Eau de lac: utiliser une énergie renouvelable locale

Source d’énergie du futur: l’utilisation thermique de l’eau des lacs

Les lacs suisses recèlent un immense potentiel pour la production d’énergie respectueuse du climat. Pour une fois, on ne parle pas ici des lacs de barrage qui ont été construits loin des grandes villes, dans les régions alpines, spécialement pour la production d’électricité. Non, les fournisseurs d’énergie du futur sont les lacs du Plateau et des Alpes, sur les rives desquels se trouvent de nombreuses grandes villes suisses. Ils constituent un réservoir permettant d’approvisionner des dizaines de milliers de ménages et d’entreprises avec l’énergie de l’eau des lacs pour le chauffage et le refroidissement au moyen de pompes à chaleur. Le tout de manière propre, renouvelable et pratiquement inépuisable.

Comment obtenir de l’énergie à partir de l’eau de lac

Voici comment fonctionne cette forme prometteuse de chauffage par l’eau des lacs: à une profondeur de 20 à 40 mètres, l’eau du lac est pompée en direction de la rive. Via un échangeur de chaleur, l’énergie thermique de cette eau, dont la température est comprise entre 4 et 10 degrés à cette profondeur, est transférée à un réfrigérant dans un circuit séparé. Une fois l’énergie extraite, l’eau est rejetée dans le lac, propre et intacte.

Il est important de savoir que le liquide de refroidissement circule dans un circuit fermé. Il n’entre jamais en contact avec l’eau du lac ou l’eau de chauffage et l’eau chaude sanitaire.

Le réfrigérant chauffé dans l’échangeur de chaleur s’évapore et augmente sa température en passant dans un compresseur, de la même manière que l’air se réchauffe lorsqu’il est comprimé dans une pompe à vélo.

Dans un autre échangeur de chaleur, le réfrigérant transfère à son tour l’énergie thermique à l’eau de chauffage et à l’eau chaude sanitaire. Cette eau est chauffée à la température désirée puis distribuée aux ménages raccordés. Le même principe est utilisé – mais en sens inverse – pour le refroidissement.

Forage dirigé: la technique pour entrer les conduites dans le sol

Des tuyaux de plusieurs mètres de long, du liquide en grande quantité et des têtes de fraisage sont nécessaires pour faire entrer les conduites d’eau dans le sol. Lors d’un forage dirigé, un embout appelé trépan permet de dégager le passage. Ce premier forage de petit diamètre marque le tracé de la future conduite principale. Ensuite, les personnes chargées de la construction élargissent le mince tunnel à l’aide d’un alésoir et y font passer les tuyaux. C’est ainsi qu’apparaît la future conduite.

Un mélange d’eau et de bentonite, une substance fixante, chasse vers l’entrée la matière restée dans le tunnel après le forage et stabilise en même temps la cavité. Car le tunnel ne doit pas s’effondrer.

Les travaux sont un peu plus compliqués si l’extrémité d’une conduite se trouve sous l’eau. Des spécialistes de la plongée assistent les personnes chargées de la construction lors de missions dans le lac.

Les réseaux énergétiques utilisant l’eau de lac ont-ils une influence sur les organismes vivants dans et autour du lac?

C’est en premier lieu une question de mesure, et ensuite, cela dépend si le lac est utilisé pour le chauffage ou pour le refroidissement. Les animaux et les plantes sont habitués à certaines variations de température. Si les changements de température provoqués par l’utilisation de la chaleur sont nettement inférieurs aux variations naturelles d’une année à l’autre, il ne faut pas s’attendre à des effets négatifs sur les êtres vivants. C’est le cas des réseaux utilisant de l’eau de lac actuellement en service ou en projet.

Et inversement, qu’en est-il de l’utilisation pour le refroidissement?

Les utilisations pour le refroidissement doivent être évaluées de manière plus critique. En effet, elles apportent de la chaleur au lac. En raison du réchauffement climatique, les températures de surface de nos lacs ont déjà augmenté de plus de deux degrés au cours des 40 dernières années. Dans une mesure limitée, les utilisations pour le refroidissement ne présentent toutefois aucun risque et constituent une alternative judicieuse aux installations de refroidissement électriques.

Lors de la planification d’une installation, quels sont les autres aspects à prendre en compte pour protéger les êtres vivants?

Dans les lacs, il est important que les couches de densité et les flux de nutriments ne soient pas trop fortement impactés. Cela pourrait se produire si, par exemple, l’eau est prélevée dans la zone profonde d’un lac et réinjectée à la surface après son utilisation. L’injection d’eau profonde riche en nutriments à la surface pourrait alors entraîner une prolifération indésirable d’algues. La construction des conduites pour l’extraction et la réinjection de l’eau est par ailleurs une intrusion dans le plan d’eau au niveau local. Il faut donc veiller à ce que les sites à forte valeur écologique tels que les zones protégées, les roselières ou les frayères de poissons ne soient pas endommagées.

L’eau est aspirée à une profondeur pouvant atteindre 40 mètres. Comment s’assure-t-on qu’aucun poisson n’entre dans les tuyaux?

Le dispositif d’aspiration est conçu de manière à ce que les poissons ne puissent pas pénétrer dans les tuyaux. En outre, l’eau ne doit pas être aspirée trop rapidement afin d’éviter un courant trop fort et de permettre aux poissons de s’éloigner sans problème.