Le wellness durable grâce à l'énergie solaire
Le fitness et le wellness sont des besoins croissants dans notre société, généralement au détriment de l'environnement et consomment de grandes quantités d'énergie. Dans NEST, le bâtiment de recherche et d'innovation de l'Empa et de l'Eawag, une première mondiale, un centre de fitness et de wellness entrera en service le 24 août 2017 qui fonctionne entièrement à l'énergie solaire et par la contribution sportive des utilisateurs. L'Association suisse et liechtensteinoise de la technique du bâtiment (suissetec) a contribué de manière significative à l'émergence de l'installation.
Réduire la consommation d'énergie des installations de wellness de façon significative et produire l'énergie restante soi-même: c'est le concept de l'unité «Fitness & Wellness solaire». Il fait partie de NEST, la plate-forme de recherche et d'innovation modulaire sur le campus de l'Empa à Dübendorf, juché sur la plate-forme supérieure du bâtiment. Des façades en verre d'environ huit mètres de haut sont un extérieur qui accroche les regards. La conception architecturale de l'architecte Peter Dransfeld est encore plus spectaculaire à l'intérieur: dans l'espace ouvert en continu, trois ellipsoïdes sont suspendus au plafond; ils abritent deux saunas et un bain à vapeur. Parmi les modules de wellness, un équipement de conditionnement physique invite à s'entraîner. Bientôt, ils seront mis à profit par les employés des deux instituts de recherche Empa et Eawag.
Dans NEST, la recherche, l'économie et le secteur public travaillent main dans la main pour tester les nouvelles technologies, matériaux et systèmes dans le secteur de la construction et de l'énergie dans des conditions réelles. NEST est conçu comme un «laboratoire vivant» – avec des logements et bureaux effectivement occupés, qui constituent des environnements de recherche pour les nouvelles technologies. Même dans le cas du «Fitness & Wellness solaire», l'utilisation du wellness est un moyen pour atteindre une fin: «Notre objectif est de couvrir un besoin à forte intensité énergétique tel que le wellness complètement avec les énergies renouvelables», explique Peter Richner, Directeur adjoint de l'Empa et responsable stratégique de NEST.
Uniquement le test pratique montrera que si les objectifs énergétiques fixés pourront être atteints. Et les objectifs sont ambitieux: «Nous visons à faire fonctionner l'installation avec un sixième de l'énergie dont elle aurait besoin lors d'un fonctionnement classique», a déclaré Mark Zimmermann, Responsable Innovation NEST. Plus précisément: les 120 000 kWh d'électricité normalement dévorés chaque année par le sauna finlandais, le sauna bio et le bain à vapeur devraient baisser à environ 20 000 kWh. La raison de cette réduction massive: une pompe à chaleur de CO2 à haute température de Scheco capable de générer des températures allant jusqu'à 130°C. Pour un fonctionnement efficace, la chaleur produite doit être utilisée à travers la plage de température la plus large possible. Pour ce faire, les exigences respectives des différents modules de wellness sont coordonnées en cascade. La chaleur est stockée dans un grand réservoir en plusieurs couches et fournie à des usages particuliers: 120°C pour le sauna finlandais, 90°C pour le générateur de vapeur dans la chambre de vapeur, 70°C pour le sauna bio et enfin 50°C ou 30°C pour les douches et le chauffage. Le concept d'énergie sous-jacente a été élaboré par les chercheurs de l'Empa, en collaboration avec l'Université de technologie NTB Interstate Buchs et l'Université de Lucerne.
Utiliser efficacement la chaleur et éviter les pertes
Par la génération de chaleur avec la pompe à chaleur CO2, la consommation d'énergie est déjà réduite d'environ deux tiers. Avec la chaleur supplémentaire et la récupération de l'humidité du sauna et de la vapeur, les pertes de ventilation peuvent être réduites au moins de moitié. «S'ajoute un système de contrôle qui répond aux entrées spécifiques des modules SPA et qui ne chauffe que lorsque c'est nécessaire», explique Zimmermann. Une isolation thermique améliorée minimise les pertes de la transmission de chaleur.
Pour profiter pleinement de la façade nord, on a utilisé un vitrage quadruple de huit mètres de haut de l'entreprise Glas Trösch. Avec une valeur d'isolation de 0,3 W/(m2·K), la façade atteint dans les mois d'hiver un bilan thermique plus favorable que la paroi cinq fois plus épaisse fortement isolée tout en conservant un confort élevé et la partie de la lumière du jour.
Sur la façade, ainsi que sur le toit, les trois systèmes photovoltaïques veillent à ce qu'environ 20 000 kWh d'électricité soient générés par an en moyenne par le solaire. Les modules utilisés bifaciales verre-verre de Meyer Burger convertissent la lumière solaire en énergie électrique sur les faces avant et arrière – réfléchie par le matériau du toit ou la garniture blanche de la façade. Les systèmes photovoltaïques sont complétés par une installation solaire thermique pour l'eau chaude sanitaire. Et pour couronner le tout, les utilisateurs du fitness contribuent à la production d'énergie grâce à des équipements de conditionnement physique qui produisent de l'électricité. Ainsi, vous pourrez vous détendre après l'entraînement en bonne conscience dans le sauna.
Toute la chaîne de valeur tire à la même corde
«Dans l'unité solaire Fitness & Wellness, des représentants de l'ensemble des partenaires de la chaîne de valeur travaillent de concert à une nouvelle solution durable – des fabricants des composants individuels jusqu'aux techniciens du bâtiment et des planificateurs jusqu'aux clients potentiels», se réjouit Peter Richner. Enfin, c'est de cette coopération interdisciplinaire et l'accélération résultant du processus d'innovation que NEST a fait sa devise.
Pour le secteur des technologies de construction, ce projet d'avant-garde est une étape importante, ce qui explique pourquoi l'Association suisse et liechtensteinoise de la technique du bâtiment (suissetec) a activement soutenu la mise en œuvre de l'unité «Fitness & Wellness solaire». «NEST exige des solutions qui n'avaient été encore jamais été demandées auparavant. On ne trouve pas des solutions en travaillant chacun pour soi. Il faut tout planifier ensemble depuis le début. Dans NEST, notre industrie peut essayer idéalement comment cette coopération fonctionne», explique Daniel Huser, président central de suissetec.
