Réseaux de chaleur basse température, dimensionnés et comparés sur le coût et le CO₂.
Pour une boucle d'eau tempérée ou un réseau de chaleur basse température de 5e génération (5GDHC), tout se joue sur le choix de la source, la température du réseau et la façon dont le chaud et le froid partagent les mêmes conduites. Sympheny réunit ces trois éléments dans une seule optimisation, pour que le concept présenté au financeur repose sur des chiffres solides.
Chaque variante de réseau basse température optimisée, portée sur le coût face au CO₂, à partir d'un seul projet.
Pourquoi les réseaux sur sources tempérées sont difficiles à bien planifier.
La source décide de tout, et elle est locale
Nappe phréatique, eau de rivière ou de lac, eaux usées, chaleur fatale, sondes géothermiques. Les sources disponibles, leurs limites saisonnières et leurs températures dépendent du site et fixent le plafond de ce qu'un réseau basse température peut fournir. Une évaluation des sources erronée, et le reste du concept repose sur du sable.
Le chaud et le froid se planifient ensemble
Une boucle 5GDHC fonctionne près de la température du sol : le même réseau peut donc chauffer et refroidir en même temps et récupérer la chaleur entre bâtiments. C'est tout l'intérêt, et c'est aussi ce qui rend le dimensionnement à la main difficile : profils de demande, simultanéité et stockage interagissent sur l'année entière.
Les tableurs ne tiennent pas les arbitrages
Température du réseau, mix de sources, pompes à chaleur décentralisées et stockage saisonnier s'opposent à la fois sur le coût et sur le CO₂. Tester quelques combinaisons à la main passe à côté de la solution qui l'emporte vraiment, et les financeurs veulent de plus en plus voir la comparaison, pas seulement la conclusion.
Sources, réseau et architecture dans une seule optimisation.
Sympheny modélise la boucle tempérée, les sources de chaleur et les technologies au niveau des bâtiments comme un seul système multi-énergies, puis optimise l'ensemble au pas horaire. La comparaison est cohérente parce qu'elle sort d'un seul modèle, pas de trois études assemblées.
Le réseau fait partie du modèle, ce n'est pas une hypothèse.
Définissez des hubs (bâtiments, îlots ou sous-stations) et tracez la boucle tempérée entre eux sur une vraie carte SIG, avec pertes thermiques et coût au mètre. Comme la boucle fonctionne près de la température du sol, le modèle capte les faibles pertes qui rendent le 5GDHC attractif, et le coût de tracé alimente directement la comparaison des technologies.
- Types de réseau basse température, tempéré et conventionnel modélisés entre les mêmes hubs
- Longueur et coût de tracé mesurés directement sur la carte SIG
- Échange de chaleur bidirectionnel entre bâtiments intégré au bilan énergétique
Chaque source tempérée évaluée comme candidate.
Nappe phréatique, eau de rivière et de lac, eaux usées, chaleur fatale de centres de données et de l'industrie, et champs de sondes géothermiques entrent toutes comme candidates dans la même optimisation, chacune avec sa disponibilité saisonnière et sa température. Les pompes à chaleur décentralisées relèvent la boucle à la température utile, modélisées avec des profils de COP saisonniers, pour que la performance hivernale soit réelle et non une valeur annuelle unique.
- Nappe, eaux de surface, eaux usées, chaleur fatale et sondes comme sources candidates
- Limites saisonnières des ressources respectées, pour que l'optimisation reste physiquement honnête
- Profils de COP des pompes à chaleur décentralisées, mois par mois
Boucle tempérée, basse température ou conventionnel. Laissez l'optimisation trancher.
Au lieu de fixer la température du réseau avant la modélisation, définissez les options en candidates entre les mêmes hubs. L'optimisation met en balance une boucle d'eau tempérée 5GDHC, un réseau basse température ou conventionnel, sur le coût et le CO₂, avec le mix de sources et le stockage. Vous obtenez la réponse, arbitrage à l'appui, et non une hypothèse de plus à défendre.
- Architectures tempérée (5GDHC), basse température et conventionnelle dans le même projet
- Stockage saisonnier et court terme, sondes comprises, dimensionné par l'optimisation
- Chaud et froid résolus ensemble sur une année de référence complète
Des comparaisons Pareto coût-CO₂ que vos parties prenantes savent lire.
Chaque combinaison évaluée par l'optimisation se place sur un front de Pareto : coût sur cycle de vie face au CO₂. La solution la moins chère, la moins carbonée et les arbitrages intermédiaires, le tout à partir d'un seul projet. Courbes de durée, flux Sankey et profils horaires l'accompagnent, et les données sous-jacentes s'exportent vers Excel pour le dossier économique.
- Front de Pareto sur tous les scénarios de réseau basse température optimisés
- Résolution horaire sur une année de référence complète, chaud et froid
- Graphiques prêts à présenter et export Excel des chiffres sous-jacents
Pour le responsable budgétaire, cela signifie un concept défendable plus tôt : l'arbitrage coût-CO₂ est chiffré avant tout engagement, et les ingénieurs passent leur temps à juger plutôt qu'à reconstruire des tableurs. Sur le concept d'Insel-Holligen, ewb et Eicher+Pauli ont abouti à un concept de réseau basse température dimensionné et à un test de robustesse sur plus de 30 futurs possibles, dans un même flux de travail.
Sympheny couvre la faisabilité et l'avant-projet : l'étape où le mix de sources, la température du réseau, le stockage et le dossier économique se décident. Une fois le concept arrêté, le dimensionnement hydraulique détaillé (diamètres, pression, débits) est une étape distincte, dans des outils faits pour cela. L'essentiel de ce qui décide du financement d'un réseau basse température se joue avant cette étape.
