Plateforme d’énergétique de quartier (EnQ) : une infrastructure unique de recherche appliquée
À Sion (VS), sur le campus Energypolis, une plateforme de démonstration permet de tester et d’analyser le fonctionnement d’un système énergétique complet, en conditions réelles et à l’échelle d’un quartier. Explications de Cédric Dorsaz, adjoint scientifique à la Haute école d’ingénierie de la HES-SO Valais-Wallis.
Rappel des faits
Sorti de terre il y a une dizaine d’années, le campus Energypolis a été conçu dès l’origine comme un laboratoire énergétique grandeur nature. Avec plus de 30 000 m² de surface énergétique, l’ensemble de trois bâtiments est proche de l’échelle d’un petit quartier. Ceux-ci intègrent des infrastructures énergétiques complexes, instrumentées et pilotables, permettant des expérimentations en conditions réelles à travers la plateforme d’énergétique de quartier (EnQ). Développée par la HES-SO Valais-Wallis, cette infrastructure de recherche appliquée unique en son genre doit permettre d’optimiser la gestion de l’énergie à l’échelle d’un quartier, voire d’un système urbain.
Pouvez-vous expliquer ce qu’est cette « plateforme d’énergétique de quartier » ?
La plateforme EnQ est une infrastructure de démonstration sur laquelle viennent se greffer plusieurs projets de recherche appliquée de la HES-SO dans les domaines de la production, de la conversion, de la distribution et du stockage d’énergie. L’objectif de cette installation technique multi-énergie est de développer et d’évaluer des stratégies énergétiques globales applicables à l’échelle d’un quartier ou d’un système urbain. In fine, les enjeux principaux portent sur la réduction des émissions de CO₂, l’augmentation de l’autonomie énergétique et la maximisation de la consommation locale d’énergie renouvelable. Les trois bâtiments d’Energypolis consomment environ 2,5 GWh d’électricité et un peu moins de 2 GWh de chaleur et de froid par an, ce qui confère au démonstrateur une taille significative. À ma connaissance, il n’existe pas en Suisse d’autre installation de démonstration réunissant, sur un même site et en conditions réelles, un ensemble aussi large de technologies énergétiques interconnectées.
Quels systèmes énergétiques et quelles approches de pilotage sont étudiés sur la plateforme EnQ ?
La plateforme intègre aujourd’hui plus de dix équipements, avec des briques technologiques présentant des niveaux de maturité différents. Elle comprend ainsi des pompes à chaleur, un réseau utilisant le CO₂ pour la distribution de chaleur et de froid, ainsi que plusieurs technologies liées au méthane sur la thématique du « Power-to-Gas-to-Power ». La convergence des réseaux électriques, thermiques et gaz joue en effet un rôle clé dans la transition énergétique, en favorisant l’intégration des énergies renouvelables et la décarbonation des villes. Par ailleurs, des panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité, complétés par des batteries de stockage. Le site intègre également un réseau électrique en courant continu et des stations de recharge pour véhicules électriques. Un système centralisé supervisera l’ensemble des équipements énergétiques grâce à un réseau de communication dédié. Le pilotage combine mesures réelles et modèles de simulation, ce qui permet de calibrer les modèles et de mieux comprendre les écarts entre la théorie et la réalité.
Quel est l’intérêt de travailler à cette échelle et en conditions réelles ?
De nombreuses technologies énergétiques ne sont ni pertinentes ni rentables lorsqu’elles sont envisagées à l’échelle d’un seul bâtiment. Des solutions de stockage saisonnier comme le Power-to- Gas, certains réseaux de chaleur et de froid, ou encore des dispositifs avancés de pilotage ne sont ainsi efficaces que lorsqu’ils sont mutualisés et intégrés à une échelle plus large. Et puis nous ne cherchons pas seulement à améliorer la performance de chaque technologie prise séparément ; nous nous intéressons aussi à la manière dont elles interagissent. À l’échelle d’un quartier, il devient par exemple possible d’arbitrer efficacement l’utilisation de l’énergie produite – consommation directe, stockage, conversion ou injection dans le réseau – en fonction du moment de la journée, de la saison et des besoins globaux du système. En testant et en analysant différentes stratégies, nous pouvons alimenter des réflexions applicables à d’autres quartiers, au-delà du campus.
Justement, comment vos travaux pourront-ils bénéficier aux acteurs de terrain – collectivités, distributeurs d’énergie, bureaux d’ingénieurs, etc. ?
Nos recherches appliquées vont nous permettre de fournir des lignes directrices neutres et argumentées, par exemple en matière de choix et dimensionnement des infrastructures énergétiques, de capacités de stockage ou de stratégies de pilotage. Nous collaborons déjà avec la ville de Sion et le distributeur d’énergie OIKEN, dans le cadre du projet de quartier Ronquoz 21. Ce cas concret va nous permettre de projeter les approches développées sur le site Energypolis pour la planification énergétique de ce nouveau quartier durable.
Propos recueillis par Elodie Maître-Arnaud
L’expert
Cédric Dorsaz
Ingénieur EPFL, Cédric Dorsaz est adjoint scientifique à la Haute école d’ingénierie de la HES-SO Valais-Wallis. Il collabore avec le professeur Jessen Page, responsable du projet de plateforme d’énergétique de quartier (EnQ).