Comment climatiser de vastes bâtiments face aux fortes chaleurs tout en limitant son empreinte carbone ? En Polynésie française, pionnière dans ce domaine, c'est le tour de force du SWAC (Sea Water Air Conditioning), qui permet de rafraîchir grâce aux eaux froides des profondeurs de l'océan.
Le principe est simple : pomper de l'eau de mer à environ 1.000 mètres de profondeur, où elle est à 5°C, jusqu'à la surface. Puis, par échange thermique, refroidir l'eau douce d'un réseau de climatisation, dans un grand bâtiment ou un quartier.
Après deux hôtels de luxe sur les îles de Bora Bora et Tetiaroa, qui ont été les précurseurs, le Centre hospitalier de la Polynésie française (CHPF) a suivi en juillet 2022. C'est le plus important SWAC au monde.
Installer un SWAC coûte cher : 31 millions d'euros pour l'hôpital, qui économise plus de 1,6 million d'euros d'électricité par an et compte le rentabiliser en une quinzaine d'années.
Un pari rentable et écologique car à Tahiti, le fuel produit la moitié de l'électricité, l'hydroélectrique et le solaire le reste.
En utilisant les eaux froides des profondeurs, l'hôpital, à lui seul, a réduit de 1% la part des énergies fossiles consommées par cette collectivité d'outre-mer.
Même s'il en faut encore pour alimenter les pompes et le local technique, "on a divisé par 10 notre consommation d'électricité pour la production de froid et on peut encore optimiser les paramètres", se réjouit Beverley Chui, la cheffe des services techniques de l'hôpital.
L'hôpital a toutefois choisi de maintenir en état l'ancien système de production de froid. En cas de panne, ce qui est déjà arrivé deux fois en quatre ans, cette production peut ainsi être assurée pour climatiser les chambres des patients mais aussi pour refroidir les laboratoires, la pharmacie, l'IRM, les blocs opératoires ou encore la morgue.
- Modèle exportable -
Référence mondiale, le SWAC de l'hôpital reçoit ingénieurs et collectivités du monde entier. Parmi les milliers d'îles du Pacifique, plusieurs y songent, comme Palau, en Micronésie, minuscule république de moins de 20.000 habitants.
Taïwan y a construit en forêt tropicale le Capitole, bâtiment démesuré destiné aux principales institutions. Une entreprise japonaise propose d'y installer un SWAC et reconnaît s'inspirer du modèle polynésien.
"C'est vrai que ça coûte beaucoup d'argent à mettre en place, donc il faut du soutien financier, mais une fois que c'est construit, c'est facile à entretenir", assure l'entrepreneur japonais Masahiko Hakayu.
"Le Capitole consomme énormément d'électricité pour sa climatisation, si on utilise un SWAC, des ventilateurs suffiront".
Cette combinaison entre la climatisation et les ventilateurs est plébiscitée par les chercheurs: elle permet de moins refroidir, donc d'aller chercher l'eau moins profondément.
Car efficacité et rentabilité exigent un tuyau aussi court que possible dans la mer. Il faut donc des bâtiments proches de l'océan et des eaux profondes proches des côtes, comme dans de nombreuses îles du Pacifique.
Avec une conception adaptée, cette technologie est transposable à de nombreux autres littoraux, notamment atlantiques et méditerranéens.
- "Performances énergétiques" -
D'après le professeur Franck Lucas, chercheur en génie des procédés et systèmes énergétiques à l'Université de la Polynésie française, "les SWAC actuels ont des performances énergétiques 7 à 10 fois supérieures à la climatisation conventionnelle".
Il est même convaincu qu'on peut faire bien mieux : selon des simulations numériques, les futures installations pourraient être 25 fois plus performantes que la climatisation actuelle.
Autres atouts, surtout lors des canicules : le SWAC, lui, fonctionne sans surcharger le réseau électrique ni réchauffer les villes.
"C'est une solution résiliente de rafraîchissement des bâtiments, adaptée au changement climatique et à l'augmentation des canicules à venir", ajoute-t-il.
Les performances des SWAC pourraient déboucher sur plus ambitieux encore : l'Énergie thermique des mers (ETM).
Là encore, on pompe l'eau froide des profondeurs, mais son écart de température avec la surface sert à produire de l'électricité. Plusieurs expérimentations ont fonctionné, mais ce système très onéreux n'a jamais atteint l'échelle industrielle.