Autarcie énergétique à Winterthour

Le premier immeuble au monde autarcique sur le plan énergétique – un projet réalisé par la fondation Umwelt Arena et ses partenaires – se trouve en Suisse, à Brütten bei Winterthur. Aujourd’hui, ses habitantes et ses habitants tirent le bilan des performances énergétiques de ce bâtiment édifié il y a sept ans.

Alors qu’il accueillait ses premiers locataires en juin 2016, l’immeuble faisait déjà figure de pionnier et de précurseur en matière d’efficience énergétique. Mais pourquoi donc est-il exemplaire?

L’énergie solaire, une ressource inépuisable

Lorsqu’on le regarde de loin, on prend tout de suite conscience que cet immeuble sort de l’ordinaire. Premier aspect frappant, le toit et les façades sont recouverts de modules photovoltaïques qui produisent le précieux courant électrique pour l’ensemble du bâtiment avec une efficience peu commune, soit 88'000 kWh (kilowattheures) par année pour une surface d’environ 1000 mètres carrés. Démonstration est ainsi faite qu’un immeuble est pleinement viable sans approvisionnement extérieur en énergie. Cela est rendu possible grâce à un intelligent procédé combinant énergie solaire, stockage à faible déperdition, récupération efficiente et gestion volontariste des ressources. Car même si le soleil brille, la production fléchit en hiver. Comment donc a-t-on relevé le défi consistant à emmagasiner de l’énergie et à la réutiliser ultérieurement dans l’année?

Chaleur souterraine

Dès le début des travaux de construction, deux réservoirs d’eau d’une capacité de 125 000 litres chacun ont été disposés dans le sol afin d’emmagasiner l’énergie thermique. Et ce n’est pas tout: le bâtiment est également équipé d’accumulateurs lithium-fer-phosphate qui permettent de stocker l’énergie excédentaire et de la réinjecter quand cela s’avère nécessaire, de sorte que d’éventuelles lacunes d’approvisionnement peuvent être comblées pendant trois jours. Selon les disponibilités du moment, les équipements techniques sophistiqués font aussi appel aux accumulateurs longue durée et aux sondes géothermiques, aux dégagements de chaleur ou à l'air ambiant pour la pompe à chaleur. L’objectif étant de produire le maximum d'énergie thermique avec la plus grande efficience.

2200 kWh par ménage

Et pour s’en convaincre, il suffit de se pencher sur la consommation des habitantes et habitants, laquelle est nettement inférieure à la moyenne suisse. La comparaison est éloquente: alors qu’une famille suisse de quatre personnes consomme en moyenne 4400 kWh, les habitantes et habitants de l’immeuble autarcique de Winterthour s’en tiennent à environ 2200 kWh par ménage et par année, sans concession sur le confort ni restrictions d’aucune sorte. Les installations et appareils de chaque ménage sont en effet éco-énergétiques et l’éclairage LED est particulièrement économe, puisque les lampes consomment seulement 220 kWh environ par année et par ménage. Cerise sur le gâteau: l’ascenseur fonctionne grâce à l’énergie récupérée à la descente, et même la chaleur résiduelle de l'eau de douche est récupérée.

Compenser les fluctuations météorologiques, tel est le défi

En été, une heure de soleil par jour suffit à couvrir les besoins énergétiques de toute la maison pendant 24 heures. Mais qu’en est-il de l’énergie excédentaire? Et que se passe-t-il si le temps est gris et qu’il pleut plusieurs jours d’affilée? Outre les deux réservoirs d’eau, l’immeuble est également équipé de deux unités de stockage d’hydrogène, lesquelles contribuent à emmagasiner l’énergie excédentaire et à la mettre à disposition en cas de besoin. Par électrolyse, l’eau est décomposée en oxygène et en hydrogène. L'hydrogène est ensuite stocké dans des réservoirs sous pression de 30 bars, puis est transformé en énergie au moyen d'une pile à combustible qui alimente à son tour l’accumulateur. Grâce à l'eau résiduelle, une nouvelle production d’hydrogène est possible lors de la prochaine électrolyse.
Une telle installation de production d’hydrogène s’avère très onéreuse – par rapport à la taille de l’immeuble – et son exploitation nécessite des moyens conséquents. Elle constitue néanmoins un élément de base de la production de chaleur en hiver et permet aux habitantes et habitants de pouvoir compter en tout temps sur un approvisionnement électrique fiable.

Paré pour l’avenir… ou non?

Un tiers environ de la consommation énergétique totale de notre pays est imputable aux bâtiments. Grâce à des projets pionniers tels que celui-ci, nous pouvons suivre en temps réel l’évolution du mode de vie autarcique en énergie et les défis qui en découlent. Cela nous aidera à concevoir une approche renouvelée de nos modes de construction afin d’atteindre les ambitieux objectifs climatiques 2050. Cet immeuble innovant met en avant les innombrables avantages d’une construction favorisant l’efficience énergétique, et cela pour tous les acteurs: les habitantes et habitants bénéficient de charges réduites, les propriétaires optimisent la location des surfaces, et aucune émission de CO2 n’est rejetée dans l’atmosphère. Actuellement, deux autres projets immobiliers sont en cours s’inspirant du modèle de Brütten… ce n’est pas beaucoup. Souhaitons qu’ils soient plus nombreux à l’avenir!