POMPES À CHALEUR
Install Magazine 943 – septembre 2017

Pompe à chaleur pour l’Abbaye d’Averbode

Des solutions de Mitsubishi Electric et ENGIE Axima Refrigeration

Introduire des techniques de pompe à chaleur dans un bâtiment existant est un véritable défi. Et lorsqu’il s’agit d’un bâtiment historique, le défi est encore deux fois plus grand. ENGIE Axima Refrigeration et Mitsubishi Electric démontrent que cela est toutefois possible : à l’Abbaye d’Averbode, le chauffage au mazout a été remplacé avec succès par une installation VRV.

Du confort moderne pour un complexe historique

L’Abbaye d’Averbode a été créée en 1134. La communauté de Norbertlijnen compte une quarantaine de membres. Le site comprend également un quartier destiné à ceux qui veulent faire une retraite, ainsi qu’une bibliothèque et un centre de réflexion pour les rencontres et cours divers

En 2012, l’installation de chauffage du complexe central de l’abbaye arriva en fin de vie. Les chaudières au mazout affichaient un âge respectable, et les conduites en acier de l’installation de distribution étaient de plus en plus sujettes à des fuites. Le risque de dégât des eaux à l’intérieur historique était alors très grand, et réparer le réseau de conduites n’avait que peu de sens. On se mit alors en en quête d’une solution durable qui permette de réduire la consommation annuelle d’environ 200.000 litres de mazout.

Toute nouvelle installation doit satisfaire à de sévères exigences. La durabilité est prioritaire, mais l’installation doit aussi pouvoir fournir le confort souhaité tout en étant économique et facile à utiliser. Le tout doit enfin pouvoir être aisément intégré dans l’intérieur historique. Mitsubishi, qui était déjà un partenaire de confiance pour l’Abbaye, se mit en quête d’une alternative. Ce constructeur de renom se tourna alors vers Engie Axima Refrigeration pour l’étude et la réalisation. Au fil des ans, ce fabricant d’appareils électriques a su établir un partenariat fiable dans le domaine de la climatisation.

Le VRF comme solution

Sur base de l’étude, le choix s’est finalement porté sur une installation de PAC air-air, sur base des appareils VRF de Mitsubishi Electric, le tout étant complété par deux chaudières à gaz de 225 kW chacune et une installation de cogénération de Viessmann. Dans la mesure où cela signifiait une conversion au gaz, ENGIE Fabricom a posé une conduite d’alimentation de 300 m, au moyen d’un forage souterrain avec un système walk-over.

La partie essentielle du chauffage est fournie par les appareils VRF City Multi, qui équipent presque l’entièreté du bâtiment. Il s’agit de 17 unités intérieures réunies qui desservent 334 unités intérieures, pour une puissance en chauffage totale de 1,74 MW. L’installation au gaz prend en charge l’aile destinée aux patients, la production d’ECS et les armoires de traitement de l’air. Les VRF sont alimentés en courant par la cogénération et les 1680 panneaux photovoltaïques. La captation d’énergie est ainsi limitée durant les mois d’hiver ; et en été, il y a même un excédent.

L’option d’un système VRF n’est pas uniquement due aux faibles émissions ; la technique était aussi la plus facilement applicable dans l’architecture existante. Les unités intérieures ont été discrètement disposées en trois groupes et masquées de la vue de tous à l’aide d’une clôture. Il s’agit également d’un système très flexible, qui s’adapte bien aux variations d’occupation dans les chambres réservées aux invités et dans le centre de réflexion. Les pièces peuvent en effet rapidement être mises à température, et ne peuvent être chauffées que lorsqu’elles sont effectivement occupées.

Planification dans le détail

L’exécution a été précédée d’une planification et d’une étude approfondies. La première étape consista à digitaliser les plans de l’Abbaye, qui étaient encore en grande partie dessinés à la main. Dans une deuxième étude, à l’aide des plans digitaux, ENGIE Axima Refrigeration détermina, pièce par pièce, la puissance, le type et la localisation des unités intérieures, ainsi que le tracé de conduites vers les unités extérieures. Il s’agît d’un véritable casse-tête, dans la mesure où il fallut tenir compte de facteurs comme la puissance totale, la longueur totale de conduites, la longueur maximale jusqu’au dernier point de dérivation… Tout fut calculé avec précision à l’aide de programme de conception de Mitsubishi Electric, avant d’être retranscrit sur les plans digitaux via CAD par ENGIE Axima Refrigeration.

Les unités extérieures ont été réparties en trois groupes. Par groupe, une gaine centrale a été posée dans l’abbaye, pour les conduites principales. De là furent raccordés les différents appareils intérieurs, via le grenier et un réseau existant de couloirs souterrains. En ce qui concerne la disposition des unités extérieures, l’Abbaye ne laissa rien au hasard. Des tests furent même réalisés à l’aide de haut-parleurs afin d’évaluer les nuisances sonores potentielles.

Exécution en trois phases

De manière à gêner le moins possible les occupants et les invités, les travaux furent phasés sur quatre étés successifs. Le personnel de l’équipe d’installation resta la plus possible sur place, afin de se familiariser avec les exigences spécifiques et la configuration de l’abbaye. Les techniciens suivirent par ailleurs une formation annuelle chez Mitsubishi Electric pour se tenir au courant des dernières évolutions. Après le démarrage, ENGIE Axima Refrigeration prît en charge l’entretien pour lequel un contrat de dix ans fut conclu. Grâce à ce partenariat avec l’entreprise d’installation, Mitsubishi Electric est en mesure de proposer une garantie de 5 ans.

Un large choix d’unités intérieures

La gamme étoffée d’unités intérieures de Mitsubishi Electric constitue un atout évident. On a en général eu recours à des consoles, mais il y a également des unités murales et des cassettes. La majorité des circuits sert uniquement pour le chauffage. Dans une abbaye, les besoins en froid sont en effet assez faibles. Seuls quelques circuits peuvent également refroidir, dont un –dans la zone réservée aux invités- est réversible; il permet également la récupération de chaleur.

Dans certaines salles de réunion, où le niveau sonore était assez critique, des unités intérieures silencieuses (MFZ-KJ) et design (MSZ-EF) furent installées ; celles-ci ne sont normalement utilisées qu’en mode split. Une solution intelligente fut dès lors trouvée pour le raccordement au circuit VRF : le groupe de vanne d’expansion fut placé dans une pièce voisine, soit dans le grenier, soit au sous-sol.

Régulation centrale

L’ensemble est commandé depuis une régulation TG2000 de Mitsubishi Electric qui peut réguler appareil par appareil. Les températures de consigne et les temps de fonctionnement peuvent être déterminés de manière centrale, mais on peut aussi laisser la liberté aux utilisateurs des chambres individuelles de régler eux-mêmes l’appareil. Cela dépend de l’affectation des locaux. Une chambre dans l’espace réservé aux invités exige une autre approche qu’une salle de réunion. Le court temps de réaction des systèmes VRF permet une régulation très précise. Dans le contexte d’une abbaye, ceci est un avantage, car il y a un certain nombre de locaux, comme la chapelle, qui ne sont habituellement occupés que durant une petite partie de la journée.

Le projet démontre qu’avec un minimum d’adaptation architecturale, il est quand même possible de moderniser un bâtiment historique et diminuer solidement ses émissions de CO₂. Vu le caractère historique du lieu, toute intervention à l’enveloppe du bâtiment était exclue ; seules les fenêtres furent remplacées par du triple vitrage hautement isolant. Le système VRF de Mistubishi Electric représente dans le cas présent une solution polyvalente, discrete et efficace.

Par Alex Baumans