CLIMATISATION B.R
Transcript of CLIMATISATION B.R
FONTVIEILLE S.A.17, Boulevard Albert 1er
MONACO
TERRE PLEIN DE FONTVIEILLEMONACO
INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE
CHAUFFAGE ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX
RAPPORT DE FAISABILITE - PHASE I
82 SGN 328 PAC JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de ejY. AUSSEUR,B. DELLERY', A. GOUNON, M. RECAN
"B.R" G . ÎvTS,
17. MAI 1932
BIBLIOTHÈQUéService géologique régional PROVENCE - ALPES - COTE D'AZUR
Domaine de Luminy - route Léon-Lachamp, 13009 MarseilleTél.: (91 ) 41 .26.04 et 41 .24.46
Marseille, Avril 1982
FONTVIEILLE S.A.17, Boulevard Albert 1er
MONACO
TERRE PLEIN DE FONTVIEILLEMONACO
INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE
CHAUFFAGE ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX
RAPPORT DE FAISABILITE - PHASE I
82 SGN 328 PAC JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de ejY. AUSSEUR,B. DELLERY', A. GOUNON, M. RECAN
"B.R" G . ÎvTS,
17. MAI 1932
BIBLIOTHÈQUéService géologique régional PROVENCE - ALPES - COTE D'AZUR
Domaine de Luminy - route Léon-Lachamp, 13009 MarseilleTél.: (91 ) 41 .26.04 et 41 .24.46
Marseille, Avril 1982
FONTVIEILLE S.A.17, Boulevard Albert 1er
MONACO
TERRE PLEIN DE FONTVIEILLE - MONACO
INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE CHAUFFAGE
ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX
RAPPORT DE FAISABILITE - PHASE I
JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de JY. AUSSEUR, B. DELLERY, A. GOUNON et M. RECAN
82 SGN 328 PAC - Marseille, Avril 1982
RESUME
La Société FONTVIEILLE S.A. envisage l'utilisation de pompes à chaleurpour le chauffage et la climatisation des locaux qui seront édifiés sur leterre plein de Fontvielle à Monaco. La source froide serait constituée par leseaux qui baignent le remblai.
Deux hypothèses ont été envisagées :
- pompage dans le remblai, rejet en mer.
- pompage et èéinjection dans le remblai.
Elles ont été étudiées sur modèles hydrodyhamiques et thermiques afin dedéterminer :
- l'incidence sur le niveau des eaux dans le remblai,
- les effets thermiques des variations de température de l'eau de mer surl'eau prélevée.
Les résultats obtenus montrent que du point de vue hydrodynamique, lesmodifications du niveau de l'eau dans le remblai sont faibles, de l'ordre dequelques décimètres.
Du point de vue thermique, l'intérêt qu'il y aura d'éloigner le pluspossible les ouvrages de prélèvement du rivage apparait clairement dans ledouble but :
- d'amortir le plus possible l'effet des variations de température de l'eaude mer.
- de bénéficier d'un déphasage intéressant pour l'arrivée aux puits de prélèvement des ondes chaudes et froides.
Dans le cas de la réinjection des eaux dans le remblai, il y aura avan¬tage à implanter les ouvrages de rejet à proximité du rivage afin de limiterle plus possible le gonflement de la nappe.
FONTVIEILLE S.A.17, Boulevard Albert 1er
MONACO
TERRE PLEIN DE FONTVIEILLE - MONACO
INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE CHAUFFAGE
ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX
RAPPORT DE FAISABILITE - PHASE I
JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de JY. AUSSEUR, B. DELLERY, A. GOUNON et M. RECAN
82 SGN 328 PAC - Marseille, Avril 1982
RESUME
La Société FONTVIEILLE S.A. envisage l'utilisation de pompes à chaleurpour le chauffage et la climatisation des locaux qui seront édifiés sur leterre plein de Fontvielle à Monaco. La source froide serait constituée par leseaux qui baignent le remblai.
Deux hypothèses ont été envisagées :
- pompage dans le remblai, rejet en mer.
- pompage et èéinjection dans le remblai.
Elles ont été étudiées sur modèles hydrodyhamiques et thermiques afin dedéterminer :
- l'incidence sur le niveau des eaux dans le remblai,
- les effets thermiques des variations de température de l'eau de mer surl'eau prélevée.
Les résultats obtenus montrent que du point de vue hydrodynamique, lesmodifications du niveau de l'eau dans le remblai sont faibles, de l'ordre dequelques décimètres.
Du point de vue thermique, l'intérêt qu'il y aura d'éloigner le pluspossible les ouvrages de prélèvement du rivage apparait clairement dans ledouble but :
- d'amortir le plus possible l'effet des variations de température de l'eaude mer.
- de bénéficier d'un déphasage intéressant pour l'arrivée aux puits de prélèvement des ondes chaudes et froides.
Dans le cas de la réinjection des eaux dans le remblai, il y aura avan¬tage à implanter les ouvrages de rejet à proximité du rivage afin de limiterle plus possible le gonflement de la nappe.
