Nouvelle technologie brevetée

BioThermal HP

La toiture végétalisée pour une récupération de chaleur active et en phase avec la consommation

Chauffer et refroidir aux énergies renouvelables, sans bruit en ville comme ailleurs, filtrer et retenir l’eau, séquestrer du CO2, promouvoir la biodiversité, lutter contre les îlots de chaleur, isoler thermiquement et phoniquement, prolonger la longévité d’une toiture ? Découvrez notre solution intégrée de régulation thermique efficace, écologique et intelligente.

10
délivrances de brevet, dont l’Europe et les États-Unis
6ans
de données comparatives avec l’aérothermie et la géothermie
6–10°C
de moins dans le substrat que dans l’air en été
400–800g
de CO2 séquestrés par m² et par an

Technologie

Nouvelle source de chaleur : le vivant, un substrat poreux et de la rétention d’eau

En investissant dans l’innovation technologique, nous relevons les défis de notre époque avec des solutions efficaces et profitables, qui améliorent la qualité de vie et contribuent à la transition vers un avenir plus durable.

Transition énergétique

Tableau de la transition énergétique : des brûleurs fossiles aux sources renouvelables (chaleur résiduelle, solaire, biomasse, environnement et électricité), avec la PAC biothermique
Du chauffage fossile aux énergies renouvelables : avantages et limites de chaque source de chaleur.

Les différents systèmes de pompes à chaleur

Comparatif des pompes à chaleur aérothermique, géothermique, biothermique et hydrothermique : chauffage, installation, entretien, longévité, bruit, climatisation, milieu urbain
Aérothermique, géothermique, biothermique et hydrothermique : chauffage, coûts, longévité, bruit, climatisation et usage en ville.

Détails du brevet

L’innovation au centre de nos compétences

Une toiture plate végétalisée, un substrat en partie saturé d’eau et un réseau de captage relié à une pompe à chaleur eau/eau : le toit devient à la fois capteur, stockage et climatiseur naturel.

Intégration horizontale

Un réseau de captage sous la végétation

La végétalisation est un mélange de plantes non ligneuses, incluant des mousses naturellement présentes sur les toitures plates (ou implantées).

Le substrat est poreux, léger et imputrescible. Dans sa partie saturée, l’eau est emprisonnée dans la porosité : il n’y a ni mouvements d’eau ni pertes de chaleur par convection (≠ piscine).

Vue de dessus d’un toit plat avec écoulement central : circuits externes de conduites d’eau glycolée, zone tampon, écoulement de sécurité, PAC et free cooling reliés au chauffage au sol ou aux radiateurs
Exemple d’un toit plat avec écoulement central.
Intégration verticale

Des couches qui travaillent ensemble

Les conduites de circulation d’eau sont fixées à une armature flexible non métallique, qui absorbe les dilatations volumiques liées à l’eau et aux différences de température.

Une ségrégation thermique (bonne isolation) sépare le bâtiment du système d’échange thermique. L’échange de chaleur entre l’extérieur et l’intérieur se fait de manière active.

Coupe en couches : couche végétalisée, dispositif antiracines, substrat non saturé et saturé d’eau, conduite d’eau glycolée sur armature flexible, isolation, bâtiment
Chauffage

L’énergie latente de l’air, stockée dans l’eau

La couche végétalisée, faite de mousses et de plantes herbacées, offre une surface foliaire par mètre carré exceptionnellement élevée. Ce contact avec l’air humide provoque une importante condensation (ainsi que gel et sublimation), qui permet de récupérer une grande quantité d’énergie latente. Le soleil, l’air, la pluie et certaines structures du bâtiment sont d’autres sources de chaleur inépuisables.

Le substrat saturé d’eau stocke ces apports et les transfère lentement vers le fond, ce qui crée un rephasage entre les besoins et la disponibilité de la chaleur : une performance supérieure à celle d’une PAC aérothermique, tributaire du cycle jour-nuit.

