Avec Power Road®, Eurovia ajoute une nouvelle fonction à la route : la production d’énergie thermique. Captée à partir des rayonnements solaires sur la route, l’énergie peut être stockée puis restituée aux bâtiments et infrastructures environnants via un système de pompes à chaleur. Après la route Wattway qui produit de l’électricité solaire, place à la route Power Road® qui génère de la chaleur solaire !
L’énergie produite par la route solaire Power Road®, a pour ambition de contribuer à chauffer des bâtiments résidentiels, des immeubles de bureaux, des ensembles commerciaux, des éco-quartiers ou des équipements publics, tels que les piscines, en améliorant leur mix énergétique. En hiver, cette énergie peut aussi être utilisée pour déneiger et déverglacer les voiries ou pistes d’aéroports en réduisant les interventions de salage. En été, le captage de chaleur en surface permet de refroidir les chaussées et peut ainsi contribuer à résorber les effets d’îlots de chaleur urbains.
Comment ça marche ? L’application de ce concept repose sur l’intégration, dans les couches supérieures de la chaussée, d’un échangeur thermique, constitué de tubes dans lesquels circule un fluide caloporteur. Power Road® est réversible : il peut être soit un capteur d’énergie thermique liée au rayonnement solaire durant l’été ; soit un émetteur de chaleur notamment pour garantir la viabilité des chaussées (déneigement et déverglaçage de chaussées) en hiver. Suivant la fonction et l’usage donnés à Power Road®, le procédé peut être associé :
à la géothermie Très Basse Énergie assistée par pompe à chaleur (capteurs géothermiques horizontaux ou Sondes Géothermiques Verticales) ;
à une pompe à chaleur solaire (type solutions combinées « solaire assisté par pompe à chaleur »),
à une source de chaleur décarbonée (boucle d’eau tempérée, réseau de chaleur).
Les premières expérimentations de Power Road® menées par Eurovia concernent principalement des applications liées au déneigement routier.
« Avec Power Road®, la route reste une vraie route mais joue un rôle nouveau dans la transition vers une économie décarbonée car, pour la première fois, en stockant la chaleur, on déphase dans le temps la production et la consommation d’une énergie renouvelable » déclare Pierre Anjolras, président d’Eurovia. « Applicable à de multiples usages, Power Road® offre un potentiel de développement très important, à la mesure de la densité des réseaux de mobilité dans le tissu urbain. » Développé par Eurovia en réseau avec des partenaires publics et privés IFSTTAR, CEATech, Burgeap, Power Road®, véritable brique technologique de la Smart City, est soutenu par le Programme Investissements d’Avenir (PIA) opéré par l’ADEME.
Outre la production d’énergie renouvelable, Power Road® est en lui-même un procédé durable. Ses constituants en particulier les tubes qui constituent l’échangeur thermique sont intégralement recyclables. Sa mise en Å“uvre est compatible avec les solutions environnementales éprouvées développées par Eurovia, tels que les enrobés tièdes et le recyclage des matériaux routiers. Et grâce à la régulation des températures, Power Road® prévient les déformations de la chaussée et augmente donc sa durée de vie.
L’un des enjeux principaux de Power Road® : développer l’utilisation de l’énergie solaire thermique
Le potentiel de développement de Power Road® est à la mesure de la très forte présence des infrastructures routières, qui représentent en France 1,2 % de la surface du territoire métropolitain – soit environ 6 000 km², ou encore la superficie de l’Ile-de-France. Ces infrastructures sont pour la plupart revêtues de chaussées bitumineuses de couleur noire, dont les températures peuvent atteindre 60°C en surface et 40°C à 10 cm de profondeur, essentiellement sous l’effet du soleil. Cette énergie solaire thermique, jusqu’à présent inexploitée,
peut être captée, comme le montrent les études scientifiques. Celles-ci évaluent le potentiel de captage entre 150 et 250 W/m² pour une radiation solaire de 250 à 1000 W/m², en fonction de la localisation géographique et de la saison.
