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Brasserie à gestion d’énergie économe – ou comment la bière froide chauffe le bâtiment

Une brasserie tout à fait classique devient un modèle en termes de gestion économe de l’énergie et des ressources.

La petite brasserie artisanale Erusbacher & Paul AG à Villmergen manque d’espace. Son expansion l’a obligée à chercher une nouvelle unité pour l'équipement de brassage. La meilleure solution était un nouveau bâtiment. Celui-ci lui confère à présent un statut exemplaire dans le domaine de la gestion économe de l'énergie et des ressources.

Un bâtiment comme celui-ci, doté d'une grande surface de stockage et d’exploitation, nécessite beaucoup d'énergie pour le refroidissement et le chauffage des locaux. Pourquoi alors ne pas utiliser l’énergie là où elle est déjà disponible? Lorsqu’il a fallu exécuter le système de chauffage, de froid et de ventilation, Hälg & Cie SA, Aarau, a vu un potentiel d’optimisation en matière de consommation d'énergie des installations.

Utiliser l’énergie disponible
La production de la bière exige un refroidissement des cuves. La brasserie Erusbacher & Paul AG compte 43 cuves qui doivent être maintenues fraîches. La production de froid pour le refroidissement génère en même temps de la chaleur. Celle-ci peut contribuer à couvrir les besoins thermiques du bâtiment. Elle s'utilise par exemple pour la production d’eau chaude.

Grâce au concept de Hälg & Cie SA, la chaleur issue du processus de refroidissement dans la brasserie Erusbacher est maintenant stockée dans un accumulateur à stratification. Cet accumulateur alimente les éléments du bâtiment en chaleur. C’est ainsi par exemple qu’un plafond en béton – de toute façon installé – devient un élément chauffant et fait partie d’un système d'éléments de construction thermoactifs (TABS). Par ailleurs, le refroidisseur à recirculation, servant au rafraîchissement naturel, s'utilise comme pompe à chaleur. Cela est possible au printemps et en automne lorsque la température extérieure est supérieure à 8 degrés Celsius. Et cette solution permet d’économiser de l’énergie fossile.

Une température de refroidissement optimale grâce à un accumulateur à stratification
Notamment en relation avec les exigences de la stratégie d’énergie 2050 appliquée par la Confédération, il vaut la peine de prévoir des frais supplémentaires pour la planification de l’exécution en vue de réduire les coûts d'énergie à long terme. L’objectif de l'équipe était donc d'élaborer la meilleure solution énergétique dans le domaine du chauffage/froid pour optimiser les frais d’exploitation du bâtiment.

Toutes les étapes du brassage n’exigent pas la même température. Ces différentes températures de refroidissement nécessaires pendant le stockage de la bière doivent être atteintes si possible de manière efficace en utilisant le moins d'énergie possible pour le refroidissement. Le concept de Hälg & Cie SA Aarau prévoit l’utilisation d’accumulateurs à stratification. Un tel accumulateur permet d’utiliser la température de retour de l’étape de stockage précédente comme température aller de l'étape suivante. Cette conception a pour but d'éviter que la brasserie consomme sans cesse de l'énergie pour atteindre la température de refroidissement adéquate de l'étape de stockage suivante.

Le concept: optimisation hydraulique et haut degré d'énergie utile
Le système doit aussi réduire les coûts de l’utilisateur. Concrètement, cela se traduit par:

  • de plus bas coûts de maintenance des installations, étant donné que les intervalles sont espacés
  • une exploitation économique grâce à l’optimisation de l’installation
  • un recyclage de la chaleur de process à partir du stockage de la bière
  • la fourniture des informations les plus importantes sur les installations techniques du bâtiment au maître brasseur (utilisateur).

Pour atteindre ces objectifs, les deux cheffes de projet de Hälg & Cie SA Aarau, Tanja Suter et Marie-Christine Wartenweiler, ont articulé le concept autour des facteurs suivants: optimisation hydraulique et haut degré d’énergie utile.

L'optimisation hydraulique consister à placer les conduites de telle sorte que les pompes raccordées puissent déployer tout leur potentiel. «Haut degré d’énergie utile» signifie que la part d’énergie vraiment utilisable comme chaleur ou froid dans le bâtiment et qui n’est pas consommée pour l’entraînement des installations doit être élevée. A cet effet, on élabore une pompe à chaleur exploitée avec la chaleur dissipée des processus de brassage et générant de la chaleur ou du froid. Par ailleurs, on utilise deux accumulateurs à stratification, l’un pour le chauffage et l'autre pour le refroidissement du bâtiment.

Le photovoltaïque serait également une possibilité de production d'énergie pour la brasserie. L’énergie solaire pourrait servir à alimenter la brasserie, de même que les bâtiments voisins ou les bornes de charge électriques pour les véhicules et les vélos dans le restaurant-brasserie en plein air à proximité.

Installation de brassage comme projet d'étude dans une école
Le concept prévoyant et économe en énergie de Hälg & Cie SA Aarau ne doit pas disparaître derrière les portes de la brasserie. C’est la raison pour laquelle on envisage d’utiliser la brasserie comme projet d'étude dans la Haute Ecole de Lucerne (HSLU).

L’installation pourrait ainsi devenir un système d'étude permettant aux étudiants de voir la relation entre les corps frigorifiques/chauffants et un bâtiment. Les étudiants apprendraient à mettre en pratique des techniques innovantes. Et l'établissement Erusbacher en profiterait aussi. Il serait par exemple possible d’établir une «brasserie intelligente», de la simple commande des stores solaires à la consommation d’eau optimisée dans le domaine du sanitaire.

Premier coup de pioche et achèvement
Le premier coup de pioche du projet modèle a été donné le 25 octobre 2017. Il est prévu de remplir les premières bouteilles dans la nouvelle brasserie à partir de décembre 2018. Les personnes intéressées peuvent suivre la progression du chantier sur le site suivant. Avis aux amateurs!