Comment maîtriser la consommation énergétique d’une salle propre dédiée aux technologies microélectroniques tout en maintenant les paramètres environnementaux requis pour les procédés de micro-nanofabrication ou l’élaboration des matériaux ? C’est l’enjeu posé au C2N, hébergeant une des plus grandes centrales de micro-nanotechnologie en salle propre pour la recherche académique, par essence très énergivore. Les actions mises en place par le groupe de travail du C2N en charge des économies d’énergie liées à la climatisation, et des perspectives pour réduire la consommation énergétique, viennent de faire l’objet d’une publication dans la revue « Salles Propres ».
Au cœur des activités de recherche du C2N, une salle propre dédiée à la fabrication des micro-nanodispositifs, similaire aux infrastructures pour les procédés de la micro-nanoélectronique. Il s’agit de la plus grande salle propre dédiée à la recherche académique en France, intégrée au réseau académique RENATECH des grandes centrales de micro-nanofabrication, Ainsi, le bâtiment inclut une salle propre de 2 900 m2, à température hygrométrie et classe de propreté (ISO4 à ISO7) contrôlées, ainsi que 95 salles d’expériences climatisées à température et hygrométrie contrôlées d’une surface de 3 500 m2. Plus de la moitié de l’énergie du bâtiment (~55% en 2022) est consommée par les systèmes de climatisation des salles d’expérience et de la salle propre. L’objectif du C2N est donc de réduire l’impact de la climatisation sur sa consommation énergétique, et en particulier celle de sa salle propre. Pour cela, un groupe de travail a été constitué pour mener les actions d’économies d’énergie. Depuis 2021, il s’est penché plus particulièrement sur les systèmes de production de froid et de chaleur ainsi que de la climatisation de la salle propre. Il a notamment entrepris l’optimisation de la récupération de la chaleur fatale par un échangeur entre les réseaux de froid et chaud, et l’analyse de la mise en service d’un mode REDUIT sur certains systèmes de traitement d’air de la salle propre en période d’inoccupation. Les résultats obtenus, présentés lors de la journée technique de l’association ASPEC sur la performance énergétique des salle propre à Bordeaux en Novembre 2023[1] , ont récemment fait l’objet d’une publication dans un dossier de la revue Salles Propres dédiée aux économies d’énergie [2]. Le groupe a ainsi démontré une économie de gaz de 75% par l’optimisation de la récupération de chaleur fatale, réduisant la consommation de gaz du C2N de 6,5 GWh en 2020 à 1,7 GWh en 2023. La puissance électrique totale consommée par le bâtiment, a été analysée, et est apparue directement corrélée aux conditions météorologiques et plus particulièrement à l’enthalpie de l’air extérieur. Cette analyse permet de quantifier le gain en électricité que représente le mode REDUIT, soit une réduction moyenne d’un peu plus de 20% de la puissance totale consommée par la bâtiment, et une économie annuelle de près de 1,4 GWh. Les perspectives et les pistes d’économies d’énergie supplémentaires sont discutées dans l’article, notamment en améliorant le système de climatisation de la salle propre et des salles d’expériences du laboratoire, et en étendant le périmètre d’application du mode REDUIT.
Reference 1 : R. Vallin, S. Bouchoule, et A. Lemaître, « Mise en place de modes Normaux et Réduits, gains énergétiques associés et développements futurs », Journée technique de l’ASPEC - de l’air et efficacité énergétique en salle propre, Contamin@Bordeaux, 9 novembre 2023. https://www.aspec.fr/evenements/contamin-bordeaux.htm
Reference 2 : S. Bouchoule, A. Lemaître, « Etablissement de recherche - Actions de performance énergétique et retours d’expérience du Centre de
nanosciences et de nanotechnologies », dossier « Economie d’énergie : comment aller plus loin ? » , Salles Propres n°143, mars 2024. HAL : https://hal.science/hal-04556913
Figure : Puissance électrique totale consommée par le bâtiment en fonction de l’enthalpie spécifique de l’air extérieur déterminée à partir de la mesure de la température et de l’hygrométrie relative de l’air extérieur, dans le mode NORMAL (rouge) et dans le mode REDUIT (bleu). Les valeurs sont des moyennes sur une heure. Les courbes (s1), (s2), et (w1), (w2), sont les régressions linéaires obtenues en mode NORMAL, et REDUIT, respectivement pour la période « été », et pour la période « hiver ». Insert : Enthalpie de l’air extérieur en fonction du temps
