L’Arena, cœur battant des réseaux thermiques de Paris

Porte de la Chapelle à Paris XVIIIe, l'Arena en cours de construction pour les Jeux olympiques et paralympiques de 2024 abritera dans ses sous-sols une vaste centrale de 500 m² dédiée à la production de chaud et de froid. Raccordée aux réseaux urbains de la ville Fraîcheur de Paris (ex-Climespace) et la Compagnie parisienne de chauffage urbain (CPCU), elle alimentera l’équipement sportif lui-même ainsi que le quartier alentour en plein renouvellement.

Valorisation de la chaleur fatale

« Pour maximiser le rendement de l’installation, le chaud et le froid seront produits de façon concomitante », commence Christophe Rosa, délégué général adjoint en charge des JO à la Ville de Paris, maître d’ouvrage de l'opération. « Il nous faudra en effet alimenter des clients en froid en plein hiver, comme les salles de spectacles de l’Arena ou encore des data center, et produire du chaud en été », explique Guillaume Nermond, responsable équipe au département ingénierie production à la direction des opérations pour Fraîcheur de Paris.

Pour ce faire, deux groupes froids d'une puissance totale de 6 MW produiront de l'eau glacée à 3°C. Ils couvriront à la fois les besoins en rafraîchissement de l'Arena estimés à 2 MW et alimenteront le réseau Fraîcheur de Paris.

La chaleur fatale émise par leurs condenseurs (prévision à 13 220 MWh) des groupes froids sera récupérées par deux pompes à chaleur. Totalisant une puissance de 2,5 MW, elles valoriseront ces calories à hauteur d’1,3 MW pour alimenter les systèmes de chauffage et d’eau chaude sanitaire de l'Arena. Le surplus sera exporté au réseau urbain CPCU. A ce titre, une boucle spécifique sera mise en place pour alimenter le futur quartier de la ZAC Gare des Mines-Fillettes.

Refroidissement par géothermie

« L’été, lorsque les demandes en froid sont plus importantes et que les besoins en chaud diminuent, le surplus de calories émises par les groupes froids sera également évacué grâce à plusieurs autres exutoires », poursuit Guillaume Nermond. La température d’une boucle d'eau intermédiaire sera abaissée de 38 à 32 °C via de la géothermie, le réseau d'eau non potable de la Ville de Paris, et des tours aéro-réfrigérantes, installées à proximité.

Pour le premier, l’eau de la nappe souterraine sera prélevée à 70 m de profondeur par l’intermédiaire de deux forages. Elle sera ensuite acheminée vers les équipements de production d’énergie de la centrale via des échangeurs à plaques. L’eau sera ensuite réinjectée par l’intermédiaire de quatre forages. « Le code minier fixe des valeurs limites de températures pour l'eau de la nappe, ce qui nous empêche d'évacuer tout l'excédent de calories par la géothermie », précise Guillaume Nermond.

En complément, et uniquement en période hivernale, la centrale de l'Arena exploitera le réseau d’eau non potable de la Ville de Paris. L’eau étant principalement issue de la Seine, sa température suivra les variations thermiques du fleuve. Le principe sera de tirer parti de la fraîcheur du réseau pour abaisser la température de l’eau de la boucle secondaire. De plus, les machines de production seront moins sollicitées ce qui limitera leur consommation d’électricité. « Il s’agit de l’un des premiers projets où l’on utilise l’eau non potable comme source de refroidissement », se félicite Guillaume Nermond.

Installées en toiture, des tours aéro-réfrigérantes serviront d’exutoires de chaleur en appoint. Des analyses effectuées de façons hebdomadaires permettront d’évacuer le risque de légionnelle.

Autoconsommation

« Les besoins en électricité de ces installations seront en partie couverts par les panneaux photovoltaïques en toiture », boucle Christophe Rosa. De fait, la centrale bénéficiera de l’énergie électrique de 1 850 m² de panneaux photovoltaïques d’une puissance nominale de 234 kW, installés sur le toit de l’Arena. Sa production annuelle est estimée à 190 MWh. Cette énergie servira en autoconsommation à la centrale pour alimenter les systèmes de pompes, de filtration, ou encore l’éclairage.