La plateforme de TP Transferts Thermique et Énergétique (TTE) de l’INSA Toulouse accueille chaque année environ 450 étudiants venant de différents départements (PO-IC, PO-ICBE, GCU, GM, GP3E, UPS). Elle comporte 16 installations de TP, dont une toute nouvelle chaudière gaz à condensation depuis novembre 2022.
Cette chaudière est venue remplacer un équipement vieux de plus de 30 ans. Mais plus qu’un simple remplacement, cette opération fut aussi l’occasion de reprendre l’ensemble du banc expérimental et d’y apporter des modifications significatives, principalement en y adjoignant un réseau de chauffage. Ce réseau, en boucle fermée, permet de valoriser la chaleur dégagée par la combustion pour chauffer les locaux et de réutiliser l’eau plutôt que de la rejeter à l’égout. Ainsi, ce sont quelques 600 L d’eau qui sont économisés par heure de fonctionnement. Quant à la salle de TP, elle peut désormais être chauffée uniquement à l’aide de cette chaudière, le surplus de chaleur étant rejeté dans le couloir juste à côté.
Enfin, le changement de technologie de la chaudière à condensation permet d’illustrer de manière très concrète le principe de récupération de la chaleur latente contenue dans la vapeur d’eau des fumées, mais aussi et surtout de gagner plus de 20 points de rendement par rapport à l’équipement précédent. Ainsi, ce projet d’évolution de la plateforme s’inscrit parfaitement dans la démarche d’amélioration de l’efficacité énergétique dans laquelle l’INSA s’engage régulièrement.
Ce projet, d’un montant total de 13 k€, a été soutenu par plusieurs financements sur la Taxe d’Apprentissage et complété sur le budget propre de la plateforme. Cette somme, relativement modeste vu l’envergure du projet, s’explique de par le fait que le financement ne concerne que de l’équipement : la conception, la réalisation et la mise au point ont été réalisées en collaboration étroite avec les acteurs du lycée Charles De Gaulle (Muret). Ainsi, pas moins d’une quarantaine d’élèves du lycée ont participé à la réalisation de ce projet et sur des aspects variés :
- BTS FED option Génie Climatique et Fluidique (Olivier Bertrand), pour la conception et la réalisation des bancs réseau de distribution et production de chaleur, la reprise des réseaux sur site et la mise en service ;
- BTS FED option Domotique et Bâtiments Communicants (Nadia Estang et Christine Domergue), pour la réalisation de l’armoire électrique et la programmation de l’automate du banc réseau de distribution ;
- Bac pro TMSEC (Jean Michel Decuq), pour la réalisation des châssis et l’assemblage des équipements du banc de réseau de distribution.
Les principaux éléments ont été assemblés sur le site du lycée avant d’être livrés à l’INSA. C’est alors que l’équipe technique de la plateforme TTE a pris le relais pour effectuer les derniers raccordements, ajustements et mise au point nécessaires pour le bon déroulement des TP.
Pour le lycée Charles de Gaulle, cette réalisation a été une source de motivation supplémentaire pour les élèves dans leur formation puisqu’il leur a permis de travailler sur un projet concret avec une exigence de résultat compte tenu de l’existence d’un « client » réel. De plus, il s’inscrit dans un travail collectif où les différentes formations ont dû travailler en équipe et se coordonner entre elles pour avancer.
Pour les étudiants du département Génie Civil, ce renouvellement du banc constitue l’occasion de voir un réseau de chauffage grandeur nature en fonctionnement, mais surtout d’avoir accès directement à l’automate qui en contrôle le fonctionnement. Ainsi, le TP permet d’aborder à la fois une description statique de l’installation, le bilan énergétique du système de chauffage, et l’analyse dynamique de son comportement.
Pour les étudiants de la filière 3-ICBE, ce TP est l’occasion de tester en condition réelle les performances énergétiques d’une chaudière à gaz à condensation pour la production d’eau chaude sanitaire, en variant les conditions de débit d’eau et de température. La démonstration faite par ce nouveau TP d’un rendement énergétique amélioré de plusieurs pourcents par la condensation des fumées, laisse aussi entrevoir à nos futurs ingénieurs la possibilité de proposer des solutions techniques aux défis énergétiques de demain, en imaginant un jour proche où le gaz utilisé pourrait être du biogaz produit sur le campus scientifique de Rangueil.
Auteurs
Matthieu LABAT – pour la plateforme TTE et le GC
Gilles HEBRARD – pour le GP3E
Olivier BERTRAND – pour le lycée Charles De Gaulle
