François CATROUX Le 28 avril 2011 Étude énergétique du Centre des Archives Nationales de Pierrefitte-sur-Seine François CATROUX Le 28 avril 2011

Introduction Projet dans notre département travaux Archives Nationales regroupement de Paris et Fontainebleau Etude énergétique de l’affaire

Sommaire Contexte de l’étude Études réalisées dans les bâtiments satellites Études réalisées dans l’Immeuble de Grande Hauteur (IGH) Gain de consommation et démarche méthodologique

Contexte de l’étude

2006 Présentation de SPIE 2003 1998 2004 Cession de Spie Batignolles (activité construction) 1982 1846 SCB Société de Construction des Batignolles 1968 1900 Création de la Société Parisienne pour l’industrie des chemins de fer et des tramways électriques qui devient la Société Parisienne pour l’Industrie Electrique SPIE, en 1946

Présentation de SPIE Etudes, Installations, Maintenance électricité & climatisation Chiffre d’affaires: 4 milliards d’€ Effectif: 30 000 collaborateurs 6

Description du Centre des Archives Nationales (CAN) Début construction: Septembre 2009 Livraison prévue fin 2011 Conservation des Archives Nationales Documents fragiles – Traitement spécifique Faible variation d’hygrométrie Depuis la révolution à nos jours pendant les 30 prochaines années.

Description du Centre des Archives Nationales (CAN)

Légende Bâtiments Satellites Immeuble de Grande Hauteur IGH Bâtiment Extérieur

Description des bâtiments satellites Dans les satellites on retrouve: Des bureaux Des ateliers de restauration Salle de colloques Salle d’exposition Locaux divers et annexes L’endroit où arrive les Archives Restauration des Archives

Description de l’IGH Dans l’IGH on retrouve: Des magasins (locaux de classement des Archives papier, microfilm, CD, etc.) Salle de lecture (consultation)

Les chiffres de l’affaire Pour les satellites : Surface  : 20 000 m² La production de chaud : 2 000 kWChaud (avec l’IGH) La production de froid : 1 100 kWFroid La production aéraulique grâce à 16 CTA soit 150 000 m3/h Un total de 270 poutres actives

Les chiffres de l’affaire Pour l’IGH : Surface totale de l’IGH : 80 000 m² La production de froid : 900 kWFroid La production aéraulique grâce à 12 CTA soit 300 000 m3/h Le désenfumage ex: salle de lecture (170 000 m3/h)

Les contraintes du projet Contraintes techniques du projet Réalisé par un grand architecte. Structure bâtiment Satellites : métal Parois principale : verre Contraintes d’études Démarrage décalé des études Bilan thermique difficile à réaliser Temps de validation des notes de calcul important

Études réalisées dans les bâtiments satellites

Description des bâtiments satellites Schéma de principe

Dimensionnement des réseaux Extrait de la base de donnée issue du CCTP Niveau Bât CTA Associée Réf Désignation du Local Surface en [m²] Hauteur en [m] Volume en [m³] RDC SAT A CTA - 05 B06 Régie d’oeuvre 23,00 2,50 57,5 R+2 SAT B01 Salle accueil scolaire 78,45 196,1 R+5 SAT F CTA - 12 R01 Salle de réunion 40,50 101,3 Base de donnée issue du Bilan Thermique Réf Nombre d'occupants Air Neuf en [m³/h] Apports maxi Bât en [W] Apports maxi Local en [W] Déperditions en [W] B06 2 50 1 050 1 100 960 B01 10 250 4 900 5 800 2 100 R01 20 600 4 200 4 500 520 Réglementaire

Dimensionnement des réseaux Calcul des débits aérauliques à partir des apports maxi local Dimensionnement des terminaux Calcul des débits hydrauliques à partir des apports maxi bâtiment Dimensionnement des réseaux et des CTA

Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Solution initiale à 4 m (avec des PA) Vitesse résiduelle faible Simulation aéraulique en hiver Simulation aéraulique en été

Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Solution proposée pour optimiser le système Implantation du Vnc Diffusion d’air verticale

Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Schémas explicatifs EC: 1,6 m3/h EG: 4,6 m3/h EC: 0,3 m3/h EG: 0,7 m3/h Soufflage 4790m3/h Soufflage 725 m3/h Solution Ventilo-Convecteurs Solution Poutres Actives