TABLE DES MATIERES
RESUME page 3
1. PROBLEME POSE 7
2. DONNEES DISPONIBLES 9
3. SIMULATION HYDRODYNAMIQUE 11
3.1. - Données générales sur la modélisation hydrodynamique 11
3.2. - Données générales sur la modélisation thermique 11
4. RESULTATS DES SIMULATIONS 13
4.1. - Hypothèse 1 : Prélèvement sur cinq ouvrages dans le remblai 13et rejet on mer
4.1.1. - Simulation hydrodynamique 13
4.1.2. - Simulation thermique 14
4.1.3. - Conclusion 14
4.2. - Hypothèse 2 : Prélèvement du débit sur un ouvrage central 15et réinjection dans le remblai à proximité du rivage
4.2.1. - Remarque préliminaire 15
4.2.2. - Simulation hydrodynamique 15
4.2.3. - Simulation thermique 15
4.2.4. - Conclusion 17
5. CONCLUSION GENERALE 19
LISTE DES FIGURES
1. Plan de situation à 1/25 000.
2. Variations de température de l'eau pompée - Hypothèse 1.
3. Variations de température de l'eau pompée - Hypothèse 2.
LISTE DES PLANCHES
1. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - Hypothèse 1.
2. Simulation thermique - Temps de transit mer - Forages - Hypothèse 1.
3. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - HYpothèse 2.
TABLE DES MATIERES
RESUME page 3
1. PROBLEME POSE 7
2. DONNEES DISPONIBLES 9
3. SIMULATION HYDRODYNAMIQUE 11
3.1. - Données générales sur la modélisation hydrodynamique 11
3.2. - Données générales sur la modélisation thermique 11
4. RESULTATS DES SIMULATIONS 13
4.1. - Hypothèse 1 : Prélèvement sur cinq ouvrages dans le remblai 13et rejet on mer
4.1.1. - Simulation hydrodynamique 13
4.1.2. - Simulation thermique 14
4.1.3. - Conclusion 14
4.2. - Hypothèse 2 : Prélèvement du débit sur un ouvrage central 15et réinjection dans le remblai à proximité du rivage
4.2.1. - Remarque préliminaire 15
4.2.2. - Simulation hydrodynamique 15
4.2.3. - Simulation thermique 15
4.2.4. - Conclusion 17
5. CONCLUSION GENERALE 19
LISTE DES FIGURES
1. Plan de situation à 1/25 000.
2. Variations de température de l'eau pompée - Hypothèse 1.
3. Variations de température de l'eau pompée - Hypothèse 2.
LISTE DES PLANCHES
1. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - Hypothèse 1.
2. Simulation thermique - Temps de transit mer - Forages - Hypothèse 1.
3. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - HYpothèse 2.
échelle I /25000
Fig. 1
PLAN DE SITUATION
82 SCN 328 PAC
PROBLEME POSE
L'étude des besoins thermiques effectuée par la SETEC pour le chauffage
et la climatisation des locaux édifiés sur le terre plein de FONTVIELLE à
Monaco, a montré l'intérêt d'une solution par pompe à chaleur fonctionnant
à partir d'une source froide constituée soit par les eaux baignant le rem¬
blai mis en place, soit à partir de l'eau de mer.
Les débits nécessaires ont été estimés a priori à 460 m3/h
environ.
L'utilisation des eaux puisées dans le remblai perméable permettrait
d'éviter :
- la mise en place toujours délicate d'ouvrages de puisage en mer.
- une filtration des eaux prélevées et la lutte contre le colmatage des
prises par les organismes marins.
- les fluctuations rapides et d'amplitude parfois importante de température
de l'eau utilisée.
Dans cette hypothèse deux types de solution peuvent être envisagés :
- pompage dans le remblai et rejet en mer des débits utilisés.
- pompage et réinjection dans le remblai des débits nécessaires au fonction¬
nement des installations.
L'adoption de l'une ou l'autre de ces deux solutions implique la vérifi¬
cation préalable par le calcul :
- que les modifications hydrodynamiques apportées (modifications du niveau
piézométrique) ne seront pas susceptibles d' engendrer des désordres géo¬
techniques (tassements différentiels par exemple).
PROBLEME POSE
L'étude des besoins thermiques effectuée par la SETEC pour le chauffage
et la climatisation des locaux édifiés sur le terre plein de FONTVIELLE à
Monaco, a montré l'intérêt d'une solution par pompe à chaleur fonctionnant
à partir d'une source froide constituée soit par les eaux baignant le rem¬
blai mis en place, soit à partir de l'eau de mer.
Les débits nécessaires ont été estimés a priori à 460 m3/h
environ.
L'utilisation des eaux puisées dans le remblai perméable permettrait
d'éviter :
- la mise en place toujours délicate d'ouvrages de puisage en mer.
- une filtration des eaux prélevées et la lutte contre le colmatage des
prises par les organismes marins.
