Concordia / Cogénération

Isolation thermique et chauffage

Les déperditions thermiques, le chauffage, l’isolation sont des facettes interdépendantes de la contrainte d’une consommation de carburant minimale, tant pour réduire les quantités à transporter par convoi que pour limiter l’impact local. Or, le projet est situé au Dôme C, un des endroits les plus froids de la planète, où les températures hivernales se situent en moyenne autour de -65°C et descendent parfois sous -80°C. Avec des températures intérieures standards, le différentiel thermique entre extérieur et intérieur peut ainsi atteindre 100°C.

Quelques chiffres

Prenant en compte la production électrique, assurée par des groupes électrogènes thermiques, le système de refroidissement des moteurs a été pensé en phase avec une installation de récupération de la chaleur produite par le fonctionnement. Avec une production électrique moyenne théorique, estimée à la conception, de 90 kW, ce sont des puissances équivalentes qui, par le jeu des rendements, sont rejetées tant dans le circuit de refroidissement que dans les gaz de combustion. Le total moyen des rejets thermiques qu’il est possible de collecter a été estimé à 115 kW – 90% des 90 kW de pertes du circuit de réfrigération et 40% des 90 kW de pertes de l’échappement.

Cette chaleur servant principalement au chauffage des édifices, il a été installé en complément des organes de réfrigération, au cas où la dispersion thermique dans les locaux serait insuffisante et une chaufferie au cas où les pertes récupérées sur les moteurs ne suffiraient pas au besoin.

Les calculs d’isolation thermique des édifices ont été basés sur ce niveau de chaleur disponible. L’épaisseur conséquente des parois est de 160 mm – 152mm d’isolant et 2 x 4 mm de peau en matériau composite verre époxy.

Circuit d’échanges

Le circuit principal d’échange ou circuit primaire (représenté en rouge foncé sur le schéma) relie les organes de production de chaleur – les moteurs des groupes de la centrale principale, la chaufferie, le moteur de la centrale de secours – aux circuits d’utilisation (représentés en bleu). Les circuits secondaires de refroidissement, d’échappement des moteurs et de la chaufferie sont reliés au circuit primaire par des échangeurs à plaques. Il en est de même pour les circuits utilisateurs – le fondoir à neige, les circuits de chauffage et les circuits d’eau chaude sanitaire. La régulation est assurée par des vannes 3 voies proportionnelles non électriques.

Des by-pass permettent en cas de défaut d’isoler tout ou partie d’un circuit. Des systèmes complémentaires redondants peuvent remplacer un organe de chauffage déficient – les chaudières à fuel de la centrale électrique sont doublées par des chaudières électriques. Les circuits de chauffage de chaque édifice sont également secourus par des chaudières électriques. L’ensemble fonctionne depuis plus de 20 ans. La moyenne de fonctionnement annuel des chaudières à fuel est d’environ 60 heures. La consommation production électrique et chauffage reste stable à environ 275 m3 annuels.