Le réseau est déployé quelques centimètres sous la surface, au bas du substrat saturé, et reste hors gel en plein hiver grâce au fort gradient de température. La PAC eau/eau offre, à température de source égale, des COP et SCOP supérieurs aux PAC sol/eau ou air/eau. Le système se recharge chaque jour, sans baisse de la température de la source au fil des années.

Schéma du chauffage : air sous 19 °C, substrat au-dessus de 0 °C, PAC, bâtiment au-dessus de 19 °C
Hiver : chauffage par la PAC
Refroidissement

Évaporation + transpiration : une climatisation bio-active

Les mousses ne possèdent pas de stomates. En été, elles évaporent et transpirent nettement plus que d’autres plantes et fonctionnent naturellement comme une pompe à chaleur inversée. Ce refroidissement ne nécessite pas de PAC.

L’évapotranspiration extrait la chaleur du système : le substrat peut être 6 à 10 °C plus frais que l’air, assez pour refroidir agréablement les pièces à moindre frais. Le circuit externe transfère la chaleur au circuit interne par un échangeur à plaques.

En été, la PAC peut produire l’eau chaude sanitaire (ECS) avec une efficacité très élevée ; en puisant la chaleur du substrat, elle améliore encore le refroidissement.

Schéma du refroidissement : air au-dessus de 25 °C, substrat autour de 17 °C, échangeur, bâtiment autour de 21 °C
Été : refroidissement par échangeur
Zone tampon

Protection contre le gel en climat froid

Pour les climats où les températures minimales moyennes de l’air sont négatives, trois sécurités protègent le système : la compressibilité du substrat, un parapet amovible fixé à l’extérieur et, en option, une zone d’élasticité.

Coupe de la zone tampon : parapet amovible, zone élastique, substrat, végétation et anti-racine, double étanchéité, couche de protection, isolation, bâtiment
Pilotage intelligent

Un système de contrôle piloté par l’intelligence artificielle

Un ou plusieurs capteurs (C1, C2) mesurent les paramètres environnementaux et une unité de commande (300) traite les données pour piloter le système d’échange thermique.

Les données enregistrées servent à entraîner un algorithme d’intelligence artificielle qui détermine les paramètres d’échange de chaleur entre l’intérieur du bâtiment et le système.

Figure 6 du brevet : capteurs C1 et C2, unité de commande 300 et système d’échange thermique sur le toit du bâtiment B
Figure 6 du brevet.

Bénéfices

Les réels bénéfices

  1. Une PAC en ville et ailleurs

    Dans les zones où le bruit est limité et là où les sondes géothermiques ou hydrothermiques sont interdites (conduites souterraines, nappes phréatiques).

  2. Chauffage et refroidissement efficaces

    L’eau du substrat fonctionne comme une batterie thermique. À température de source égale, ce système eau/eau est plus efficace (COP, SCOP) que l’aérothermie et la géothermie (6 ans de données comparatives).

  3. Monovalent ou bivalent

    Selon l’isolation et le nombre d’étages, le système fournit toute la chaleur ou travaille en tandem ou en alternance, par exemple avec un chauffage fossile existant lors d’une rénovation partielle.

  4. Recharge journalière

    Pas d’épuisement progressif de la source comme avec les sondes géothermiques. Par temps couvert, le rayonnement indirect apporte encore environ +50 % ; pluie, air et structures complètent.

  5. Synergies été comme hiver

    En été, produire l’eau chaude sanitaire améliore le refroidissement. En hiver, puiser la chaleur favorise la rosée et le transfert d’énergie latente de l’air vers le substrat.

  6. Installation simple

    Ni étude acoustique, ni étude géologique, ni forage. En Suisse, comme pour une végétalisation (hors terrasse), une simple annonce suffit en principe, sans autorisation de construire.

  7. Un coût maîtrisé

    Moins cher que des sondes géothermiques, plus cher qu’une installation aérothermique, avec une économie d’échelle : ajouter des circuits coûte moins que multiplier les forages.

  8. Compatible avec le solaire

    Combinable avec des panneaux photovoltaïques ou des capteurs thermiques pour viser 100 % d’autoconsommation.

