Technologie SWAC (Sea Water Air Conditioning)

Le système de climatisation par l’eau de mer (SWAC) permet d’économiser environ 42% d’énergie par rapport à un système de climatisation classique. Il utilise la température des profondeurs de l’océan pour refroidir une boucle de courant alternatif et rejette l’eau de mer dans l’océan sans aucun impact.

Dans les environnements tropicaux en particulier, la demande de climatisation est élevée toute l’année. Cela entraîne généralement un coût énergétique élevé, qui est lui-même produit à partir de sources non renouvelables. Dans certaines industries et certains bâtiments, tels que les hôtels pour le tourisme ou les hôpitaux pour les soins de santé, la climatisation est fréquemment la plus grande consommation d’énergie, représentant jusqu’à 40% de la consommation totale. La solution SWAC développée par Pacific Beachcomber vise à réduire drastiquement la quantité d’énergie consommée pour produire la climatisation, tout en utilisant une source de froid naturelle et renouvelable.

Cette solution peut être mise en œuvre partout où l’on dispose d’une bathymétrie adaptée, d’un accès facile aux eaux profondes de l’océan et où les besoins en climatisation sont importants. Le concept de la solution est de donner la possibilité d’avoir de l’air frais quand on en a besoin, tout en diminuant considérablement la consommation d’énergie et notre empreinte carbone.

Ce système a été mis en œuvre pour les propriétés Pacific Beachcomber en Polynésie française à deux endroits : à l’InterContinental Bora Bora Resort & Thalasso Spa en 2006 et au Brando à Tetiaroa en 2014.

La solution fonctionne avec deux parties principales :

  • Une boucle d’eau froide typique d’un système de climatisation à eau glacée envoie du fluide glacé dans tout le bâtiment et vers les différentes unités de ventilation qui soufflent de l’air sur les tuyaux de fluide glacé pour fournir de l’air frais dans les différents espaces. Le fluide est propulsé dans une boucle fermée à l’aide de pompes électriques standards. Ces pompes nécessitent de l’électricité pour fonctionner, mais une fraction de l’électricité requise pour faire fonctionner un compresseur dans un système de climatisation typique. Les pompes font circuler le fluide dans la boucle, qui passe notamment par un échangeur de chaleur. La plupart de ces éléments sont typiques d’un système de climatisation à eau glacée, mais comme notre solution repose sur l’utilisation d’eau de mer pour une boucle secondaire, un matériau non corrodable tel que le titane est préférable pour l’échangeur de chaleur. Ce composant constitue l’interface entre la boucle d’eau douce et la boucle d’eau salée à partir de laquelle le froid est absorbé.
  • Pour produire le froid nécessaire au refroidissement de la boucle d’eau douce, plutôt que d’utiliser un système de compresseur typique, l’échangeur de chaleur s’interface avec une boucle d’eau de mer ouverte. Un tuyau relie l’échangeur de chaleur à une source d’eau naturellement froide, à savoir la profondeur de l’océan. Dans le cas du SWAC de Bora Bora, le tuyau a un diamètre de 400 mm et descend à une profondeur de 915m. À Tetiaroa, la demande de froid est encore plus élevée, de sorte que le tuyau a un diamètre de 450 mm et descend à une profondeur de 960 m, où l’eau de mer est stable entre 4 et 5°C. De petites pompes aspirantes sont nécessaires pour faire remonter l’eau des profondeurs (pertes de charge) jusqu’à l’échangeur de chaleur en surface, et ces pompes ont également besoin d’électricité. Mais les pompes constituent le seul poste de consommation électrique du système SWAC. L’eau est pompée à une profondeur de 900 m, passe par les échangeurs de chaleur où l’eau de mer froide refroidit l’eau dans la boucle fermée, qui est ensuite transportée dans toute l’installation visée.

Après avoir traversé l’échangeur de chaleur, l’eau de mer atteint généralement une température de 7°C et est renvoyée dans l’océan à une profondeur comprise entre 30 et 40m. En fonction de la taille de l’application et de la longueur correspondante de la boucle d’eau douce, cette dernière peut commencer à 7°C et atteindre jusqu’à 12°C.

Le coefficient pour la Polynésie française pour convertir 1KWh Fuel en émissions de CO2 par KWh est de 0,891 (en kgs), étant donné l’éloignement des différents lieux où sont installées les solutions, la compensation du froid apporté par les SWACs se ferait par le biais du carburant. En conséquence,

  • le SWAC de Bora Bora économise l’équivalent de 1 614 tonnes d’émissions de CO2 par an,
  • tandis que le SWAC sur Tetiaroa économise l’équivalent de 1 980 tonnes d’émissions de CO2 par an, il évite 660 000 litres de diesel sur l’île chaque année.

Les deux hôtels actuels (InterContinental Bora Bora Resort Thalasso & Spa et The Brando) utilisant cette technologie économisent respectivement 560 000 $ et 1 515 000 $ par an en consommation d’électricité, par rapport à un scénario sans utilisation de SWAC.

Local technique du SWAC de Tetiaroa

En 2021, cette solution a reçu le Label Solar Impulse Efficient Solution, un label créé pour mettre en lumière les solutions existantes qui sont à la fois propres et rentables. Le label est attribué aux produits, services et/ou processus qui combinent des performances environnementales et économiques crédibles, tout en surpassant les options existantes sur leur marché.

Elle a également été reconnue dans le cadre des 2021 Tech4Islands Awards organisés par l’association French Tech Polynésie. Tech4Islands Awards 2021 est le seul concours international d’innovation PAR et POUR les îles afin de faire émerger des solutions Tech For Good innovantes, écologiques, durables et résilientes, “bonnes pour nos îles, donc bonnes pour notre planète”.