Éprouvé sur des réseaux tempérés et basse température.
Un réseau thermique basse température alimenté par eau de rivière et nappe phréatique, dimensionné sur six hubs et testé contre plus de 30 scénarios de prix et de demande pour le quartier d'Insel-Holligen.
Lire l'étude de cas26 bâtiments modélisés comme un seul système multi-température, avec des sources basse température alimentant les pompes à chaleur et un stockage saisonnier par sondes validé pour le concept climatiquement neutre 2030 du campus.
Lire l'étude de casUne stratégie d'approvisionnement à l'échelle de la ville montrant qu'un système sans CO₂ est atteignable à un coût sur cycle de vie comparable au système fossile actuel, avec sources tempérées et renouvelables dans le mix.
Lire l'étude de casPourquoi un modèle d'optimisation plutôt qu'un tableur de plus.
Un réseau basse température est un problème multi-énergies et multi-température. Les outils vers lesquels la plupart des équipes se tournent ont été conçus pour quelque chose de plus étroit.
Face aux tableurs
Un tableur sait dimensionner une configuration. Il ne sait pas explorer ensemble le mix de sources, la température du réseau, le stockage et les technologies des bâtiments, ni montrer à un financeur l'arbitrage coût-CO₂ sur tout l'espace des options.
Face aux outils mono-énergie de bureau
Les outils qui dimensionnent un réseau de chaleur ou une pompe à chaleur isolément passent à côté du 5GDHC, où chaud, froid et récupération de chaleur entre bâtiments forment un seul bilan. Sympheny optimise l'électricité, la chaleur et le froid ensemble.
Face au développement maison depuis du code de recherche
L'optimisation est issue d'une décennie de recherche à l'Empa et dans le domaine des EPF, déjà empaquetée en plateforme cloud avec SIG, comparaison de scénarios et résultats prêts à présenter. Vous obtenez la méthode sans maintenir vous-même un solveur.
Réseaux basse température et 5GDHC, expliqués.
Qu'est-ce qu'un réseau de chaleur basse température (boucle d'eau tempérée) ?
C'est un réseau thermique qui distribue la chaleur à très basse température, proche de celle du sol, de sorte que chaque bâtiment raccordé relève l'apport à la température voulue avec sa propre pompe à chaleur. Comme la boucle reste proche de l'ambiance, les pertes de distribution sont minimes et le même réseau peut transporter la chaleur des bâtiments à refroidir vers ceux à chauffer. On parle de boucle d'eau tempérée, de réseau de chaleur basse température ou de réseau thermique de 5e génération (5GDHC) ; en Suisse, le terme « réseau anergie » est courant.
En quoi le 5GDHC diffère-t-il d'un réseau de chaleur conventionnel ?
Un réseau de chaleur conventionnel (1re à 4e génération) livre la chaleur à température fixe et élevée depuis une centrale : il ne peut que chauffer. Un réseau 5GDHC basse température fonctionne près de la température du sol et est bidirectionnel : les bâtiments puisent ou rejettent de la chaleur via des pompes à chaleur locales, et la chaleur fatale du refroidissement d'un bâtiment peut en chauffer un autre. Le 5GDHC convient donc aux quartiers mixtes avec besoins de chaud et de froid, et aux sources renouvelables et fatales à basse température.
Quelles sources conviennent à un réseau basse température ?
Des sources locales à basse température : nappe phréatique, eau de rivière et de lac, eaux usées traitées, chaleur fatale de centres de données ou de l'industrie, et le sol lui-même via des champs de sondes géothermiques. Le bon mix dépend de ce qu'offre le site et de la disponibilité saisonnière et de la température de chaque source. Sympheny les modélise en sources candidates dans l'optimisation, pour que l'évaluation des sources et le dimensionnement du réseau se décident ensemble plutôt qu'en séquence.
Le même réseau peut-il chauffer et refroidir ?
Oui, et c'est l'une des principales raisons de choisir un réseau tempéré. Comme la boucle reste proche de la température du sol, un bâtiment à refroidir rejette de la chaleur dans la boucle pendant qu'un bâtiment à chauffer y puise : le réseau récupère ainsi la chaleur entre bâtiments au lieu de la gaspiller. Bien le dimensionner suppose de modéliser ensemble les demandes de chaud et de froid sur l'année entière, ce que Sympheny fait au pas horaire.
Comment dimensionner un réseau basse température et vérifier le dossier économique ?
Dimensionner, c'est résoudre le mix de sources, la température du réseau, les pompes à chaleur décentralisées et le stockage face à la demande horaire de chaud et de froid sur une année de référence, puis vérifier que le résultat tient sous différents futurs de prix et de demande. Sympheny renvoie un front de Pareto de solutions coût-CO₂, chacune entièrement dimensionnée, et permet une analyse de sensibilité sur de nombreux scénarios. Sur le concept d'Insel-Holligen, c'était plus de 30 futurs dans un même flux de travail.
Où Sympheny se situe-t-il dans le processus de planification ?
Sympheny sert à la faisabilité et à l'avant-projet : comparer sources, températures de réseau, stockage et dossier économique avant tout engagement de capital. Ce n'est pas un outil de dimensionnement hydraulique détaillé ; diamètres, pression et débits viennent après, dans des logiciels faits pour cela. L'essentiel des décisions qui déterminent le financement d'un réseau basse température se prend à l'étape de concept que Sympheny soutient.
Sujets de planification et preuves liés.
Voyez vos options de réseau basse température comparées avant de vous engager.
Apportez un site à une démo et regardez les sources, les températures de réseau et les coûts se comparer dans un seul modèle.