L’un des enjeux principaux de Power Road® est de développer l’utilisation de la géothermie et de l’énergie solaire thermique : la route devient ainsi un producteur et un vecteur de chaleur renouvelable, en limitant le recours aux énergies fossiles, sources d’émissions de gaz à effet de serre. Cet enjeu est pleinement en phase avec l’objectif fixé par la loi pour la transition énergétique de 2015, qui est d’augmenter de 50 % la capacité des énergies renouvelables en France d’ici 2023. Power Road® participe également à la lutte contre le changement climatique en contribuant à réduire les effets d’îlots de chaleur urbains (ICU) grâce au rafraîchissement des chaussées. Il permet de limiter la demande en énergie relative aux systèmes de climatisation.
Le démonstrateur D1 à Saint Arnoult : chauffage de bâtiment et résistance au trafic de millions de poids-lourds
Installé en juillet 2017, le démonstrateur D1 est situé sur la voie d’accès au parking poids lourds de la gare de péage de l’autoroute A10 à Saint-Arnoult-en-Yvelines (78) sur le réseau Cofiroute (VINCI Autoroutes). Il représente 500 m² de chaussée. Ce parking dispose d’un bâtiment (Espace clients de Cofiroute) dont le rez-de-chaussée sera à terme chauffé par le procédé Power Road®, associé au stockage inter-saisonnier (champ de sondes géothermiques verticales).
Ces sondes sont situées sous un parking. Leurs nombre, espacement et profondeur ont été optimisés pour répondre aux besoins énergétiques du bâtiment. La production de chaleur est assurée par une pompe à chaleur.
L’installation sera instrumentée pour récupérer et stocker l’ensemble des données provenant des échanges énergétiques entre les différents dispositifs et la production géothermique. Un dispositif de supervision et maintenance à distance sera installé pour interagir sur la régulation et les différents modes de fonctionnement de l’installation.
Afin d’évaluer la résistance mécanique de Power Road® sous trafic, le trafic poids lourds sera simulé par la mise en place d’un manège de fatigue FABAC exploité par l’IFSTTAR qui permettra l’analyse du comportement mécanique
de la chaussée sous trafic simulé. Ce manège va solliciter la planche test en quelques mois pour un équivalent de 3 à 5 millions de poids lourds. Ce projet est soutenu par le Programme Investissement d’Avenir (PIA) opéré par l’ADEME.
Encadrés
Power Road® en quelques chiffres
Captage, échange et stockage de l’énergie thermique
Jusqu’à 20 % de la chaleur du soleil captée
100 % du chauffage d’un logement de 70 m² pour 25 m² de rue
10 cm de neige fondue en quelques heures
Cas type de Power Road® dans le bâtiment
100 % du chauffage d’un logement de 70 m².
Besoin : 2 100 kWh/an.
Solution : 1 sonde géothermique de 55 m assistée par une pompe à chaleur.
25 m² de chaussée (2 places de parking ou 5 m de chaussée de 5 m de large).
100 % du chauffage et de l’eau chaude sanitaire pour un logement de 70 m².
Besoin : 4 000 kWh/an.
Solution : 1 sonde à 75 m de profondeur assistée par une pompe à chaleur.
30 m² de chaussée (1 place de parking et 5 m de chaussée de 5 m de large).
100 % du chauffage et de l’eau chaude sanitaire pour un lotissement 20 pavillons de 120 m².
Besoin : 6 900 kWh/an/pavillon.
Solution : 20 sondes à 75 m de profondeur assistées par pompe à chaleur.
1 000 m² de chaussée :
500 m² de parking soit 2 places de parking par pavillon.
500 m² de chaussée (100 m de chaussée de 5 m de large).
100 % du chauffage pour 1 000 m² de bureaux à haute performance énergétique.
Besoin : 25 MWh/an.
Solution : 5 sondes à 75 m de profondeur assistées par une pompe à chaleur de 25 kW.
300 m² de chaussée soit 25 places de parking.
100 % du chauffage et de l’eau chaude sanitaire pour un éco-quartier de 55 000 m² (logement, bureaux, hôtel et commerces).
Besoin : 3 GWh/an.
Solution : 4 km de chaussée.
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