Flottibulle

Le centre aquatique Flottibulle est équipé d'un toboggan de 32 mètres de long, d'une rivière à contre-courant, d'un bassin sportif, d’un bassin ludique, de jets massants, d'une pataugeoire. De nombreuses animations sont proposées tout au long de l'année (soirées zen, soirées aquazoumba...) pour tout public. L'été, les nageurs peuvent profiter des espaces extérieurs.

En 2013, la municipalité de Pont de Claix et ses partenaires (la Compagnie de Chauffage CCIAG, et Lacaze Energie) ont entrepris de doter le complexe aquatique d’une centrale de chauffage solaire pour l’eau des bassins. Ce sont 184 panneaux, d’une surface totale de 480m² qui sont installés sur la toiture afin de transformer la lumière du soleil en chaleur exploitable.

Comment ça marche ?

Les panneaux thermiques solaires transforment l’énergie du rayonnement en chaleur, ce qui les distingue des panneaux photovoltaïques qui en font de l’électricité. Les capteurs fonctionnent grâce à une plaque de cuivre peinte en noir placée derrière une vitre. Ce dispositif chauffe par effet de serre le fluide caloporteur qui achemine l’énergie thermique vers un échangeur avec l’eau des bassins. Rien de plus simple !

L’énergie ainsi produite représente environ la moitié de l’énergie nécessaire au fonctionnement de la piscine, hors chauffage du bâtiment et l’eau chaude sanitaire.

L’ensoleillement favorable du site, nullement gêné par l’environnement naturel et les constructions avoisinantes, permet une production de 310 MWh par an.

Travaux pratiques

Ce petit cas d’école vous permettra, moyennant une mise en température de vos neurones, de déterminer les coordonnées de la cache.

Ceci est le schéma classique d’une installation de chauffage solaire, couplée à un chauffage traditionnel à chaudière.

Pour ceux qui n’auraient pas suivi les explications précédentes, voici un petit rappel du principe du chauffe-eau solaire : le capteur solaire capte l’énergie solaire et la transmet à un fluide caloporteur. L’énergie emmagasinée est alors transférée, grâce à un échangeur de chaleur à un réservoir d’eau chaude. Afin de palier les défauts d’ensoleillement, une chaudière d’appoint produit en complément l’eau chaude nécessaire pour le fonctionnement de la structure.

Quelques données :

• Débit de l’eau circulant dans le capteur : D = 22 L/h
• Température d’entrée de l’eau : 16°C
• Température de sortie de l’eau : 42°C
• Capacité thermique de l’eau : c = 4180 J/kg/K
• Masse volumique de l’eau : ρ = 1,0 kg/L

Quelle est la masse (en kilogrammes) d’eau chauffée dans le capteur en une demi-heure ? Soit MASSE ce nombre.

Quelle est l’énergie nécessaire (en kiloJoules) pour que cette MASSE d’eau passe de la température d’entrée à celle de sortie du chauffe-eau ? Soit NRJ ce nombre (arrondi à la centaine supérieure).

Sachant que la surface du capteur thermique est de 4m² et que la puissance solaire disponible est de 700 W/m² :

Quelle est l’énergie solaire reçue par le capteur en 30 minutes (en kiloJoules) ? Soit SOL ce nombre.

Quel est le rendement de l’installation solaire ? Soit REND ce nombre (exprimé en %, pas en décimal et arrondi à l’entier supérieur).

Nota : utilisez les valeurs arrondies de SOL et NRJ.

N 45° 08.NNN

E 005° 42.EEE

Avec NNN = SOL / 8 – MASSE * REND - 19

et EEE = (SOL – NRJ) / (2 * REND) – 4 * MASSE + 6

Enfin, avant de partir tête baissée à la recherche de cette boîte, je vous propose un peu de culture énergétique afin de replacer les chiffres calculés ci-dessus dans le « quotidien » :

• 1,602×10^-19 J --> 1 électron-Volt (eV)
• 3,2×10^-11 J --> énergie totale émise dans la fission d'un atome d’uranium 235
• 3,5×10^-11 J --> énergie totale émise dans la fission d'un atome de plutonium 239
• 1,602×10^-7 J --> 1 TeV, énergie cinétique d’un moustique volant
• 12 J --> énergie délivrée par le flash d'un appareil photo amateur
• 90 J --> énergie cinétique d'une balle de tennis (masse 58 g) lors d'un service à 200 km/h.
• 4 184 J --> énergie dégagée par l’explosion d’un gramme de TNT
• 4 186 J --> 1 kcal (énergie requise pour réchauffer un kilogramme d'eau d'un 1 degré Celsius)
• 50 000 J --> énergie dégagée par la combustion d'un gramme d’essence
• 480 000 J --> énergie moyenne produite par un cycliste entrainé pédalant durant 1 heure (env. 1/100 d'un kilogramme d'essence)
• 3 600 000 J --> 1 kWh (kilowatt-heure)
• 4,18×10⁷ J --> 11,6 kWh, énergie requise pour :
  • chauffer un cumulus de 200 litres (élever la température de 200 litres d'eau de 15 à 65 degrés Celsius)
  • 44 jours d'éclairage (une lampe de 11 W allumée pendant 1054 heures)
• 3,2×10⁹ J --> 900 kWh, énergie utilisée annuellement par un sèche-linge
• 4,187×10¹⁰ J --> 11,6 MWh, 1 TEP (tonne équivalent pétrole)
• 7,2×10¹⁰ J --> énergie consommée annuellement par une automobile moyenne aux Etats Unis en 2000 (pourquoi aux USA ? je pense que c’est l’origine de l’étude, tout simplement)
• 8.6×10¹⁰ J --> énergie consommée par l’avion le plus gros porteur durant une heure de vol en palier (*4 pour décoller) en 2012
• 111,9x10¹⁰ J --> 310 MWh, énergie calorifique produite estimée à partir des capteurs de Flottibulle
• 6,3×10¹³ J --> l'énergie dégagée par le bombardement d'Hiroshima
• 3,03×10¹⁶ J --> 8,403 TWh, la consommation électrique du Zimbabwe en 1998
• 1,5×10¹⁷ J --> énergie estimée dégagée par l'éruption du Krakatoa
• 4×10¹⁷ J -->  111 TWh, la consommation électrique de la Norvège en 1998
• 3,827×10²⁶ J --> énergie dégagée par le Soleil en une seconde
• 10⁴⁴ J --> énergie dégagée par une supernova

Contenu initial : notice GC, logbook, crayon, babioles en tout genre.