de l’eau chaude ou froide aux zones de l’édifice qui en ont besoin et redirigera tout surplus vers le réseau de canalisations géothermiques pour qu’il y soit emmagasiné.
L’avenir carboneutre de l’édifice du Centre
Même si le forage est presque terminé, il y a encore des années de travaux devant nous.
« Lorsque la coquille du Centre d’accueil du Parlement commencera à être érigée, nous disposerons les canalisations de distribution pour relier les trous de forage à des points centraux dans l’édifice », a expliqué M. Sing.
« Lorsque la construction se poursuivra et que de l’équipement sera mis en place, nous installerons la thermopompe, de même que les canalisations et pompes reliant tout le système. »
Grâce à cette technologie géothermique, l’avenir vert de l’édifice du Centre sera profondément ancré. Un édifice du Centre modernisé et efficace démontrera qu’il est possible de rendre les édifices patrimoniaux durables, et même que l’investissement pourrait permettre de réaliser des économies à long terme.
« Tout surplus d’énergie générée pour le chauffage sera capté, emmagasiné et réutilisé, plutôt que d’être rejeté », s’est réjoui M. Sing.
« À long terme, c’est une façon de procéder plus efficace et rentable, qui nous aide à atteindre la carboneutralité. »
