c Lancement officiel des partenariats Auvergne Rhône-Alpes 8 mars 2016 Vers une route à énergie positive Frédéric Bernardin Cerema Centre Est Département Laboratoire de Clermont-Ferrand 1
Le Cerema Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement Etablissement public créé au 1 er janvier 2014 Il regroupe 11 services qui existaient au sein du MEDDE-METL (SETRA, CETU, CETMEF, CETEs) pour 3 200 agents répartis sur le territoire national Il vient en appui à la conception, la mise en œuvre et l évaluation des politiques publiques, portées par les services de l État et les collectivités territoriales Il comporte 8 directions territoriales dont le Cerema Centre-Est comprenant le Département Laboratoire de Clermont-Ferrand (ex Laboratoire régional des Ponts et Chaussées) 2
Problématique, enjeux et solutions Viabilité hivernale, par le maintien de températures positives en surface de chaussée Utiliser le «bilan positif» des cycles de température annuels, vérifiés pour la plupart des climats Fonctionnement énergétique autonome des chaussées Chauffage électrique Rendre la chaussée à énergie positive, au même titre que les bâtiments à énergie positive, pour un quartier à énergie positive et un territoire à énergie positive Circulation d un fluide caloporteur 3
Innovation Cerema-Ifsttar Substitution du serpentin par une couche d enrobé poreux Partenaires Objectifs «Modélisation, conception, construction et expérimentation de démonstrateurs de la route à énergie positive» 4
Le principe de l innovation Circulation gravitaire en circuit fermé d un fluide caloporteur dans la couche de liaison poreuse de la chaussée Etanchéité sous la couche de liaison 5
Les étapes de l innovation Action de recherche Cerema-Ifsttar (2013 - Modélisation Deux thèses en cours à Clermont- Ferrand Maquette de laboratoire (2013-2014) Eprouver expérimentalement les modèles hydrauliques des thèses Démonstrateur échelle 1 (2014 - ) Chaussée 50 m par 4 m, non soumise au trafic Circulation d un fluide dans la couche de liaison drainante 6
La construction du démonstrateur Etanchéité : feuille d asphalte sous et audessus de la couche de liaison poreuse (enrobé drainant) Instrumentation : mesure de températures dans le corps de chaussée Circuit hydraulique : Chaudière Cuve T T Chaussée T T Eau réseau Vanne 3 voies réglable à distance Circuit hydraulique 7
L échangeur thermique fluide/chaussée Phase de chauffage Simulation numérique du champ de température 8
L échangeur thermique fluide/chaussée Phase de chauffage La neige ne tient pas! (18 février 2016) 9
L échangeur thermique fluide/chaussée Phase de récupération d énergie Simulation numérique du champ de température 10
L échangeur thermique fluide/chaussée Phase de récupération d énergie Energie solaire apportée 10-28 juillet 2015 (par m 2 de chaussée) Energie récupérée par le fluide 10-28 juillet 2015 (par m 2 de chaussée) Expérimental Modèle (données météorologiques RT 2012) 113 kwh 53 kwh 47 % 130 kwh 60 kwh 45 % 11
Perspectives Mise en place d un système de géothermie sur le démonstrateur en 2016-2017 pour le chauffage du fluide Va-t-on recharger un stockage avec l énergie d été (ou en périodes «chaudes» automnales)? Besoin de modéliser la boucle énergétique complète (avec stockage d'énergie ou géothermie directe) Evaluation d'autres usages que la mise hors-gel (couplage avec le bâtiment via réseaux de chaleur par exemple) Recherche de partenaires pour les appels à projets de l ADEME «Route du futur» et/ou «Géothermie» : industriels, collectivités locales (maîtres d ouvrage) 12