- les fluctuations rapides et d'amplitude parfois importante de température
de l'eau utilisée.
Dans cette hypothèse deux types de solution peuvent être envisagés :
- pompage dans le remblai et rejet en mer des débits utilisés.
- pompage et réinjection dans le remblai des débits nécessaires au fonction¬
nement des installations.
L'adoption de l'une ou l'autre de ces deux solutions implique la vérifi¬
cation préalable par le calcul :
- que les modifications hydrodynamiques apportées (modifications du niveau
piézométrique) ne seront pas susceptibles d' engendrer des désordres géo¬
techniques (tassements différentiels par exemple).
- que les températures de l'eau pompée seront compatibles avec les condi¬
tions de fonctionnement des installations. La proximité du milieu marin
soumis aux variations saisonnières de température dans la première solu¬
tion et l'effet de la réinjection d'eau froide en hiver et chaude en été
dans la seconde solution, sont en effet de nature à limiter ou compromettre
la faisabilité du projet.
Dans sa lettre du 23 Octobre 1981, la société FONTVIEILLE S . A . a.:.chargé
le Service Géologique Régional Provence Alpes Côte d'Azur du Bureau de Recher¬
ches Géologiques et Minières de réaliser conformément au projet 81. 58. PR
modifié en date du 3 Août 1981 :
- l'étude de la répartition des modifications piézométriques induites dans
le remblai par les pompages. Ces indications seront utiles à
l'organisme chargé des études de sol à qui iî appartiendra d'estimer l'inci¬
dence éventuelle sur les fondations et la stabilité du remblai.
- l'étude de faisabilité thermique du projet vis à vis des fluctuations
naturelles ou provoquées de température de l'eau pompée pour les besoins
des installations.
Les résultats relatifs aux hypothèses envisageas ont été communiqués à
SETEC B.ATIMENT dès leur obtention. Une note résumant les résultats de la
première hypothèse prise en compte a été établie et adressée à SETEC en
Février 1982.
Le présent rapport a pour objet de rendre compte de l'ensemble des
résultats obtenus.
- que les températures de l'eau pompée seront compatibles avec les condi¬
tions de fonctionnement des installations. La proximité du milieu marin
soumis aux variations saisonnières de température dans la première solu¬
tion et l'effet de la réinjection d'eau froide en hiver et chaude en été
dans la seconde solution, sont en effet de nature à limiter ou compromettre
la faisabilité du projet.
Dans sa lettre du 23 Octobre 1981, la société FONTVIEILLE S . A . a.:.chargé
le Service Géologique Régional Provence Alpes Côte d'Azur du Bureau de Recher¬
ches Géologiques et Minières de réaliser conformément au projet 81. 58. PR
modifié en date du 3 Août 1981 :
- l'étude de la répartition des modifications piézométriques induites dans
le remblai par les pompages. Ces indications seront utiles à
l'organisme chargé des études de sol à qui iî appartiendra d'estimer l'inci¬
dence éventuelle sur les fondations et la stabilité du remblai.
- l'étude de faisabilité thermique du projet vis à vis des fluctuations
naturelles ou provoquées de température de l'eau pompée pour les besoins
des installations.
Les résultats relatifs aux hypothèses envisageas ont été communiqués à
SETEC B.ATIMENT dès leur obtention. Une note résumant les résultats de la
première hypothèse prise en compte a été établie et adressée à SETEC en
Février 1982.
Le présent rapport a pour objet de rendre compte de l'ensemble des
résultats obtenus.
DONNEES DISPONIBLES
2.1. - L'étude hydrodynamique a été effectuée sur la base de l'analyse des
essais de perméabilité effectuée par SETEC et résumée dans le dossier
n° 5627/2000. Ainsi en accord avec SETEC BATIMENT, les hypothèses suivantes
ont été adoptées :
- substratum marneux ou toit des sables d'Imperia considéré comme imperméa¬
ble.
_2- perméabilité des galets de Fos et des remblais pierreux K = 10 m/s.
- perméabilité des remblais ordinaires, tout venant de carrière et concassés,-3remblais ordinaires plus ou moins compactés : K = 10 m/s.
- perméabilité du tout venant de carrière sélectionné mis en place à l'arrière
des enrochements : K = 10~ m/s.
La géométrie fort complexe de la répartition des différents types de
matériau mis en place, déduite des coupes schématiques communiquées par
SETEC a dû faire l'objet de simplifications en vue de la modélisation. Ainsi
n'ont été pris en compte que les horizons de perméabilité 10 m/s en bordure_2
des enrochements et des quais . et ceux à 10 m/s pour les galets de Fos et
les remblais pierreux.
Les horizons les moins perméables ont été considérés comme imperméables.
Ceci nous place dans des conditions légèrement pessimistes vis à vis des
modifications piézométriques engendrées par les pompages^ ce qui va dans le
sens de la sécurité.