Ventilo-convecteurs 4 tubes Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Données d’entrée: Emetteurs Poutres actives 4 tubes Ventilo-convecteurs 4 tubes Nombre d’émetteurs RDC C 30 20 Puissance électrique / émetteurs 0 W 240 W Débit soufflage CTA (m3/h) 4790 725 CTA Débit EC CTA (m3/h) 1,6 0,3 Débit EG CTA (m3/h) 4,6 0,7 Débit EC (m3/h) 1,5 ΔT EC (°C) 10 Débit EG (m3/h) 12 14 ΔT EG (°C) 4 6 AN Réglementaire

Puissance fournie VnC (W) Puissance fournie PA (W) Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Caractéristiques d’un local, ex: B01, Bureau Apport total (W) Puissance fournie VnC (W) Puissance fournie PA (W) 6 000 6 100 5 000

Consommation élec (kWh) Ventilo-convecteurs 4 tubes Comparaison entre des poutres actives et des ventilo-convecteurs (cas particuliers) Consommations totales électriques (kWh/an) Consommation élec (kWh) Poutres actives 4 tubes Ventilo-convecteurs 4 tubes Emetteurs totaux du RDC C 12 000 Ventilateurs CTA 9 250 2 000 Pompe EC CTA 1 750 1 125 Pompe EG CTA 2 500 1 500 Pompe EC émetteurs 2 250 Pompe EG poutres 5 000 5 500 TOTAL consommation 20 500 24 370 Cas le plus défavorable

Études réalisées dans l’IGH

Description du bâtiment IGH Schéma de principe

Les magasins d’archives Locaux de 200m² 221 magasins Conditions à maintenir: Toute l’année Température (°C) Hygrométrie (%) Mini : 16 Maxi : 24 Variation maxi : 0,5°C / jour 2°C / semaine Mini : 40 Maxi : 57 1% / jour 5% / semaine

Régulation des magasins de l’IGH Régulation sur l’ambiance Ex : à la BnF initialement Régulation sur l’air neuf à Pierrefitte

Étude de la diffusion d’air des magasins Technologie prévue au marché: Registre à iris et grille pour conduits circulaires

Étude de la diffusion d’air des magasins Technologie prévue au marché: Simulation aéraulique avec registre à iris

Étude de la diffusion d’air des magasins Solution proposée pour optimisation: Gaine cylindrique à air pulsé 1 m Ligne isotherme : pour l’induction de l’air pulsé avec l’air ambiant.

Étude de la diffusion d’air des magasins Avantage des gaines d’air pulsé: Déplacement de l’air dans le local: 1 vol d’air soufflé = 30 vol en mouvement Réduire le taux de brassage de l’air dans les magasins. Classique Gaines air pulsés Brassage: 3vol/h Air neuf : 0,3 vol/h Brassage: 1,5 vol/h

Étude de la diffusion d’air des magasins

Régulation des magasins de l’IGH

Gain de consommation et démarche méthodologique

Propositions de réduction énergétique Production de froid à deux températures Solution 1 (Existante) Solution 2 Solution 3 Nombre de Groupe Froid 2 3 Régimes d’EG 6/12 °C 14/18 °C Q_Froid utile 505 kW 610 kW 422 kW 230 kW 800 kW

Propositions de réduction énergétique Production de froid à deux températures Solution 1 Solution 2 Solution 3 ηex = (qualité) 0,267 0,265 0,286 COP global 2,86 3,06 3,31 Consommation électrique 700 MWh/an 630 MWh/an 560 MWh/an Coût exploitation 51 200 €/an 46 100 €/an 40 700 €/an Emission CO2 1300 t CO2/an 1200 t CO2/an 1100 t CO2/an

Autres propositions de réduction énergétique Encombrement de la solution 1 existante:

Autres propositions de réduction énergétique Encombrement de la solution 2

Autres propositions de réduction énergétique Encombrement de la solution 3

Autres propositions de réduction énergétique Problème d’installation du réseau 14/18°C Caniveaux déjà implantée

Conclusion Nouvelles solutions pour réduire consommation d’énergie Proposition à faire en conception du projet (bilan exergétique) Projet conçu en 2001 en vue de la RT2005 Evolution personnelle

Remerciement