Energy & Climate

Les carrières wallonnes, puits énergétiques du futur

Lié (notamment) à l’irrégularité des conditions météorologiques, le problème d’intermittence dans la production des énergies vertes est généralement solutionné par la mise en marche ponctuelle d’unités de production électrique utilisant des ressources fossiles. L’auteure a étudié la faisabilité physique et financière d’une solution alternative – le stockage gravitaire par masses solides immergées – dans l’eau des carrières wallonnes désaffectées. Elle a d’abord identifié les meilleurs matériaux à utiliser dans une perspective de minimisation des nuisances environnementales. Elle a ensuite investigué la viabilité financière d’un tel système, tant dans le cadre d’une utilisation locale que dans celui d’une intégration au réseau et au marché de l’électricité. Dans les deux cas, la durée d’amortissement des installations a été estimée à dix ans, pour une durée de vie de quarante ans. L’auteure, enfin, a suggéré une adaptation du cadre législatif wallon dans le contexte des « communautés énergétiques ».

> A télécharger : Mémoire Chloé Ponsart (PDF)

Les centres de données (data center) constituent le centre névralgique de l'immense domaine voué à l'échange d'informations à travers le monde : courriels, réseaux sociaux, commerces et hébergements en ligne, transactions bancaires, gestions des administrations privées et publiques, etc. Le travail de Lætitia Martin s'attelle à analyser les impacts environnementaux, énergétiques et climatiques de ce secteur en pleine expansion. Après avoir dressé un état des lieux des data centers, l'auteur présente les avantages et inconvénients de trois indicateurs - consommation d'énergie, consommation d'eau et intensité carbone - permettant d'évaluer leurs impacts et, le cas échéant, de les minimiser. Elle fait le point sur les initiatives et bonnes pratiques mises en œuvre par les gestionnaires des centres pour diminuer ces impacts. Elle évalue l'intérêt (réel ou relevant plutôt du greenwashing) de diverses pistes d'amélioration en les regroupant autour de trois axes: le choix des équipements (levier physique), la gouvernance (levier organisationnel) et le facteur humain, ce dernier allant jusqu'à l'usager final. Parmi les améliorations possibles: le refroidissement, le confinement des allées, le recours à des énergies renouvelables locales, la composition initiale des équipements, le verdissement de l'opérationnalisation, etc. Enfin, une application théorique est tentée sur la rénovation du centre de données de l'ULB.

En Région bruxelloise comme ailleurs, les subsides à l'amélioration énergétique des bâtiments - singulièrement l'isolation des toits - ne sont pas toujours alloués d'une façon optimale. Les propriétaires de maisons correctement isolées peuvent bénéficier d'aides, tout comme des propriétaires de maisons peu isolées ne sont pas nécessairement informées de cette possibilité. Le travail de Mourad El Rougy démontre comment le croisement de la thermographie aérienne avec l'exploitation des "données ouvertes" (Open Data, données gratuites et disponibles à tout public) peut sensiblement améliorer cette situation. L'auteur a d'abord développé une matrice théorique identifiant les champs décisionnels dans lesquels l'Open Data permettrait de guider les décideurs dans leurs choix politiques. En l'appliquant ensuite à l'isolation des toits des logements bruxellois, il a démontré - et chiffré - les gains possibles en termes de réduction de consommation d'énergie; et, de là, en termes de réduction des principaux polluants atmosphériques urbains. Son travail, plus généralement, invite les décideurs à utiliser l'Open Data dans d'autres domaines de la gestion publique.

Ce travail a été réalisé par trois étudiants inscrits dans des facultés différentes de l'UCL. Fruit de deux années de Master, il s'inscrit dans le cadre de la formation en création de PME. Adrien Dewalque, Simon De Roo et Angelo Rodriguez Garcia ont étudié la faisabilité de la création d'une entreprise axée sur la conception, la production, la distribution et la fourniture de maintenance pour des unités de micro-cogénération de petite puissance alimentées au biogaz à destination des agriculteurs wallons. Pour faire tourner ces installations, aucune culture énergétique n'est exigée, seuls les lisiers  et fumiers provenant du bétail bovin des exploitations locales étant requis. Un contrat de maintenance de sept ans est proposé aux éleveurs. Le business model mis au point est basé sur le système du tiers investisseur. L'offre proposée in fine aux agriculteurs concerne une unité de cogénération de 10 kW rentable après cinq à huit ans, vendue au prix de 138.000 euros. Baptisé Ogees, ce projet entrepreneurial s'inscrit dans le contexte de la réduction de la dépendance énergétique wallonne et européenne, et dans celui de la diversification des revenus des agriculteurs.