2.2. - En ce qui concerne les données thermiques, les données transmises
initialement portaient sur les températures de l'eau de mer mesurées à
1 mètre de la surface dans le port de Monaco. Après un contact établi par
DONNEES DISPONIBLES
2.1. - L'étude hydrodynamique a été effectuée sur la base de l'analyse des
essais de perméabilité effectuée par SETEC et résumée dans le dossier
n° 5627/2000. Ainsi en accord avec SETEC BATIMENT, les hypothèses suivantes
ont été adoptées :
- substratum marneux ou toit des sables d'Imperia considéré comme imperméa¬
ble.
_2- perméabilité des galets de Fos et des remblais pierreux K = 10 m/s.
- perméabilité des remblais ordinaires, tout venant de carrière et concassés,-3remblais ordinaires plus ou moins compactés : K = 10 m/s.
- perméabilité du tout venant de carrière sélectionné mis en place à l'arrière
des enrochements : K = 10~ m/s.
La géométrie fort complexe de la répartition des différents types de
matériau mis en place, déduite des coupes schématiques communiquées par
SETEC a dû faire l'objet de simplifications en vue de la modélisation. Ainsi
n'ont été pris en compte que les horizons de perméabilité 10 m/s en bordure_2
des enrochements et des quais . et ceux à 10 m/s pour les galets de Fos et
les remblais pierreux.
Les horizons les moins perméables ont été considérés comme imperméables.
Ceci nous place dans des conditions légèrement pessimistes vis à vis des
modifications piézométriques engendrées par les pompages^ ce qui va dans le
sens de la sécurité.
2.2. - En ce qui concerne les données thermiques, les données transmises
initialement portaient sur les températures de l'eau de mer mesurées à
1 mètre de la surface dans le port de Monaco. Après un contact établi par
10
SETEC avec I5. Centre scientifique de Monaco, 1 'hypothèse suivante plus
réaliste a été adoptée pour les calculs :
- température hivernale : + 13°C
- température estivale : température de surface diminuée de 0,1°C par mètre
de profondeur.
2.3. - Les hypothèses suivantes ont été adoptées pour le régime d'utilisa¬
tion des ouvrages de captage au débit nominal :
- climatisation : 2 mois (Juillet - Août)
- chauffage : 6 mois (de Novembre à Avril)
En dehors de ces périodes, les ouvrages ont été considérés comme au
repos.
10
SETEC avec I5. Centre scientifique de Monaco, 1 'hypothèse suivante plus
réaliste a été adoptée pour les calculs :
- température hivernale : + 13°C
- température estivale : température de surface diminuée de 0,1°C par mètre
de profondeur.
2.3. - Les hypothèses suivantes ont été adoptées pour le régime d'utilisa¬
tion des ouvrages de captage au débit nominal :
- climatisation : 2 mois (Juillet - Août)
- chauffage : 6 mois (de Novembre à Avril)
En dehors de ces périodes, les ouvrages ont été considérés comme au
repos.
11
SIMULATION HYDRODYNAMIQUE
3.1. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION HYDRODYNAMIQUE
Les simulations ont été effectuées en régime permanent, cette hypo¬
thèse est justifiée par la proximité immédiate de limites de réalimentation
que constitue le rivage.
Le domaine simulé couvre l'ensemble de la plateforme de Fontvieille
et de Cap d'Ail afin de ne pas introduite de limite arbitraire non justi¬
fiable à l'examen des coupes géologiques. Le domaine simulé est donc fermé
par des limites naturelles. Au Nord-Ouest une limite de type imperméable a
été adoptée.
La discrétisation a été effectuée en mailles carrées de dimension
uniforme de 12,7 mètres de côté.
Les paramètres nécessaires à la simulation sont les suivants :
- distribution des perméabilités
- cote NGF du substratum considéré comme imperméable
- cote NGF du toit de l'aquifère (base des remblais ordinaires compactés)
- piézométrie initiale qui a été prise au zéro NGF (niveau marin)
- distribution des débits prélevés ou réinjectés
3.2. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION THERMIQUE
Deux modèles ont été successivement mis en oeuvre pour réaliser une
approche simplifiée du problème :
* Un premier modèle, semi-analytique, comportant deux limites orthogonales
calées sur le rivage. Le rôle d'alimentation de ces limites a été pris en
compte par la définition de points images (symétriques par rapport aux limites
des puits simulés).
11
SIMULATION HYDRODYNAMIQUE
3.1. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION HYDRODYNAMIQUE
Les simulations ont été effectuées en régime permanent, cette hypo¬
thèse est justifiée par la proximité immédiate de limites de réalimentation
que constitue le rivage.
Le domaine simulé couvre l'ensemble de la plateforme de Fontvieille
et de Cap d'Ail afin de ne pas introduite de limite arbitraire non justi¬
fiable à l'examen des coupes géologiques. Le domaine simulé est donc fermé
par des limites naturelles. Au Nord-Ouest une limite de type imperméable a
été adoptée.
