L'Eau Magazine n°16 nov 10 à mai 2011
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24 Fondation Louis-Vuitton Territoires Un chantier pour la géothermie très basse température  : la Fondation Louis-Vuitton pour la Création Le projet de la Fondation Louis-Vuitton pour la Création s’impose comme un défi architectural, mais également technique pour l’ensemble des différents lots, tels que la gestion énergétique du bâtiment. Compte tenu du caractère singulier du bâtiment (surfaces importantes de verrières, contraintes liées à la conservation d’œuvres d’art, présence du public…), il nécessite un système de climatisation performant. La fondation Louis-Vuitton pour la Création a souhaité valoriser les nappes présentes sur le site pour alimenter le réseau de chaleur du bâtiment. La conception d’un réseau de chaleur par prélèvement des calories (ou des frigories) sur nappe nécessite une approche technique phasée, des premières études de faisabilité aux opérations de réalisation, qui fait appel à plusieurs corps de métier et savoir-faire. Étude de faisabilité La première phase de reconnaissance sur le site du Jardin d’Acclimatation a montré un contexte hydrogéologique favorable, avec la présence de deux nappes individualisées  : la nappe du Lutétien-Cuisien située entre 15 et 20 m de profondeur en moyenne, et la nappe de la craie, atteinte à partir de 50 m de profondeur. Les deux nappes sont à une température voisine de 12 °C. Il a donc été envisagé la réalisation d’une pompe à chaleur basse température sur les deux premiers aquifères peu profonds, sollicités indépendamment l’un de l’autre. Ce dispositif nécessite de solliciter la nappe par pompage pour puiser les calories (ou les frigories) et aussi par réinjection, pour rejeter les frigories (ou les calories) récupérées en tête de l’échangeur thermique. L’étude de faisabilité du projet de pompe à chaleur sur nappe a débuté par des essais de pompage effectués sur des forages de reconnaissance permettant de préciser les caractéristiques hydrogéologiques essentielles de la nappe du Lutétien-Cuisien, puis de la nappe de la craie qui s’est avérée elle aussi productive sur le site. Parallèlement à ces essais de terrain, les besoins en chaud et froid du bâtiment ont été définis selon une modélisation complexe des besoins et apports calorifiques, en fonction des caractéristiques du bâtiment. Enfin, afin de quantifier les impacts piézométriques, thermiques et évaluer la faisabilité technique de réalisation des ouvrages, une modélisation des Le projet (maquette)  : un défi architectural, qui sera livré en 2012. écoulements souterrains et des transferts de chaleur dans le sol et les nappes a été mise en œuvre sous le code de calcul Feflow. Compte tenu des contraintes spatiales du site, cette modélisation s’est avérée nécessaire pour, d’une part, positionner de façon optimale les ouvrages de prélèvement et de réinjection afin d’annuler les effets de recyclage thermique entre les puits de réinjection et les puits de pompage, et, d’autre part, quantifier les impacts thermiques et piézométriques à l’extérieur du site, afin de justifier de l’absence d’impacts du projet à l’extérieur du site. « Machine thermo-frigopompe » Cette étude a conduit à la rédaction du dossier de déclaration au titre de la loi sur l’Eau et à la définition du projet du dispositif de pompe à chaleur  : – Deux puits de pompage et cinq puits de réinjection sollicitent la craie, pour un régime de pompage, en pointe, de 75 m 3/h, qui répond aux besoins du groupe thermo-frigopompe d’une puissance de près de 1000 kW froid et 850 kW chaud. – La nappe du Lutétien-Cuisien L’eau magazine novembre 2010 N°16
DR est sollicitée en secours partiel, à raison d’un débit de pompage/réinjection fixé à 25 m 3/h, au moyen de deux puits de pompage et quatre puits de réinjection. Le dispositif de type « machine thermo-frigopompe basse enthalpie » sur nappe totalise ainsi un nombre significatif de treize forages, répartis judicieusement entre l’amont et l’aval de la nappe et selon des diagonales au projet, pour éloigner les puits de pompage des puits de réinjection et éviter ainsi le recyclage thermique des eaux. Les différentes phases d’exploitation Intervenants Maître d’ouvrage  : Fondation d’Entreprise Louis-Vuitton pour la Création Maîtrise d’œuvre  : Gehry Partners/Studios Architecture/Setec Bâtiment, avec l’assistance du BET Fluides  : I.B.E. Entreprise générale  : Vinci Construction France, Petit/Dodin- Campenon Bernard/GTM bâtiment Sous-traitant lots Forages Géothermie et Équipements géothermie  : Cotrasol Assistance lot Géothermie  : Hydratec L’eau magazine novembre 2010 N°16 de la pompe à chaleur, à l’échelle de plusieurs cycles saisonniers de climatisation du bâtiment, ont été simulées dans le dimensionnement du dispositif, afin d’assurer la pérennité de l’aménagement et son intégration dans le site, tout au long de la vie de l’ouvrage. La réalisation des ouvrages a été confiée à la société Cotrasol, tant pour la réalisation des forages que pour leur équipement. La première phase de travaux a débuté en 2006 par la réalisation de forages test dans les deux aquifères retenus, un premier forage de 20 met deux forages de 100 m pour tester les capacités des deux nappes, forages à réaliser dans un contexte difficile – compte tenu des emplacements libres et de la contrainte de ne pas gêner l’exploitation du site. En 2008, une deuxième phase de travaux a consisté à reboucher, dans les règles de l’art, les forages test. Été 2009  : les travaux définitifs ont débuté par la réalisation des quatre forages de réinjection et d’un forage de production pour l’aquifère du Lutétien-Cuisien et des deux forages de production de l’aquifère de la craie, dans un contexte relativement facile, puisque situé au début du chantier. Territoires Les derniers forages pour la géothermie démarrent cet automne, avant que commence la phase de tests. L’ensemble des forages est réalisé au rotary et les colonnes captantes sont de type fil enroulé, en inox. Échéances À l’automne 2010 débutera la réalisation des ultimes forages (ainsi que les essais d’eau et mises en production à différents régimes), à savoir le dernier forage de production pour l’aquifère du Lutétien-Cuisien, et les cinq forages de réinjection dans l’aquifère de la craie. Ces travaux nécessitent le passage et l’installation des ateliers de forage sur un échafaudage (créé spécialement pour ces travaux) audessus de la fouille existante, dans un contexte cette fois-ci délicat puisque le chantier tournera à plein régime. Lorsque l’ensemble des forages aura été réalisé, il est prévu des tests grandeur nature (pompage/réinjection), afin de vérifier les calculs effectués lors de la réalisation des forages d’essais et de valider les modalités de fonctionnement des ouvrages. Les années 2011 et 2012 verront l’équipement des forages tant en pompes de production qu’en pompes de rétro-lavages (pour les forages de réinjection) des colonnes d’injection, et des armoires de régulation. 25



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