La gestion de la dilatation des tubes pré-isolés : un point clé dans la conception des réseaux de chaleur
Grâce à son expérience, SOGECA THERM propose des réseaux de chaleur clé en main à ses clients, pour des chantiers 100% maîtrisés. Étude d’Avant Projet Sommaire (APS), gestion des relevés d’infrastructures, étude de faisabilité, SOGECA THERM gère l’ingénierie des projets et maîtrise la réalisation des chantiers.
Mais comment fonctionne un réseau de chaleur urbain ? Quelles en sont les spécificités techniques ? De quelle façon notre bureau d’étude les dimensionne et retient les solutions adéquates ? Zoom sur la partie “ingénierie” des réseaux de chaleur.
Le fonctionnement d’un réseau de chaleur urbain
À l’instar d’un radiateur, le réseau de chaleur fonctionne en circuit fermé et se constitue d’une double canalisation :
- le tube “aller” sert à conduire le fluide caloporteur de la chaufferie vers les usagers ;
- le tube “retour” permet d’assurer le retour du fluide tiédi vers la centrale de production. La chaudière réchauffera à nouveau cette eau et la réinjectera, ensuite, à bonne température dans le réseau, et ainsi de suite.
On parle “d’ajout de complément de chaleur”, principe qui rend les réseaux de chaleur d’aujourd’hui plus efficaces et réduit leur empreinte écologique. Mais ça n’a pas toujours été ainsi… Sur certains des premiers réseaux, il n’y avait qu’un seul tube, par exemple celui de New York. Dans cette même ville, les enjeux écologiques n’ont pas toujours été au cœur du sujet, cela se constate quand l’énergie qui pourrait être récupérée notamment au niveau des condensats est relâchée dans la nature (cf photo ci-dessous).
La dilatation : l’une des spécificités techniques d’un réseau de chaleur
Les canalisations des réseaux de chaleur sont posées à température ambiante, c’est logique ! Les tubes pré-isolés sont faits à partir de tubes en acier entourés de mousse isolante dans une gaine en PEHD, qui, lors de la mise en fonctionnement du réseau, chauffent et peuvent atteindre un différentiel de 100° C. Le réseau enterré, lors de sa mise en chauffe, va être “contraint” : il va se dilater et subir des frictions avec son environnement. Un réseau bien conçu saura gérer ces mouvements et sera pérenne dans le temps. Toute la subtilité de l’ingénierie des réseaux est d’anticiper et de gérer les contraintes de dilatation en posant des organes de dilatation adéquats.
Le bureau d’étude SOGECA THERM au cœur de la conception des réseaux
Le bureau d’étude SOGECA THERM définit le tracé d’un réseau de chaleur à partir d’un plan projet topographique (vue du ciel) et d’un plan de profil en long (vue en coupe). Le tracé dépend des réseaux existants (densité, profondeur…) et des infrastructures présentes (bâtiments, voiries afin de pouvoir réaliser les tranchées pour la pose). À partir de ces pré requis, et aidé d’un logiciel de calcul, le bureau d’étude va définir et placer les organes de dilatation nécessaires qui feront varier la trajectoire du réseau. Dimensionner correctement le réseau, tout en tenant compte du cahier des charges et des contraintes liées, telle est la mission que le bureau d’étude SOGECA THERM mène au quotidien.
Les organes de dilatation : les pièces maîtresses des réseaux
Il en existe plusieurs :
- les lyres, fabriquées sur place, font faire un “U”, dans la plupart des cas, d’environ 2 à 4 m au réseau,
- les baïonnettes, fabriquées sur place, qui font faire un “Z” autrement dit un déport d’environ 2 à 6 m,
- les compensateurs, pièces mécaniques (cylindres munis d’un soufflet), ne sont utilisés de nos jours que quand l’environnement ne permet pas la pose de l’un des organes ci-dessus.
Le choix du type d’organe est stratégique, car il va impacter la quantité de matériel à fournir, le temps de travail et donc, le coût du projet. A titre d’exemple, réaliser une lyre nécessite 2 jours de travail, quand il en faut 1 pour faire une baïonnette.
À cela s’ajoute les contraintes de l’environnement comme déjà évoqué (la gestion de circulation en surface, l’encombrement du sous-sol, les accès possibles…).
Intégrer UN bureau d’études pour les réseauX de chaleur, un véritable atout !
“Depuis 2010, nous proposons une offre complète intégrant la conception, la fourniture et la pose des réseaux de chaleur. L’internalisation de la conception nous permet d’avoir :
- en tant que chargé d’étude, une vision complète du chantier et de travailler avec les équipes terrains de la plupart des filiales du Groupe,
- au niveau de la société, une réactivité très appréciée des clients.
La diversité des missions et des réseaux à concevoir fait qu’aucun chantier ne se ressemble. Je travaille sur l’étude de dilatation, le plan de pose, l’approvisionnement des fournitures, la ventilation du matériel selon les besoins et le planning de réalisation. J’apprécie particulièrement de chercher, et surtout de trouver, les meilleures solutions pour appliquer la théorie, la subtilité étant de positionner les réseaux à l’endroit le plus opportun, avec les solutions les plus malignes possibles.”
Thanh Nguyen
Chargé d’étude TELLOS INGENIERIE / SOGECA THERM