Episode 03 / Watinyoo

Dans les deux précédents épisodes, nous avons eu l’occasion de parler de stockage d’énergie électrique sous différentes formes: dans l’épisode 01, sous forme chimique grâce à l’hydrogène, et dans l’épisode 02 sous forme d’énergie cinétique grâce aux volants d’inertie. Aujourd’hui, nous abordons le stockage d’énergie sous forme de chaleur. Il me semble que le sujet est moins visible que l’hydrogène ou les énergies renouvelables ces temps-ci. Néanmoins, sans grand effort de recherche, on trouvera que le domaine ne manque pas de projets et d’expérimentations assez diverses. On pourrait citer le projet de central solaire thermique de Crescent Dunes dans le Nevada dont le concentrateur solaire permet de chauffer des sels fondus jusqu’à 600°C. Ces sels sont stockés dans un réservoir calorifugé pour vaporiser de l’eau qui alimente une turbine électrique, même après la nuit tombée. D’autres expérimentations ont lieu pour stocker l’énergie sous forme de chaleur latente ou de changements de phase. Ces technologies restent souvent complexes et peu matures.

Ceci dit, le moyen le plus courant et le plus simple de stocker de la chaleur est bien connu de tous: l’eau. Beaucoup d’entre nous utilisons un cumulus. L’eau est chauffée, souvent la nuit, puis nous l’utilisons au fil de la journée. Certaines entreprises, comme HoCoSto en Hollande, proposent justement de stocker de l’énergie excédentaire dans de grandes piscines enterrées. La chaleur ainsi stockée peut être utilisée plus tard, pendant les saisons froides. Armand Menargues, le fondateur de Watinyoo, a poussé un peu plus loin l’idée de géothermie et de stockage d’énergie sous forme liquide, comme nous allons le découvrir. Il a des idées plein la tête. N’imaginez pas pour autant qu’il s’éparpille, il est très clair sur les orientations de son projet. Armand, pourriez vous nous présenter WATINYOO ?

L’idée de départ est de stocker de l’énergie dans de l’eau pour réguler les besoins d’un bâtiment. D’autre part, comme vous le savez bien si vous avez une cave, la température dans le sol est relativement constante. On peut donc s’en servir pour échanger de la chaleur entre notre réserve d’eau et le sol soit pour évacuer ou récupérer des calories en cas de besoin. Concrètement, nous installons une boucle d’eau à 1,5m de profondeur. Il s’agit d’un tube d’environ 25cm de diamètre. Nous utilisons des pompes à chaleur eau/eau ou eau/air pour échanger de l’énergie entre le bâtiment et la boucle d’eau. Prenons l’exemple d’un besoin de climatisation, nous pouvons stocker l’énergie excédentaire dans la boucle d’eau. Et inversement en cas de chauffage. L’objectif du système WATINYOO est de piloter la température de la boucle pour qu’elle reste dans une fourchette intéressante pour les besoins de l’usager.

(C) Watinyoo

Quelle est la différence avec une pompe à chaleur géothermique qui utilise un réseau de captage enterré pour récupérer de la chaleur ?

L’idée est la même, mais avec WATINYOO, on regarde le problème à 360°. On peut donc combiner plusieurs besoins, raccordés ensembles sur la même boucle. Cela permet donc d’échanger de l’énergie au sein d’un même bâtiment ou entre bâtiments.

Pourriez nous vous donner un exemple ?