La discrétisation a été effectuée en mailles carrées de dimension
uniforme de 12,7 mètres de côté.
Les paramètres nécessaires à la simulation sont les suivants :
- distribution des perméabilités
- cote NGF du substratum considéré comme imperméable
- cote NGF du toit de l'aquifère (base des remblais ordinaires compactés)
- piézométrie initiale qui a été prise au zéro NGF (niveau marin)
- distribution des débits prélevés ou réinjectés
3.2. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION THERMIQUE
Deux modèles ont été successivement mis en oeuvre pour réaliser une
approche simplifiée du problème :
* Un premier modèle, semi-analytique, comportant deux limites orthogonales
calées sur le rivage. Le rôle d'alimentation de ces limites a été pris en
compte par la définition de points images (symétriques par rapport aux limites
des puits simulés).
12
25">
Ce modèle a permis d'établir le tracé des lignes de courant avec cal¬
cul du temps de transfert des fronts thermiques ainsi que la réponse indi¬
cielle de chaque ouvrage à un échelon unitaire de variation de température
de l'eau de mer (1° C).
* Un second modèle, de convolution, fonctionnant à partir des réponses indi¬
cielles déterminées ci-dessus, a permis de calculer les fluctuations thermi¬
ques dans les ouvrages simulés. Le calcul a été effectué en considérant les
fluctuations moyennes de température de l'eau de mer à proximité des digueb
pour une profondeur de 15 à 25 m qui correspond à la zone moyenne de réali¬
mentation.
Fig. 2. VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 1
120 240 360 480 600
12
25">
Ce modèle a permis d'établir le tracé des lignes de courant avec cal¬
cul du temps de transfert des fronts thermiques ainsi que la réponse indi¬
cielle de chaque ouvrage à un échelon unitaire de variation de température
de l'eau de mer (1° C).
* Un second modèle, de convolution, fonctionnant à partir des réponses indi¬
cielles déterminées ci-dessus, a permis de calculer les fluctuations thermi¬
ques dans les ouvrages simulés. Le calcul a été effectué en considérant les
fluctuations moyennes de température de l'eau de mer à proximité des digueb
pour une profondeur de 15 à 25 m qui correspond à la zone moyenne de réali¬
mentation.
Fig. 2. VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 1
120 240 360 480 600
13
RESULTATS DES SIMULATIONS
Deux hypothèses ont été envisagées successivement. La première corres¬
pond à un prélèvement des débits nécessaires dans les horizons perméables
du remblai avec rejet en mer des débits après utilisation pour le chauffage
et la climatisation. Le prélèvement est effectué sur cinq ouvrages répar¬
tis suivant les besoins et les possibilités sur la plateforme.
Le second correspond à un prélèvement sur un ouvrage unique des débits,
cet ouvrage a été implanté le plus loin possible du rivage. Le rejet ne se
fait plus en mer mais par réinjection au sein du remblai à proximité des
digues.
4.1. - HYPOTHESE 1 : PRELEVEMENT SUR CINQ OUVRAGES DANS LE REMBLAI ET REJET
EN MER
4.1.1. - Simulation hydrodynamique
Les débits prélevés sur les cinq ouvrages sont compris entre 60 et
140 m3/h, leur répartition est la suivante :
Pl = 80 m3/h P4 = 140 m3/h
P2 = 60 m3/h P5 = 80 m3/h
P3 = 100 m3/h
Leur implantation définie par SETEC BATIMENT est donnée sur la planche
n° 1 en annexe.
Les résultats de la simulation montrent que les abaissements provoqués
par les pompages sont très faibles puisqu'ils n'excèdent pas 0,2 m sur la
maille située au droit du P4 où un débit de 140 m3/h est prélevé. Les courbes
d'égal abaissement obtenues au cours de cette simulation sont reportées sur
la planche n" 1 donnée en annexe.
13
RESULTATS DES SIMULATIONS
Deux hypothèses ont été envisagées successivement. La première corres¬
pond à un prélèvement des débits nécessaires dans les horizons perméables
du remblai avec rejet en mer des débits après utilisation pour le chauffage
et la climatisation. Le prélèvement est effectué sur cinq ouvrages répar¬
tis suivant les besoins et les possibilités sur la plateforme.
Le second correspond à un prélèvement sur un ouvrage unique des débits,
cet ouvrage a été implanté le plus loin possible du rivage. Le rejet ne se
fait plus en mer mais par réinjection au sein du remblai à proximité des
digues.
4.1. - HYPOTHESE 1 : PRELEVEMENT SUR CINQ OUVRAGES DANS LE REMBLAI ET REJET
EN MER
4.1.1. - Simulation hydrodynamique
Les débits prélevés sur les cinq ouvrages sont compris entre 60 et
140 m3/h, leur répartition est la suivante :
Pl = 80 m3/h P4 = 140 m3/h
P2 = 60 m3/h P5 = 80 m3/h
P3 = 100 m3/h
Leur implantation définie par SETEC BATIMENT est donnée sur la planche
n° 1 en annexe.
