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04/04/2011 > Mesures thermiques

Module de test pour sondes géothermiques

Dans le cadre du dimensionnement d’une installation de géothermie sur pompe à chaleur, la connaissance des paramètres thermiques du sous-sol est primordiale ; en principe, seule une approche théorique par l’étude de la coupe géologique au droit du site permet d’estimer ces paramètres. Cette incertitude, implique souvent un surdimensionnement engendrant un surcoût ou un sous-dimensionnement entraînant un manque de performance. Pour lever cette incertitude, et limiter ce mauvais dimensionnement, il est possible de déterminer les paramètres thermiques moyens de la roche le long du forage.
Les paramètres physiques de la roche ne peuvent pas se mesurer directement. Cependant, nous pouvons les apprécier en mesurant la réponse thermique du sol. L’équipement de mesure, conçu spécialement pour ce type de mesure, injecte un fluide réchauffé à puissance constante dans le sol. La dérive de la température moyenne de ce fluide dans le temps nous permet de déterminer la capacité du sol à échanger sa chaleur avec ce fluide, et de connaître notamment la conductivité thermique moyenne de la roche ainsi que la résistance thermique du forage.
Les valeurs obtenues grâce à la mesure sont introduites dans nos outils de simulation afin d’affiner les calculs, et d’ajuster si nécessaire le nombre et l’implantation des sondes géothermiques.

Principe de fonctionnement

Le module de test fournit des sollicitations thermiques à la sonde géothermique étudiée, en permettant la circulation d’un fluide, réchauffé à puissance constante réglable, dans une sonde géothermique : la température moyenne de ce fluide va alors dériver dans le temps, et la mesure de la dérive de ce niveau de température permettra de calculer la conductivité thermique du sol autour de la sonde.

Calcul

L’unité de test permet la connaissance <a href="http://www.replicasrelojessuizos.com">replicas relojes</a> de la conductivité moyenne de la roche le long du forage W/(m.K). La méthode utilisée pour l’exploitation des mesures réalisées est l’approximation de la “line source theory”, faite par Eklöf et Gehlin (1996). Les capteurs présents sur le module permettent le calcul de la conductivité thermique avec une justesse de l’ordre de 3 %.

Conclusion

Ce test permet, d’une part, la maîtrise parfaite du dimensionnement de l’installation en évitant les surcoûts d’investissement ou le déficit de performance et d’autre part, l’estimation au plus juste des consommations et ainsi de provisionner au mieux les charges du bâtiment.