Énergies renouvelables : de l’étude de potentiel à l’exploitation

La géothermie est pertinente sur un bâtiment existant quand la ressource hydrothermique ou le potentiel de sondes verticales permet de substituer intégralement une production fossile, à un coût d’investissement cohérent avec l’économie de l’opération. Trois conditions sont nécessaires : une ressource disponible vérifiée par étude de sous-sol (nappe alluviale, aquifère peu profond ou potentiel de sondes verticales), des émetteurs de chaleur compatibles avec les températures de départ basses d’une PAC eau/eau, et une enveloppe dont la performance limite suffisamment les déperditions pour que la puissance de la source couvre les besoins de pointe. Au lycée Victor Louis de Talence — 29 300 m² de bâti alimentés intégralement au gaz —, l’étude de faisabilité a confirmé la disponibilité d’une ressource géothermique peu profonde à très basse température, aboutissant au dimensionnement d’une pompe à chaleur d’environ 1 000 kW en technologie à vis raccordée à un doublet géothermique. L’Installation géothermique du lycée Victor Louis à Talence (Région Nouvelle-Aquitaine, mandataire ODETEC, 2021) a permis la substitution totale du gaz naturel, pour un gain économique estimé à environ 65 000 € TTC/an sur le poste énergie, travaux conduits en site scolaire occupé sous coordination OPC intégrée.

Le choix entre photovoltaïque, géothermie et biomasse dépend du potentiel du site, du profil de charge thermique et de la faisabilité logistique de chaque solution sur la durée d’exploitation. Trois cas de figure : la biomasse convient aux équipements à besoins thermiques continus et importants (piscines couvertes, grands lycées avec internat), à condition de disposer d’un espace de stockage des plaquettes ou granulés et d’un fournisseur local — la gestion des livraisons et des cendres conditionne la viabilité en exploitation. La géothermie est adaptée aux bâtiments à besoins mixtes chauffage/ECS élevés, quand la ressource est avérée sous le site. Le photovoltaïque en autoconsommation est applicable à presque tous les types d’opération, mais son bilan économique réel dépend étroitement du taux de corrélation entre les courbes de production et de consommation. Sur les Construction de 4 gymnases pour le Grand Périgueux, l’étude de faisabilité réalisée conformément au décret n° 2013-979 a orienté le choix vers un mix PAC eau/eau sur sondes géothermiques verticales et photovoltaïque en autoconsommation, validé par une analyse du cycle de vie (ACV) décomposant le potentiel de réchauffement climatique par contributeur pour atteindre le label E+C-.

La RE2020 évalue la performance d’un bâtiment neuf sur deux indicateurs complémentaires : l’indice Bbio, qui mesure le besoin bioclimatique indépendamment des équipements, et le Cep,nr, qui quantifie la consommation d’énergie primaire non renouvelable. Un chauffage par PAC géothermique ou une production photovoltaïque en autoconsommation réduit directement le Cep,nr ; l’analyse du cycle de vie (ACV) intégrée au bilan RE2020 évalue l’empreinte carbone de la construction et des équipements sur leur durée de vie. À retenir : dans le calcul RE2020, les kilowattheures produits sur site par des ENR viennent en déduction de la consommation d’énergie primaire non renouvelable, ce qui rend leur dimensionnement déterminant pour l’atteinte des seuils. Sur le Construction du groupe scolaire Yves Peron à Boulazac (2022, 2 900 m², 6,1 M€ HT, label BBC-Effinergie et niveau E3C1), les centrales photovoltaïques ont été conçues en trois configurations simultanées — casquette translucide de façade, toiture du local technique, couverture de parking — pour équilibrer les surfaces captantes avec les consommations résiduelles du bâtiment et atteindre le niveau BEPOS Effinergie 2017 visé dès la phase APS.

Une opération ENR en site occupé est réalisable à condition d’un phasage de chantier précis, calé sur le calendrier d’exploitation et les périodes de moindre charge. Pour les installations géothermiques, les opérations de forage d’un doublet (puits de pompage et de réinjection) impliquent la circulation d’engins lourds et des nuisances sonores incompatibles avec un fonctionnement scolaire ou tertiaire normal. La mission OPC doit planifier ces phases sur des périodes de fermeture ou de faible occupation, et définir un protocole de basculement qui maintient la continuité du chauffage et de la production d’ECS tout au long des travaux. Sur l’Installation géothermique du lycée Victor Louis à Talence (29 300 m² en exploitation continue), le passage de la chaufferie gaz à la PAC géothermique a été coordonné sans déport des jalons grâce à une mission OPC intégrée à la maîtrise d’œuvre. Pour le photovoltaïque en rénovation, les interventions en toiture peuvent généralement être phasées par zones sans interrompre l’exploitation, à condition de traiter les interfaces étanchéité et courants forts en amont dans les CCTP.