Les résultats de la simulation montrent que les abaissements provoqués
par les pompages sont très faibles puisqu'ils n'excèdent pas 0,2 m sur la
maille située au droit du P4 où un débit de 140 m3/h est prélevé. Les courbes
d'égal abaissement obtenues au cours de cette simulation sont reportées sur
la planche n" 1 donnée en annexe.
14
4.1.2. - Simulation thermique
Le tracé des lignes de courant avec indication des temps de transfert
des fronts thermiques depuis le rivage jusqu'aux puits de pompage est donné
sur la planche n° 2 en annexe.
La convolution des réponses individuell'ss effectuée pour hhaque ouvrage
compte tenu des variations de température de l'eau de mer adoptées dans la
simulation a pex-mis le calcul des fluctuations thermiques dans les différents
ouvrages de pompage. Les résultats sont résumés sous forme de graphique
donné en fig. 2.
Ces résultats appellent les commentaires suivants :
- les fluctuations thermiques de l'eau pompée sont très peu amorties dans
les ouvrages proches du rivage tels que Pl et P2. Dans le puits Pl, qui
est atteint en moins d'une semaine par les ondes thermiques, la tempéra¬
ture croît jusqu'à .C2° C en fin de mois d'Août et descend au dessous de
13,5° C dès le mois de Janvier pour se stabiliser ensu.'i.te vers 13° C.
Si ces températures restent acceptables pour une utilisation en
chauffage, elles sont difficilement compatibles avec une utilisation en
période de climatisation.
Par contre, la température reste comprise entre 15° C et 14° C pendant
tout l'hiver au puits P4 qui bénéficie d'un déphasage de 41 jours. Elle ne
dépasse pas 14,6° C en été comme l'indiquent les fluctuations thermiques
du troisième cycle d'utilisation des installations au cours duquel un
régime stabilisé est atteint.
4.1.3. - Conclusion
Si du point de vue hydrodynamique la configuration étudiée parait a
priori ne devoir poser aucun problème en raison des faibles abaissements
calculés, il semble souhaitable, pour des raisons thermiques, d'accroître
la distance d'implantation des puits par rapport aux digues. Une implanta¬
tion des ouvrages plus centrale, à une distance du rivage de l'ordre de 250 m
par exemple, devrait conduire à observer des déphasages thermiques de l'ordre
de 2,5 à 3 mois, nettement plus favorables pour l'exploitation.
14
4.1.2. - Simulation thermique
Le tracé des lignes de courant avec indication des temps de transfert
des fronts thermiques depuis le rivage jusqu'aux puits de pompage est donné
sur la planche n° 2 en annexe.
La convolution des réponses individuell'ss effectuée pour hhaque ouvrage
compte tenu des variations de température de l'eau de mer adoptées dans la
simulation a pex-mis le calcul des fluctuations thermiques dans les différents
ouvrages de pompage. Les résultats sont résumés sous forme de graphique
donné en fig. 2.
Ces résultats appellent les commentaires suivants :
- les fluctuations thermiques de l'eau pompée sont très peu amorties dans
les ouvrages proches du rivage tels que Pl et P2. Dans le puits Pl, qui
est atteint en moins d'une semaine par les ondes thermiques, la tempéra¬
ture croît jusqu'à .C2° C en fin de mois d'Août et descend au dessous de
13,5° C dès le mois de Janvier pour se stabiliser ensu.'i.te vers 13° C.
Si ces températures restent acceptables pour une utilisation en
chauffage, elles sont difficilement compatibles avec une utilisation en
période de climatisation.
Par contre, la température reste comprise entre 15° C et 14° C pendant
tout l'hiver au puits P4 qui bénéficie d'un déphasage de 41 jours. Elle ne
dépasse pas 14,6° C en été comme l'indiquent les fluctuations thermiques
du troisième cycle d'utilisation des installations au cours duquel un
régime stabilisé est atteint.
4.1.3. - Conclusion
Si du point de vue hydrodynamique la configuration étudiée parait a
priori ne devoir poser aucun problème en raison des faibles abaissements
calculés, il semble souhaitable, pour des raisons thermiques, d'accroître
la distance d'implantation des puits par rapport aux digues. Une implanta¬
tion des ouvrages plus centrale, à une distance du rivage de l'ordre de 250 m
par exemple, devrait conduire à observer des déphasages thermiques de l'ordre
de 2,5 à 3 mois, nettement plus favorables pour l'exploitation.
15
4.2. - HYPOTHESE 2 - PRELEVEMENT DU DEBIT SUR UN OUVRAGE CENTRAL ET REINJEC¬
TION DANS LE REMBLAI A PROXIMITE DU RIVAGE
4.2.1. - Remarque préliminaire
Cette hypothèse ne correspond pas nécessairement dans la pratique à la
réalisation d' ouvrages de prélèvement et de rejet uniques mais elle peut
être considérée comme représentative d'ouvrages multiples suffisamment
proches les uns des autres constituant des groupes assimilables aux 2
éléments d'un doublet.