  9. Peu d’entretien

    Une végétation relativement basse, maintenue par un pH bas, un appauvrissement en oxygène et une couche anti-racinaire qui empêche les plantes ligneuses de pousser.

  10. Valoriser une surface inexploitée

    Capter de l’énergie et végétaliser le toit, pour répondre aux multiples défis de la transition énergétique et écologique.

Services écosystémiques

Autres bénéfices pour le vivant et la ville

  • Séquestration du CO2 atmosphériqueEnviron 400 à 800 g CO2 par m² et par an
  • Refuge pour la biodiversitéMilieux, végétation, faune et corridors biologiques
  • Rétention et filtration des eaux de pluieRéduction de la taxe d’évacuation des eaux
  • Lutte contre les îlots de chaleurAlbédo et microclimat
  • Meilleure isolation thermique et phoniqueConfort intérieur toute l’année
  • Toiture plus durableÉcarts de température réduits
  • Esthétique en milieu urbainValorisation et architecture écologique
BioThermal HP contribue à 11 des 17 objectifs de développement durable des Nations Unies
Une multitude de valeurs durables : BioThermal HP contribue à 11 des 17 objectifs de développement durable de l’ONU.

Opportunité de licence

Une technologie à fort impact environnemental, à intégrer à votre offre

Notre brevet représente une avancée significative pour les énergies renouvelables dans le bâtiment. Il offre une occasion unique de se différencier tout en luttant contre le réchauffement climatique et la perte de biodiversité, et apporte des solutions à des problèmes croissants liés aux transitions énergétique et écologique.

Entreprise, autorité publique ou privée : en prenant une licence (unique, simple, exclusive, géographique, sous-licence), vous accédez à une propriété intellectuelle de premier plan, avec le soutien continu de notre équipe.

  • TitreSystème d’échange thermique pour la régulation thermique d’un bâtiment
  • Demande internationale (PCT)WO2021/165824 – déposée le 18 février 2021, priorité du 20 février 2020 (CH)
  • Brevet européenEP 4107443 – publié le 24 avril 2024
  • Brevet délivré et en vigueur
    • EP-UP
    • Suisse
    • Royaume-Uni
    • Irlande
    • Espagne
    • Japon
    • Corée du Sud
    • Australie
    • Nouvelle-Zélande
    • États-Unis
  • Inventeur et déposantAndy Siegenthaler, Impact Biosystem
  • MandataireP&TS SA (AG, LTD.), Neuchâtel, Suisse

Mises en œuvre

Du prototype à la toiture en fonctionnement

Un système d’échange thermique disposé sur un toit : un substrat en partie saturé d’eau, surmonté d’une couche végétalisée qui favorise la condensation et l’évapotranspiration, et un réseau de captage relié à une pompe.

Actualités

Salons, rencontres et prix

Programme de la Maison de la Rivière à Tolochenaz, Festival du Film Vert, mars 2026
7–8 mars 2026

Maison de la Rivière, Tolochenaz

BioThermal HP présenté à la Maison de la Rivière, dans le cadre du Festival du Film Vert.

Affiche du SIIF 2025, Seoul International Invention Fair
Décembre 2025

Invitation au SIIF, Séoul

Seoul International Invention Fair, Corée du Sud.

Bâtiment et passerelle en acier corten dans la végétation, nord de l’Espagne
Novembre 2024

Nord de l’Espagne

Recherche d’opportunités et d’idées.

Diplôme du Salon international des inventions de Genève 2024
Avril 2024

Récompense à Genève

Une belle récompense du jury international d’experts au Salon international des inventions de Genève.

Affiche du 49e Salon international des inventions de Genève, 17–21 avril 2024, Palexpo
17–21 avril 2024

Salon international des inventions de Genève

49e édition, Palexpo.

Végétation au bord de l’eau en Tasmanie
Décembre 2023

Tasmanie

Recherche d’opportunités et d’idées.

Contact

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Partenariat, licence, informations sur le brevet ou simple curiosité : nous sommes ouverts à toutes les collaborations et à tout échange d’informations, et nous répondons dans les meilleurs délais.

Une innovationImpact Biosystem – impactbiosystem.eco