Bien sûr, prenons le cas d’un hôtel : ces établissements ont de très gros besoins en eau chaude sanitaire. En général, ils ont aussi des besoins importants en climatisation et chauffage. Ils peuvent aussi avoir un Spa ou une piscine extérieure qui nécessitent d’être chauffés. Nous pouvons récupérer la chaleur produite par les échangeurs de climatisation pour injecter ces calories dans la boucle d’eau. Ces calories peuvent être utilisées pour chauffer la piscine ou l’eau chaude sanitaire. Je peux vous donner un autre exemple : un camping qui a un restaurant sous une véranda et une piscine. Ils ont dû installer des climatiseurs pour rafraîchir leur restaurant et un système de chauffage pour la piscine, l’ensemble représente un coût de fonctionnement très important. Avec notre boucle d’eau, nous pourrions récupérer la chaleur des climatiseurs pour l’injecter dans la piscine et diminuer drastiquement les coûts d’exploitation. De manière générale, tout système qui permet d’échanger de la chaleur peut être utilisé avec notre système, comme par exemple de la circulation d’eau sous toiture ou un système de récupération de chaleur des eaux grises. (N.D.A. les eaux grises sont les eaux chaudes d’évacuation, par exemple l’eau chaude utilisées pour les douches).

Il faut cependant de l’espace pour installer la boucle d’eau. Votre solution est-elle vraiment idéale pour une maison individuelle ?

Il y a un effet de seuil. L’investissement est probablement trop élevé pour une maison individuelle. Il est plus intéressant de considérer un immeuble comme un hôtel ou un hôpital ou un lotissement de plusieurs maisons. La configuration du terrain est primordiale pour l’installation de la boucle qui nécessite de l’espace libre. Nous pouvons adjoindre à la boucle d’eau des corbeilles géothermiques. Il s’agit de serpentins dans lequel l’eau circule et qui échange des calories avec le sol. Ces corbeilles sont enfouies à 4 ou 5m de profondeur. Un forage d’un metre de diametre est nécessaire pour les installer. L’addition de corbeilles à la boucle d’eau permet de multiplier les zones d’échange et donc, éventuellement, de réduire la taille de la boucle. Les corbeilles géothermiques sont commandées par de petites vannes qui sont pilotées par le système.

Armand Menargues – PDG WATINYOO
(C) LeVillageByCA Sophia Antipolis

Pour optimiser le fonctionnement du système, vous avez mis au point un système de contrôle commande appelé WATeBOX. Quelles sont les technologies embarquées dans la WATeBOX ?

La WATeBOX permet de contrôler le système et de réguler le flux dans la boucle d’eau. Il s’agit d’un ensemble de capteur IoT pour chaque élément échangeant avec la boucle (climatisation/chauffage, corbeilles géothermiques, capteurs de températures intérieures et extérieures, etc). Le boitier central contient un algorithme qui prend en compte les besoins du système en intégrant les conditions climatiques présentes et futures ainsi que l’historique de consommation du bâtiment pour optimiser la gestion du flux énergétique. Nous développons aussi un serveur qui permettra de récupérer des données pour améliorer le pilotage et l’optimisation du système dans le temps. On peut penser à terme acheter ou vendre de la chaleur avec son voisin.

Comme dans une bourse de l’énergie! Cependant en pratique, il est plus difficile d’échanger de la chaleur que de l’électricité. Comment prévoyez vous cela ?

Je préfère parler de Smart Grid thermique. On peut facilement imaginer des quartiers dans lequel on installerait une ou plusieurs boucles connectées entre elles par des échangeurs à plaques qui sont très efficients. Dans ce cas là, nous pourrions échanger de la chaleur entre plusieurs acteurs connectés à ce réseau de boucles. Par exemple, un supermarché qui a besoin essentiellement de froid pourraient revendre la chaleur injectée par ses groupes froids dans la boucle à un autre utilisateur comme un collège ou un lotissement qui ont des besoins de chauffage. Notre système intégrera une technologies blockchain pour permettre ces échanges de manière sécurisée.

Que recherchez vous pour la suite de votre développement ?

Aujourd’hui, nous avons signé nos premières commandes et nous avons besoin d’organiser notre supply chain. Nous souhaitons lancer le recrutement de 2 à 3 ingénieurs très rapidement afin de poursuivre cette dynamique. L’objectif pour 2019 est de valider un démonstrateur dans chaque segment de marché identifié (résidentiel, santé, éducation, tertiaire, retail, industrie, etc.). Nous sommes déjà présents à l’export où nous avons plusieurs projets. Nous sommes en recherche d’accompagnement financier afin de couvrir ces besoins de développement.

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