4.2.2. - Simulation hydrodynamique
L'implantation des ouvrages de pompage et de rejet, effectuée en concer¬
tation avec SETEC, est donnée sur la planche n° 3 donnée en annexe.
Le calcul montre que le rabattement le plus fort est obtenu sur la
maille sur laquelle le débit de pompage (460 m3/h) a été imposé et où il
atteint 0,55 m.
En ce qui concerne le puits de réinjection, compte tenu de la proximité
du rivage et de l'adoption sur ce site d'une perméabilité élevée en raison de
la nature du remblai, le relèvement dû à la réinjection du débit de fonction¬
nement reste inférieur à 0,1 m.
La répartition des abaissements calculés sur l'ensemble de la plateforme
est donnée par les courbes reportées sur la planche n° 3 en annexe.
4.2.3. - Simulation thermique
Les calculs effectués conduisent à des résultats nettement plus favo¬
rables pour l'exploitation. Le temps de percée du front thermique le plus
court est en effet de 41 jours.
Au cours de la phase de climatisation, la température de l'eau pompée
ne varie guère que d'un degré environ et reste inférieure à 15° C.
Les variations sont par contre un peu plus importantes lors de la
phase de chauffage avec toutefois une température qui reste supérieure à
15° C pendant trois mois environ.
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4.2. - HYPOTHESE 2 - PRELEVEMENT DU DEBIT SUR UN OUVRAGE CENTRAL ET REINJEC¬
TION DANS LE REMBLAI A PROXIMITE DU RIVAGE
4.2.1. - Remarque préliminaire
Cette hypothèse ne correspond pas nécessairement dans la pratique à la
réalisation d' ouvrages de prélèvement et de rejet uniques mais elle peut
être considérée comme représentative d'ouvrages multiples suffisamment
proches les uns des autres constituant des groupes assimilables aux 2
éléments d'un doublet.
4.2.2. - Simulation hydrodynamique
L'implantation des ouvrages de pompage et de rejet, effectuée en concer¬
tation avec SETEC, est donnée sur la planche n° 3 donnée en annexe.
Le calcul montre que le rabattement le plus fort est obtenu sur la
maille sur laquelle le débit de pompage (460 m3/h) a été imposé et où il
atteint 0,55 m.
En ce qui concerne le puits de réinjection, compte tenu de la proximité
du rivage et de l'adoption sur ce site d'une perméabilité élevée en raison de
la nature du remblai, le relèvement dû à la réinjection du débit de fonction¬
nement reste inférieur à 0,1 m.
La répartition des abaissements calculés sur l'ensemble de la plateforme
est donnée par les courbes reportées sur la planche n° 3 en annexe.
4.2.3. - Simulation thermique
Les calculs effectués conduisent à des résultats nettement plus favo¬
rables pour l'exploitation. Le temps de percée du front thermique le plus
court est en effet de 41 jours.
Au cours de la phase de climatisation, la température de l'eau pompée
ne varie guère que d'un degré environ et reste inférieure à 15° C.
Les variations sont par contre un peu plus importantes lors de la
phase de chauffage avec toutefois une température qui reste supérieure à
15° C pendant trois mois environ.
Rg. 3 _ VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 2
20*
«
ae
I5<
10*
N D J M Av. Juil
7^ ^
J F M Av. J
/\
0 J F
o>
fS r- o I
Rg. 3 _ VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 2
20*
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N D J M Av. Juil
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J F M Av. J
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Le graphique donné en figure 3 donne les variations de température
au puits de pompage : l'onde chaude arrive au début de l'hiver et l'essen¬
tiel de l'onde froide seulement au printemps.
4.2.4. - Conclusion
Cette dernière hypothèse conduit à des résultats thermiques nettement
plus favorables que ceux obtenus pour l'hypothèse précédente :
en effet, le déphasage entre les besoins de chaleur et de froid et l'arrivée
des ondes thermiques est tel que l'on disposera d'une eau légèrement plus
froide pour assurer la climatisation et d'une eau à température supérieure
à la normale pendant la saison de chauffage.
Du point de vue hydrodynamique, les abaissements restent faibles
puisqu'ils ne dépassent guère 0,5 mètres sur la maille de prélèvement.
Le gonflement dû à la réinjection est très faible (de l'ordre de 0,1 m)
en raison de la proximité du rivage.
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Le graphique donné en figure 3 donne les variations de température
au puits de pompage : l'onde chaude arrive au début de l'hiver et l'essen¬
tiel de l'onde froide seulement au printemps.
4.2.4. - Conclusion
Cette dernière hypothèse conduit à des résultats thermiques nettement
plus favorables que ceux obtenus pour l'hypothèse précédente :
en effet, le déphasage entre les besoins de chaleur et de froid et l'arrivée
des ondes thermiques est tel que l'on disposera d'une eau légèrement plus
froide pour assurer la climatisation et d'une eau à température supérieure
à la normale pendant la saison de chauffage.