Les coopératives d'énergie renouvelable ne cessent de se multiplier en Belgique, comptant toujours davantage de membres. Maxime Lebrun a voulu savoir si ces coopératives sont de nature à corriger les défauts des structures classiques de production d'énergie renouvelable (position dominante de quelques firmes, manque de confiance du consommateur, informations peu disponibles, etc.). Il a d'abord dressé un inventaire des valeurs et principes des coopératives en question. Il a ensuite donné un aperçu des différentes coopératives présentes en Belgique. L'originalité de son approche est d'avoir questionné ces structures sous un regard économique pluriel, tout en utilisant également l'apport des sciences sociales. Son travail révèle l'importance du capital social (confiance des coopérateurs, sentiment d'appartenance à une communauté et engagement dans l'action collective) dans l'adoption et l'acceptabilité des énergies renouvelables. Il présente les coopératives comme des modèles hybrides d'organisation qui parviennent à créer une jonction entre la logique de marché et l'intérêt général. En dépit de certains dangers (érosion de l'esprit coopératif, etc.) et limites (législations inadaptées, etc.), il estime que ces coopératives permettent de mieux répartir les ressources tant naturelles que monétaires et promeuvent par ailleurs une autonomie accrue des individus.

Le travail de Sébastien Della Croce analyse le potentiel de la participation citoyenne dans la transition énergétique à travers le prisme des coopératives d'énergie renouvelable. Après avoir décrit le fonctionnement du système coopératif en Wallonie et le cadre - régional et international - en matière d'énergies renouvelables, l'auteur s'est lancé dans une recherche exploratoire basée sur des entretiens individuels avec des coopérateurs et des groupes de discussion (focus groups) de personnes peu ou pas au courant de l'existence des coopératives citoyennes. Un sondage Internet (1018 réponses) a également été mené dans le but d'évaluer le degré d'intérêt du grand public wallon envers ces coopératives, mais aussi son degré d'investissement financier potentiel. Il en résulte, notamment, que 13 % des individus sondés se disent prêts à investir un montant compris entre 1327 et 2945 euros. Par extrapolation, les citoyens wallons de plus de 18 ans pourraient financer les infrastructures d'énergie renouvelable pour 30 à 67,5 % de la consommation résidentielle d'électricité. Sébastien Della Croce formule enfin diverses recommandations pour améliorer tant la visibilité que la résilience de telles structures, insistant sur le triple rôle potentiel pour le citoyen: investisseur, producteur et consommateur.

Cet immeuble de 7 niveaux est conçu comme une carcasse de béton massif et brut, bien isolée, où la masse assure l'inertie thermique et le confort des habitants, employés et visiteurs. Le mobilier fait office de cloisons pour délimiter des espaces modulables en fonction des besoins. Le mode de construction brut, quasi gros-œuvre, met en lumière le béton et fait l'économie des finitions. La collaboration avec l'immeuble voisin pour le partage du terrain et du chantier (grue, entrepreneur, ...) a permis de réaliser davantage d'économies.

Jusqu'il y a peu cette parcelle au cœur de la ville d'Anvers faisait piètre figure. Le bureau d'architecture Cuypers & Q y a construit pour son usage personnel et professionnel un bâtiment qui comporte, de bas en haut, un espace professionnel sur deux niveaux avec un patio, un étage-tampon entre les locaux professionnels et l'habitation où sont installées les chambres à coucher, un étage séjour avec coin repas en duplex et une terrasse couverte avec coin repos, un jardin en toiture et une véranda. Un jeu subtil avec les espaces et les fonctions ont permis à Cuypers et Q de s'installer confortablement sur une petite surface et de redonner une place à la nature pour laisser une empreinte écologique minimale.

Le projet est conçu comme une carcasse de béton massif et brut, bien isolée, où la masse assure l'inertie thermique et le confort nivelé pour les habitants, employés et visiteurs. Les mobiliers sont conçus comme des cloisons pour délimiter des espaces modulables et divisibles en fonction de l'évolution et des besoins.

