10 mai 2022
Vue du démonstrateur relié à un cabanon
LOCIE - Démonstrateur sur le site de l’université Savoie Technolac
Lancé en 2019, le projet Dromotherm est un démonstrateur de smart-grid route-bâtiment, qui valorise durant toute l’année l’énergie thermique de la route pour le chauffage de bâtiments à proximité. En captant l’énergie solaire et en organisant son stockage durant l’été, la route peut ainsi devenir productrice d’énergie renouvelable. 
Recherche au Cerema

Actualité de l'Equipe projet de recherche STI : Systèmes de Transports Intelligents, vers plus de sécurité et d’intégration aux territoires durables
Découvrez l'équipe, ses enjeux, ses membres, son actualité...  en consultant sa page

 

 

Pour répondre aux objectifs de neutralité carbone à l’horizon 2050, il est nécessaire de multiplier les sources d’énergies renouvelables. Le projet Dromotherm, financé par la région Auvergne Rhône-Alpes, réunit le Locie, le Cerema, l'Institut Pascal ainsi que les entreprises Eiffage et Elydan. Il vise à développer le revêtement routier comme un système de récupération de l’énergie solaire, à stocker cette énergie si besoin et à la diffuser dans le système énergétique d’un bâtiment aussi bien en été qu’en hiver quand la luminosité est moindre.

Le Cerema est à l’origine de tous les travaux préliminaires ayant permis de définir le concept et s’est engagé, sous l’impulsion du pôle de compétitivité Tenerrdis, dans une qualification du dispositif sur le plan énergétique. C’est cette étape qui est en cours actuellement, sous un pilotage conjoint avec les spécialistes du Locie.

 

Le couplage de la route et du bâtiment pour produire de l'énergie

Les routes constituent un gisement d’énergie solaire thermique très important : moins de 5 % de leur surface reçoivent une énergie solaire équivalente au besoin total de chaleur du territoire.

Même si de tels chiffres globaux sont encourageants, il est nécessaire de développer selon les cas d’usage les technologies permettant la récupération d’énergie et son transfert depuis le lieu de production vers le lieu d’utilisation. En s’appuyant sur la géothermie de subsurface, le projet Dromotherm consiste à développer une route récupératrice d’énergie, qui capte l’énergie thermique au niveau du revêtement de la chaussée puis la stocke à proximité d’un bâtiment et la diffuse via un réseau de chaleur ou du chauffage collectif.

L’échangeur thermique est un revêtement en plusieurs couches, l’eau circulant dans une couche poreuse d’enrobé drainant. Ce dispositif rend plus faciles les interventions d’entretien ultérieures que les dispositifs basés sur des tuyaux insérés dans la chaussée.

L’énergie thermique s’infiltre dans des massifs remplis de sable et de gravier, saturés en eau et connectés via un échangeur géothermique à une pompe à chaleur. On parle de stockage thermique inter-saisonnier, dispositif qui relie la route et le bâtiment.

 

schéma explicatif du dispositif avec les différents éléments

 

Le dispositif est adapté aux variations de températures saisonnières : 

  • En été, le revêtement Dromotherm recharge le stockage thermique. Une partie de l’énergie stockée durant la journée permet de produire de l’eau chaude sanitaire. La collecte énergétique de l’été devrait se traduire par un abaissement de la température de chaussée d’environ 5°C par rapport à la même chaussée sans circulation de fluide à l’intérieur, ce qui permettrait au dispositif de contribuer à la réduction des îlots de chaleur.
  • En hiver, la chaleur stockée sert à chauffer le bâtiment et à produire de l’eau chaude sanitaire via la pompe à chaleur.
  • En intersaison, si les conditions le permettent, le Dromotherm recharge partiellement le stockage thermique.

Les travaux de Master réalisés dans le cadre du projet par Prince Sévi ont reçu le prix Performance de Véolia dans la catégorie Ville et dans la foulée, ce dernier a débuté des travaux de thèse sur le même sujet, notamment pour quantifier comment la prise en glace partielle du stockage durant l’hiver pourrait booster les performances énergétiques du dispositif.
 

Des expérimentations in situ pour valider les modèles

Après des travaux en laboratoire sur maquette, le projet a véritablement démarré en 2015 avec la construction d’un premier démonstrateur à l’échelle 1 à Egletons. Ce premier prototype utilise un massif de granit comme stockage énergétique mais ne dispose pas d’une connexion avec un bâtiment.

Un second démonstrateur vient de voir le jour en 2022 sur le site de l’université Savoie technolac, composé d’un revêtement Dromotherm de 30 m², d’un stockage thermique de gravier enterré de 45 m3 équipé de récepteurs géothermiques, et cette fois d’un chalet en bois de 20 m² reproduisant les besoins d’un logement RT2012 de 120 m2

 

construction du démonstrateur Technolac avec pose des différentes couches


Le Cerema va procéder au début de l’été à son instrumentation avec des dispositifs de type Internet des objets (Themis) afin de pouvoir engranger les premières données et les confronter aux modélisations qui ont été menées et se poursuivent encore pour simuler finement les différents composants du dispositif.

En parallèle, un second travail de master orienté mécanique des chaussées a permis d’évaluer l'impact du vieillissement, sous contrainte mécanique, sur les performances de l'échangeur thermique routier.
Les campagnes de mesures des deux prochaines années seront déterminantes pour parvenir à une compréhension fine du système et l’ensemble des travaux menés devraient permettre de stabiliser les premiers outils de dimensionnement afin de préparer la mise sur le marché en lien avec les partenaires industriels.