L'EPFL imagine un tunnel du M3 converti en source d'énergie géothermique

Lorsqu'un métro ou un train freine et accélère dans un tunnel, celui-ci connaît un pic de chaleur. Sauf que le calcul de la chaleur provenant de l'air était jusqu'ici fait de manière imprécise par les ingénieurs. Les chercheurs du Laboratoire de mécaniques des sols (LMS) de l’EPFL viennent de corriger cela dans une étude parue dans la revue Applied Thermal Engineering. Ils sont parvenus à donner une estimation précise de ce coefficient-clé, appelé le coefficient de convection thermique.

Cette découverte ouvre la voie à l’exploitation d’un tunnel géothermique au bénéfice des bâtiments situés en surface. Les chercheurs ont d’ailleurs testé leurs calculs sur le cas du tunnel du futur métro lausannois, le M3, amené à relier la gare centrale au nord de la ville, dans le quartier de la Blécherette. Il s'agirait d'une première mondiale.

Pompes à chaleur

Concrètement, les scientifiques proposent d'introduire à intervalles réguliers des tubes de plastique dans la structure en béton du tunnel et de les relier par une pompe à chaleur. De l'eau ou un fluide qui transporte la chaleur serait introduit ensuite dans les tubes, à l'image d'un frigo.

En introduisant de l’eau froide dans les tubes du tunnel durant l’hiver, c’est de l’eau chaude que le système rejettera en surface, et inversement durant l’été. L’équipement géothermique du tunnel présenterait un investissement et une énergie grise négligeables pour une durée de vie allant de 50 à 100 ans. Seules les pompes à chaleur devraient être remplacées tous les 25 ans.

Jusqu'à 4000 appartements alimentés

"Nos recherches montrent qu’en utilisant 50% à 60% du tracé planifié, 60'000 m2 du tunnel pourraient être activés avec ce système géothermique et alimenter en chaleur 1500 appartements standards d’une taille moyenne de 80m2 ou 4000 appartements Minergie", explique Margaux Peltier, assistante scientifique au LMS dont le projet de Master est à l’origine de la publication.

Ce système a l’avantage de pouvoir stocker de la chaleur et la diffuser en temps voulu dans les logements. "La ville éviterait l’émission de 2 millions de tonnes de CO2 par an, comparé à un système de chauffage au gaz", ajoute la chercheuse dont le calcul n’a pas tenu compte des gares du métro ni du dépôt des rames, prévu au nord de la ville, qui pourraient aussi bénéficier de cette énergie.

ats/ani