Toutes les phases du processus de construction – avant, pendant et après – ont été guidées par une approche durable tant sur le plan de l'énergie que de l'empreinte écologique, du style de vie et de la philosophie de travail. Le bureau fait entre autres de l'autopartage pour les visites de chantier tandis que les propriétaires et les employés utilisent au maximum le vélo et les transports publics. Au niveau des techniques : ventilation équilibrée avec récupération de chaleur D+ et régulation en fonction de la demande et système de micro-cogénération avec condensateur. Les travaux de construction ont été réalisés par des entrepreneurs locaux qui utilisent des matériaux de la région.

Si l'autonomie du bâtiment en lui-même est assurée, son intégration dans le quartier a également été prise en considération. Les façades, par exemple, sont conçues en fonction d'une transparence maximale vers la ville tandis que les habitants comme les employés bénéficient au maximum des gains passifs de température et de lumière naturelle. Le mode de construction brute, quasi niveau gros-œuvre, met en lumière le béton et fait l'économie des finitions. La collaboration avec l'immeuble voisin pour le partage du terrain et du chantier (grue, entrepreneur ...) a permis de réaliser davantage d'économies.

Matthieu Delatte a su tirer parti de la configuration du terrain (une parcelle bon marché, étroite et à grande dénivellation) pour concevoir une habitation intégrant les principes de la bioclimatique. Au centre de la maison et de la vision de l’architecte, le retour à la chaleur du foyer ancestral via l’utilisation d’un poêle de masse « zéro carbone ». Un chantier de 6 mois, des matériaux naturels et chaleureux et des finitions à réaliser soi-même au fur et à mesure ont permis à la famille de s’installer rapidement et de faire des économies.

La maison unifamiliale a été construite sur une parcelle extrêmement étroite avec une grande dénivellation nécessitant le recours à des parois pour retenir la terre. C'est justement la configuration du terrain et la pente bien orientée qui ont permis à Matthieu Delatte de concevoir une habitation intégrant les principes de la bioclimatique. La façade à rue, orientée vers le sud, s'ouvre généreusement pour tirer parti de la chaleur du soleil. La façade arrière est à moitié enterrée, limitant de ce fait les pertes de chaleur du côté nord et permettant de stocker la chaleur par inertie dans un mur isolé en béton de chanvre-chaux. La ventilation n'est pas mécanique mais se fait naturellement. Le vitrage à facteur solaire élevé (g=0,64) assure la pénétration optimale de la chaleur du soleil en hiver, tandis que la végétation abondante protège la façade sud en période estivale. Le besoin de chaleur de chauffage (estimée à 41kWh/m² par an) est fourni par un poêle de masse zéro carbone. L'utilisation d'un foyer est au centre de la réflexion et de la maison. Selon Mathieu Delatte, l’homme a besoin de pouvoir se réchauffer au coin du feu. L'unique intervention technologique est l'installation en toiture de capteurs solaires thermiques et d'un boiler solaire permettant d'assurer 70% des besoins en eau chaude sanitaire. Une citerne pour la collecte des eaux de pluie a également été installée.

Des considérations écologiques et de confort ont mené au choix de matériaux naturels pour l'isolation du bâtiment dont la structure est en bois : ballots de paille pour les murs extérieurs en élévation d'une épaisseur de 36 cm et du béton de chanvre-chaux dans les murs enterrés. Matthieu Delatte a choisi ces matériaux non seulement parce qu'ils sont entièrement biologiquement dégradables et bon marché, mais aussi en raison de leur grande inertie thermique : ils stockent la chaleur et la rendent lentement tandis qu'ils assurent la régulation du degré d'humidité de façon tout à fait naturelle. Contre le mur mitoyen, une structure en bois a été réalisée à l'intérieur de laquelle l'isolation est de la laine de bois. Les enduits extérieurs sont à base de chaux-plâtre et les enduits intérieurs à base d'argile et de chaux. Tous les matériaux de construction ont été choisis en raison de leurs caractéristiques économiques, techniques et écologiques, leur origine locale et la faculté de garantir un climat intérieur sain. Pour l'architecte, le bien-être des habitants est au coeur de sa réflexion, sans que cela ne tourne au luxe et à l'abondance. C'est la raison pour laquelle la construction est restée modeste. A l'avenir et en fonction de l'évolution de la situation financière, la maison pourra être progressivement  aménagée et transformée en fonction des besoins.