CHAUFFAGE
Install Magazine 982 – mars 2022

Rénovation de la chaufferie d’une cathédrale

Des chaudières Viessmann avec une régulation Priva pour la cathédrale Saints-Michel-et-Gudule à Bruxelles

La cathédrale Saints-Michel-et-Gudule est l’un des édifices religieux les plus importants du pays ; elle accueille entre autres les cérémonies nationales, telles que le Te-Deum, et les événements royaux, mais également des concerts, des activités culturelles, musicales et des expositions. La cathédrale abrite de nombreuses œuvres ainsi qu’un musée. Le système de chauffage de la cathédrale est donc logiquement soumis à des exigences sévères, tant en matière de confort que de protection du patrimoine. L’Institut Royal du Patrimoine Artistique a comme mission de s’assurer que tout se déroule dans de bonnes conditions. Lorsqu’il s’est avéré qu’une des chaufferies devait être rénovée, la fabrique d’église se mît donc en quête d’une solution performante.

Une installation complexe

La cathédrale en elle-même est chauffée par cinq chaufferies qui desservent chacune une partie du bâtiment. La chaufferie principale située sous le parvis chauffe la nef, tandis que les deux secondaires situées latéralement sont chargées de chauffer le transept et le chœur, ainsi que les chapelles latérales. Ces chaufferies fonctionnent chacune de manière indépendante, bien qu’elles soient réglées de manière identique. Le système d’émission se compose de grilles de pulsion dans le sol, qui sont reliées à des gaines de ventilation souterraines. La chapelle Notre-Dame a quant à elle été équipée d’un système de chauffage par le sol, alimenté à partir d’une des chaufferies secondaires. Deux petites chaufferies situées à l’arrière du bâtiment chauffent respectivement la sacristie et les bureaux.

« Nous avons constaté que la chaufferie principale, qui dessert la nef, devait être remplacée », explique Pierre Terlinden de la fabrique d’église. « L’installation existante avait fait son temps, et il n’y avait plus de pièces de rechange disponibles. Cela se traduisait par une prise de risque inacceptable : en cas de panne éventuelle, des réparations n’auraient peut-être plus pu être envisagées. Il aurait donc fallu passer par une rénovation d’urgence, privant ainsi la cathédrale de chauffage jusqu’à ce que les travaux soient finis. Afin d’éviter des dégâts au patrimoine de la cathédrale, cette solution devait absolument être évitée. Sans compter les nuisances potentielles durant les cérémonies. On a donc opté dans ce cas-ci pour une intervention préventive. »

Des conditions difficiles

Le projet a été confié au bureau d’étude A&J Escarmelle. « Nous avions déjà collaboré précédemment avec ce bureau ; nous étions donc confiants d’aboutir à une solution performante », raconte Pierre Terlinden. Outre les aspects de technique de chauffage pure, la configuration de la chaufferie constituait en elle-même un défi à part entière. Tant la porte d’accès que le local se révélaient assez étroits.

On trouva alors une solution sur base des chaudières gaz Vitocrossal de Viessmann. Ces dernières sont particulièrement compactes, tout en offrant une puissance élevée. Le capot de la chaudière pouvait par ailleurs être démonté, afin de facilite le transport. On mît donc en place un dispositif en cascade de quatre chaudières de 326 kW chacune. Dans un premier temps, la chaufferie dessert deux centrales de traitement d’air de 25.000 m³chacune, qui chauffent la nef de l’église. On a également posé un collecteur distinct avec deux raccordements en attente. La chaufferie secondaire, côté nord, qui dessert entre autres le trésor, est obsolète et ne peut plus être mise aux normes à l’aide d’une éventuelle rénovation. Dans une phase ultérieure, cette chaufferie sera donc mise hors service et transformée en une sous-station raccordée à la chaufferie principale.

Évacuation des gaz de fumée

Le bureau d’étude a pu compter sur le soutien de Viessmann lors de la réalisation du projet, notamment pour la conception de la configuration de l’évacuation des gaz de fumée. « Ce ne fut pas si évident », explique Dino Savino de Viessmann. « Nous devions franchir plusieurs mètres avec une gaine aussi horizontale que possible, avant de pouvoir déboucher à la verticale –près de la cathédrale- sur un ‘totem’ en surface. Nos spécialistes en grands projets purent toutefois dessiner un conduit adapté. Le totem est équipé d’un extracteur de fumées à vitesse variable. La régulation s’effectue en fonction de la dépression dans la gaine, ce qui permet une réaction rapide en cas de modulation des chaudières, ou de démarrage/arrêt en cascade d’une ou plusieurs chaudières.

