École de la Clé-des-Champs
École de la Clé-des-Champs
2023
Scolaire
Prix canadiens du génie-conseil
2023
Prix canadiens du génie-conseil
2023
Grands Prix du génie-conseil québécois
2023
Technologies Award de la Région 2 de l’ASHRAE
2024
Ordre des ingénieurs du Québec
2024
Le projet de l’école de la Clé-des-Champs du Centre de services scolaire des Mille-Îles, premier bâtiment institutionnel au Canada à intégrer des puits à colonne permanente (PCP), se veut une réponse directe à la volonté de faire un virage important en matière de consommation énergétique.
Le mandat obtenu par gbi consistait au remplacement des systèmes de chauffage, de ventilation et de conditionnement d’air pour ensuite faire un réaménagement de la salle mécanique et l’installation d’un échangeur de chaleur géothermique.
Au départ, en collaboration avec le CSSMI, il a été décidé de tester l’idée de la géothermie PCP, une technologie nouvellement utilisée ici qui fait l’objet de recherches par l’école Polytechnique Montréal. Cette dernière a choisi gbi comme partenaire, à la suite d’un appel d’offres public, pour tester son modèle théorique et faire la démonstration de sa viabilité sur un véritable projet.
La géothermie PCP vient répondre à « LA » demande principale d’Hydro-Québec, soit la diminution de l’appel de puissance électrique en période de pointe. Les PCP permettent de décarboner les bâtiments tout en répondant à cet enjeu, en plus de réduire significativement la consommation énergétique des bâtiments qui représente 35 % de toute l’énergie consommée au Québec et la facture énergétique des propriétaires.
Innover avec ce qu’il y a sous nos pieds
Les puits à colonne permanente (PCP) sont une solution innovation ayant de nombreux avantages dans ce projet.
Ce principe novateur permet de chauffer et de refroidir efficacement un environnement intérieur en utilisant directement l’eau souterraine qui échange de la chaleur avec le sol par conduction et par advection. Les performances du système peuvent être décuplées lors de l’activation de la saignée, processus par lequel de l’eau souterraine non perturbée s’infiltre dans le puits grâce au réseau de fractures dans le roc.
Le grand avantage des PCP est la réduction importante du nombre de puits à aménager sur le terrain en comparaison avec un système de puits en boucle fermée. Son utilisation est donc possible dans des espaces réduits où la géothermie n’était jusqu’à présent même pas une option. C’est d’ailleurs le cas de beaucoup de bâtiments existants qui devront être décarbonés dans les années à venir.
% réduction des émissions de gaz à effet de serre
% réduction de l’appel de puissance électrique
% réduction de la consommation énergétique
Réduction des coûts
Avec l’utilisation de la géothermie en boucle fermé, il aurait fallu forer 22 puits de 150 m à l’école de la Clé-des-Champs. Avec les PCP, seuls 5 puits de pompage de 135 m et 1 puits d’injection ont été requis, permettant ainsi de diminuer l’investissement initial de 40 %.
À noter qu’au niveau technique, dans les PCP, le temps de séjour de l’eau dans le puits est plus long et permet à l’utilisateur de réduire son appel de puissance électrique lors de grands froids hivernaux et donc de réduire la pression exercée sur les infrastructures de production et de distribution d’électricité.
Respect d’un échéancier immuable
Un des enjeux était de respecter un échéancier immuable : le calendrier scolaire. Le projet a donc commencé dès la fin des classes et la cour d’école devait être disponible, avec ses nouveaux puits, deux mois plus tard. La plupart des travaux ont été condensés sur de courtes périodes en deux phases.
La collaboration au cœur du projet
Les équipes de gbi ont dû collaborer étroitement avec Polytechnique afin de déployer un système de régulation automatique capable de mesurer et d’enregistrer des données essentielles à la poursuite des activités de recherche universitaire.
Cette collaboration entre la recherche et l’application concrète stimule l’avancement de la géothermie et l’innovation en la matière.
Des solutions à tous les enjeux complexes
Le projet se démarque également par sa complexité au niveau de la phase exploratoire puisque de nombreuses données sont requises afin de concevoir l’échangeur géothermique. En plus d’un essai de réponse thermique standard, un essai de pompage et l’échantillonnage de l’eau souterraine ont dû être réalisés.
L’utilisation de l’eau souterraine amène plusieurs enjeux tels que la gestion des matières en suspension, le risque de colmatage et la durabilité des installations. Nos équipes ont répondu à ces enjeux, entre autres, avec l’ajout d’un système de filtration, un système de redondance des échangeurs à plaques afin de maintenir l’opération continue en période d’entretien et l’utilisation d’acier inoxydable pour assurer la pérennité du réseau.
Malgré le caractère innovateur de ce dossier, je vous ai senti toujours bien en contrôle. Tout au long du projet, j’ai grandement apprécié votre professionnalisme et le travail d’équipe avec les différentes parties prenantes qui nous a permis de livrer un super projet.
Guillaume Marchand
Coordonnateur aux projets, Service des ressources matérielles du CSSMI
