Chaleur de profondeur

Que faire quand la neige et la glaces s’accumulent dans les aiguillages de chemin de fer ? Une solution évidente est de les chauffer électriquement. Mais, cette énergie coûte chère et pour ne pas l’utiliser inutilement il faut savoir quand l’échauffement est nécessaire, qui n’est pas si évident.  

Le problème énergétique n’est pas négligeable. La compagnie ferroviaire allemande Deutsche Bahn a 6 000 aiguillages à chauffer. De plus, il y a 12 000 autres dans les réseaux locaux, privés et tramways.

D’où l’idée d’utiliser la chaleur sous-sol pour tenir les aiguillages libre de glace. Depuis 2010 une installation a maintenant été testée dans le port de Hambourg. Le système suivant est devenu opérationnel l'an prochain et un troisième est actuellement en construction.

Tous les testes ont a dépassé les attentes. L'autorité ferroviaire allemande a donc maintenant approuvé le système qui ouvre pour une continuation commerciale. 

 

La méthode consiste à percer des trous jusqu’au 100 mètre de profondeur, où la température est entre 6 à 10 ^oC, et d’y insérer un tube de métal contenant CO2 à haut pression. Le CO2 fonctionne comme un réfrigérant, c’est-à-dire que un partie est liquide et l’autre gazeux. La pression varie selon la température. À à 6 ^oC le CO2 boille en 41 bars et à 10 ^oC en 45 bars. Donné que le CO2 est hermétiquement infirmé la pression s’ajuste automatiquement à la température.

La phase liquide est en bas du tube où elle bouille. Le gaz libéré monte et condense en haut et libère son chaleur d'évaporation qui échauffe l’aiguillage et fond la neige. Le liquide si formé s'écoule vers le bas le long la paroi du tube. S’il n’a pas de neige le système chauffe quand même mais cette énergie est gratuite.

J’appellerais l’arrangement un caloduc mais s’il aurait eu deux tubes, un pour le gaz montant et un pour le liquide descendant, un thermosiphon.  

Pourtant, une installation est assez couteuse, environ 35 000 €. À cause d’épargne d’énergie le temps de récupération de cet investissement est estimé à 10 ans. C’est beaucoup mais d’autre part l’espérance de service fiable est très longe.