Depuis 2010, le Biodôme profite d’un système de géothermie à boucle ouverte. C’est avec la découverte d’une grande nappe phréatique située sous le terrain du Biodôme que l’idée d’installer un système à boucle ouverte a germé. Il s’agit d’un des plus grands systèmes à boucle ouverte au Canada.
La géothermie a pour objectif de capter la chaleur de la terre ou des nappes phréatiques pour chauffer et climatiser les bâtiments. Au Québec, nous pouvons tirer profit de cette source en fonction des saisons. En été, on peut ainsi climatiser en utilisant la fraicheur du sous-sol terrestre et, en hiver, la chaleur qu’il dégage. Les systèmes les plus fréquents sont :
- Les systèmes à boucle ouverte qui captent la chaleur dans un lac ou bien une nappe phréatique comportant un puits d’alimentation puisant l’eau souterraine et un puits de retour d’eau vers la nappe.
- Les systèmes à boucle fermée horizontale qui captent la chaleur du sol en surface à l’aide d’un réseau fermé redistribuant un même liquide caloporteur.
Le système du Biodôme utilise une eau souterraine puisée à 20 mètres de profondeur dans la nappe phréatique. La chaleur de l’eau pompée est transférée à un liquide spécial appelé glycol, qui circule dans un réseau de tuyaux indépendant. On utilise le glycol, car il transmet mieux la chaleur que l’eau.
Le glycol circule dans un réseau de thermopompes qui climatise ou chauffe les différents écosystèmes du Biodôme. Après être passée à travers l’échangeur thermique, l’eau est renvoyée vers la nappe phréatique et ce, sans jamais avoir été en contact direct avec le glycol. En cas de bris, tout est prévu afin d’assurer le maintien de la vie des collections du Biodôme.
Utiliser l’énergie de l’eau de façon responsable
Pour éviter toute contamination de la nappe phréatique, le Biodôme s’assure d’une surveillance constante de la qualité de l’eau utilisée par le système géothermique. Sa composition chimique fait l’objet d’une analyse en continu et les données recueillies sont transmises au ministère de l’Environnement, de la Lutte contre les changements climatiques, de la Faune et des Parcs.
Ce type d’installation doit également respecter les règlements municipaux et provinciaux en matière de consommation d’eau, afin de maintenir un niveau stable dans la nappe phréatique et prévenir tout assèchement du sol.
Grâce à ces mesures strictes de contrôle et de conformité, le système géothermique du Biodôme n’a aucun impact négatif sur la qualité ni sur le niveau de la nappe phréatique, assurant ainsi une utilisation responsable et durable de cette ressource naturelle.
Un potentiel énergétique plus grand qu’espéré
Lors de la construction du Planétarium à côté du Biodôme en 2012, la performance énergétique remarquable du système de géothermie du Biodôme a permis d’y intégrer les besoins en climatisation et en chauffage du nouveau bâtiment.
Cette mutualisation a considérablement amélioré l’efficacité énergétique globale du Planétarium. D’ailleurs, l’intégration de la géothermie au Planétarium a joué un rôle clé dans l’obtention de sa certification LEED Platine.
Quelques données techniques sur le réseau de géothermie du Biodôme
- 1 puits d’alimentation et 1 puits de rejet séparés puisant l’eau de la nappe phréatique située à 20 mètres de profondeur.
- Trois thermopompes de 450 tonnes de refroidissement (1 582,60 kW) et une thermopompe de 250 tonnes (879,21 kW) dédiées plus spécifiquement aux écosystèmes des Côtes du Labrador et des îles subantarctiques.
- Type de réfrigérant utilisé : 134A
- Fluide caloporteur pour le réseau d’eau refroidie : eau glycolée à 30 %
- Une pompe de 25 HP submersible pour puiser l’eau de la nappe phréatique. Elle tire 1 900 litres d’eau par minute, puis l’eau retourne intacte dans la nappe par gravité.
Amélioration écoénergétique lors du projet Migration du Biodôme
Le projet Migration du Biodôme, en 2018, a été l’occasion d'améliorer le potentiel énergétique du réseau de géothermie, tout en réduisant au maximum sa consommation d’énergie ainsi que ses émissions de GES.
De nouveaux systèmes plus écoénergétiques ont remplacé plusieurs composantes mécaniques désuètes et énergivores. Par exemple, des calorifères électriques datant du Vélodrome des Olympiques de 1976 ont été changés pour un système de chauffage plus performant. Des ventilo-convecteurs, alimentés en glycol chaud provenant du système de géothermie, ont été installés sur toute la périphérie de la fenestration du Biodôme. Cet apport contribue à diminuer de façon importante la consommation en électricité.
Un tunnel de glace refroidissant unique
L’installation d’un tunnel de glace dans l’écosystème des îles subantarctiques constitue une grande innovation du Biodôme renouvelé et une source de fierté. En effet, ce concept unique au monde a été réfléchi et conçu par l’équipe technique du musée. De la véritable glace se forme sur les parois du tunnel grâce à l’utilisation du surplus de refroidissement des thermopompes, elles-mêmes raccordées aux systèmes de géothermie.
Le squelette du tunnel de glace est constitué de tuyaux en serpentin munis d’ailettes, semblables au principe des anciens calorifères qui faisaient circuler de l’eau chaude pour chauffer une pièce. Dans ce cas, c’est un glycol refroidi à -8 degrés Celsius qui circule dans les tuyaux, générant ainsi une couche de glace à leur surface. La consommation énergétique de ce système est négligeable, car elle est entièrement absorbée par la capacité énergétique de la boucle de géothermie.