Du point de vue hydrodynamique, les abaissements restent faibles
puisqu'ils ne dépassent guère 0,5 mètres sur la maille de prélèvement.
Le gonflement dû à la réinjection est très faible (de l'ordre de 0,1 m)
en raison de la proximité du rivage.
19
C O- N, C L U S I O N GENERALE
Les simulations hydrodynamiques effectuées montrent que les abaissements
dûs aux pompages restent faibles dans les deux hypothèses. Ils sont d'autant
plus faibles que les ouvrages de prélèvement sont situés à proximité du rivage,
Une telle configuration n'est toutefois pas envisageable pour une exploi¬
tation dans les conditions les meilleures du point de vue thermique. Les
simulations ont en effet montré que les temps de percée des fronts thermiques
étaient d'autant plus courts qu'on se rapprochait des digues et que les fluc¬
tuations de température de l'eau de mer étaient d'autant mieux ressenties sur
les ouvrages de pompage.
Il conviendrait donc de s'orienter vers des prélèvements aussi centraux
que possible par rapport aux limites de la plateforme. Par contre, en ce qui
concerne les ouvrages de réinjection, si cette hypothèse était retenue, il y
aurait lieu de les implanter à proximité du rivage pour limiter la remontée
du niveau d'eau dans le remblai.
Il convient enfin de rappeler qu'un certain nombre d'hypothès<è ont dû
être formulées pour la réalisation de la présente étude notamment en ce qui
concerne :
- les valeurs de perméabilité qui résultent d'essais ponctuels parfois mal
adaptés à la valeur des paramètres mesurés.
- la répartition de ces perméabilités qui a été faite d'après les coupes
schématiques des remblais mis en place et en supposant ces perméabilités
homogènes au sein d'une même formation.
- la géométrie des réservoirs qui a dû être simplifiée pour pouvoir être
représentée sans trop alourdir les outils de calcul.
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C O- N, C L U S I O N GENERALE
Les simulations hydrodynamiques effectuées montrent que les abaissements
dûs aux pompages restent faibles dans les deux hypothèses. Ils sont d'autant
plus faibles que les ouvrages de prélèvement sont situés à proximité du rivage,
Une telle configuration n'est toutefois pas envisageable pour une exploi¬
tation dans les conditions les meilleures du point de vue thermique. Les
simulations ont en effet montré que les temps de percée des fronts thermiques
étaient d'autant plus courts qu'on se rapprochait des digues et que les fluc¬
tuations de température de l'eau de mer étaient d'autant mieux ressenties sur
les ouvrages de pompage.
Il conviendrait donc de s'orienter vers des prélèvements aussi centraux
que possible par rapport aux limites de la plateforme. Par contre, en ce qui
concerne les ouvrages de réinjection, si cette hypothèse était retenue, il y
aurait lieu de les implanter à proximité du rivage pour limiter la remontée
du niveau d'eau dans le remblai.
Il convient enfin de rappeler qu'un certain nombre d'hypothès<è ont dû
être formulées pour la réalisation de la présente étude notamment en ce qui
concerne :
- les valeurs de perméabilité qui résultent d'essais ponctuels parfois mal
adaptés à la valeur des paramètres mesurés.
- la répartition de ces perméabilités qui a été faite d'après les coupes
schématiques des remblais mis en place et en supposant ces perméabilités
homogènes au sein d'une même formation.
- la géométrie des réservoirs qui a dû être simplifiée pour pouvoir être
représentée sans trop alourdir les outils de calcul.
20
Les approximations s'appliquent tant aux simulations hydrodynamiques
que thermiques et conduisent à considérer les résultats énoncés comme des
ordres de grandeur qui ont permis néanmoins de comparer les avantages et les
inconvénients des deux hypothèses formulées pour l'exploitation.
Il conviendra de vérifier que ces hypothèses restent valables après le
creusement des premiers ouvrages et la réalisation d'essais de production dt
longue durée.
Signalons que l'importance des débits à exploiter et à réinjecter nécessi¬
tera des conditions de forage et d'équipement des ouvrages particulièrement
soignées, et qu'il appartiendra de bien contrôler afin qu'on ait toute garantie
sur leur qualité et leur pérennité.
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Les approximations s'appliquent tant aux simulations hydrodynamiques
que thermiques et conduisent à considérer les résultats énoncés comme des
ordres de grandeur qui ont permis néanmoins de comparer les avantages et les
inconvénients des deux hypothèses formulées pour l'exploitation.
Il conviendra de vérifier que ces hypothèses restent valables après le
creusement des premiers ouvrages et la réalisation d'essais de production dt
longue durée.
Signalons que l'importance des débits à exploiter et à réinjecter nécessi¬
tera des conditions de forage et d'équipement des ouvrages particulièrement
soignées, et qu'il appartiendra de bien contrôler afin qu'on ait toute garantie
sur leur qualité et leur pérennité.