« Au départ, il était prévu que la régulation de l’extracteur de fumées soit couplée à la régulation de chaudière », explique Vincent Klingeleers de l’entreprise d’installation Conforty. « La vitesse de réaction aurait toutefois été trop faible, d’où le choix de cette alternative. »

Régulation Priva

Autre mot-clé du projet : la régulation. La société Conforty a développé la régulation sur base d’un système Priva. Le fait qu’il s’agissait d’une cathédrale imposait certaines exigences. La plus importante d’entre-elles était la vitesse de réchauffement. Afin de protéger l’orgue et divers autres trésors artistiques, il fallait avant tout éviter de trop rapides variations de température. Le bâtiment ne pouvait se réchauffer/se refroidir qu’à raison de 1 degré par heure. La température de consigne est habituellement de 16°C pour un usage normal et de 19°C pour les services religieux, concerts et autres cérémonies. La température de l’air est mesurée durant la phase de réchauffement, et la courbe de chauffe est adaptée si la température intérieure vient à augmenter trop fortement. Inversement, la régulation peut aussi enclencher le chauffage au cours de la phase de refroidissement de 19 à 16°C, afin de ralentir ce rafraîchissement. « Cela ne s’est pas encore produit dans la pratique », ajoute Vincent Klingeleers. « L’inertie thermique du bâtiment est telle que le réchauffement ou le refroidissement s’opère très progressivement. Même lorsqu’il gèle, cela peut durer un ou deux jours avant que l’effet ne se fasse sentir à l’intérieur. »

Le système de régulation est très convivial, avec une interface simple qui permet de visualiser clairement toutes les fonctions. La nouvelle régulation est également connectée au tableau de bord existant dans le chœur de la cathédrale. Toutes les techniques (HVAC, éclairage, son…) y sont regroupées. La flexibilité de la régulation Priva a permis de raccorder aisément le nouveau système. En ce moment, seule la grande chaufferie est réglée à l’aide du système Priva ; les deux autres fonctionnent en parallèle, de manière indépendante. Il est cependant tout à fait envisageable, dans une phase ultérieure, de faire en sorte que toute la cathédrale soit alignée sur ce système.

« Cette ouverture est un des grands atouts de Priva », estime Vincent Klingeleers. Priva peut en effet facilement fonctionner avec des systèmes et des capteurs existants. Il ne faut donc pas nécessairement remplacer l’ensemble du système de gestion lorsqu’on opte pour Priva. Il est ainsi possible de conserver les câbles et capteurs existants. Le système est en outre aisément extensible. Si, dans une phase ultérieure, on décide par exemple de s’attaquer à l’éclairage, celui-ci peut être facilement repris dans la régulation. »

Pilotage de la chaudière

On a également profité de cette rénovation pour rénover l’installation de distribution hydraulique. Les centrales de traitement d’air de la nef de la cathédrale sont équipées d’un circuit secondaire distinct avec des vannes à trois voies. Étant donné que dans cette phase, le dispositif de chaudières en cascade ne dessert que ces appareils, on n’a guère besoin de procéder à des réglages d’ajustement : les vannes à trois voies restent totalement ouvertes. Et comme il n’y a qu’un régime de chauffage, cela n’a pas de sens de générer une température plus élevée dans la chaufferie, et de la réduire ensuite à l’aide des vannes à trois voies. La régulation s’effectue désormais via la courbe de chauffe des chaudières, ce qui garantit un minimum de pertes et donc de consommation d’énergie. Lorsque la chaufferie secondaire sera mise hors service, et que ses circuits seront également raccordés à la chaufferie principale, travailler avec différentes températures dans les circuits primaires et secondaires se révélera peut-être nécessaire.

Julien Grenson de A&J Escarmelle fait le point : « Un tel projet représente toujours un défi. On ne fait pas ce qu’on veut dans un bâtiment historique iconique. Il était donc impératif de trouver une solution performante et adaptée aux contraintes de ce cadre historique. L’installation tourne maintenant depuis le mois de septembre ; nous pouvons donc en conclure que nous avons réussi à relever ce défi, grâce à la collaboration de tous nos partenaires. »

Par Alex Baumans