Comment mener à bien un projet de géothermie energie... · Comment mener à bien un projet de...

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Bureau d’études écorce

Constance UYTTEBROUCK

Entreprise Geo-Green

Jacques VERCRUYSSE

Comment mener à bien un projet de géothermie ?De l’importance de la collaboration entre bureau d’études et entreprise spécialisée

17 Novembre 2015

Présentation du 17 novembre 2015

PLAN

INTRODUCTION

PROCEDURE ET ETUDES

EXEMPLES DE REALISATIONS

CONCLUSION

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INTRODUCTION3

GEOTHERMIEBE :

BATIMENT

THERMIQUE

EN :

TERRAIN

GEOLOGIE


PLAN

INTRODUCTION

PROCEDURE ET ETUDES


CONCLUSION

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3


PROCEDURE ET ETUDES5

Potentiel géothermique du site ?

Besoins de chaleur (et de froid) ?

Choix du système géothermique ?

Permis d’environnement

(Test de réponse thermique)

Placement des sondes

Raccordement à la PAC et mise

en route

Etudes (hydro)géologiques

Etudes thermiques/puissances

Conception de l’installation

Formalités administratives

Sonde test et simulation

Exécution

Exploitation


PROCEDURE ET ETUDES6

Etudes géologique et hydrogéologique (EN)

● Couches géologiques ?

N Outils : cartes géologique, hydrogéologique, géotechnique, archives

géologiques, outil web SmartGeotherm

● But : potentiel géothermique à disposition pour la production de chaleur et/ou

de froid

● Géologie : caractéristiques thermiques selon la lithologie ;

N BE : 25 à 75 W/m

N Précision nécessaire, y compris des zones à risques

● Hydrogéologie

N Nappes d’eau souterraines : grande capacité thermique si gradient

hydraulique (+10 à 50%)

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PROCEDURE ET ETUDES

● Rôle du géologue :

N étude des paramètres et

intégration au

dimensionnement du

système géothermique

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Type de sol λ [W/mK] P. extraction

(W/m)

Sable sec 0.4 < 25

Sable saturé 2.4 60

Argile sec 0.5 25

Argile humide 1.7 35

Calcaires 2.8 55

Grès 2.3 60

Schistes 2.2 50

Quarzites 6 70

RBC/RF 1.8 40

Ardennes 3.5 60

Caractéristiques thermiques des différents types de sol


PROCEDURE ET ETUDES

Etudes thermiques (BE) :

● Définition des besoins en énergie pour le chauffage

N Simulation statique - PHPP

N Bilan énergétique statique des déperditions et des apports• Résultats : besoins annuels pour le chauffage

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14,60

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Déperditions Apports

Besoins en énergie dechauffage

Apports solaires

Apports internes

Pertes par infiltrations

Pertes par ventilation

Pertes par transmission

Bilan énergétique du projet Donderberg (exemple 1)

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PROCEDURE ET ETUDES

Définition des besoins de refroidissement

● Simulation thermique dynamique

N Estimation du confort dans chaque zone (température, humidité)

N Simulation proche des conditions d’utilisation réelles

● Objectif de confort : Tin>25°C < 5% du temps d’occupation

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Distribution des températures pour le projet Meusinvest


PROCEDURE ET ETUDES

Etude de faisabilité des systèmes

● Outil d’aide à la décision pour le MO

N Paramètres techniques, économiques et environnementaux

● Géothermie :

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+ -

COP >> € >>

Faisabilité technique Démarches administratives

Polluants rejetés Bâtiments peu performants

Energie gratuite << T° (CH) - >> T° (FR)

Utilisation réversible

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PROCEDURE ET ETUDES

Calcul des puissances et choix de la machine

● Puissance de chauffage

N Calcul des déperditions sur l’ensemble du bâtiment et local par local

● Puissance de refroidissement

N Via la simulation dynamique de préférence

● Choix de la technologie :

N PAC fonctionnant en chaud uniquement

N PAC et échangeur de chaleur pour le géocooling

N PAC réversible

N PAC et machine frigorifique

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Exemple : PAC et machine frigorifique - Source : geothermie.ch


PROCEDURE ET ETUDES

Conception de l’installation selon :

● Demande chaud/froid (BE)

● Potentiel géothermique (EN)

● Faisabilité technique (espace disponible,

accès aux machines,…)

● Type de sondes (double U, coaxiale, HDPE,

inox)

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Exemple d’implantation de sondes géothermiques

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PROCEDURE ET ETUDES

Test de Réponse Thermique (EN)

● But : caractéristiques

géothermiques exactes sur site

N Calibrage du

dimensionnement de grands

champs de sondes

N Garantie de résultat

● En pratique :

N eau chaude envoyée dans la

sonde pendant plusieurs

jours

N Enregistrement des T° in/out

● Résultats :

N Conductivité thermique λ[W/m.K]

N Résistance thermique

effective de la sonde Rb*

[K/(W/m²)]

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TRT : armoire de mesure et entrée de la sonde


PROCEDURE ET ETUDES

Vérification du dimensionnement des sondes après TRT éventuel (BE)

● Installation simple sans stockage et sans refroidissement : simulation statique

(logiciel EED)

● Installation plus conséquente avec refroidissement, système bivalent :

simulation dynamique (logiciel PileSim2)

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Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch

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PROCEDURE ET ETUDES

Vérification du dimensionnement des sondes (BE) : simulation dynamique (logiciel

PileSim2)

● Contraintes de dimensionnement :

N Température du fluide

N Couverture des besoins

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Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch


PROCEDURE ET ETUDES

Placement des sondes (EN)

● 2 méthodes classiques :

N Forage à l’eau dans les terrains meubles ;

N Forage au marteau fond de trou dans la roche.

● Variante en développement : vibro-fonçage dans les terrains meubles

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Photos de chantier : forage oblique – raccordement des sondes au collecteur

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PROCEDURE ET ETUDES

Raccordement (EN) et exploitation (BE) :

● Raccordement des sondes au collecteur

● Vérification des éléments suivants :

N Pouvoir de dilatation des conduites en PE

N Type de collecteur

N Equilibrage des débits

N Purgeurs

N Vases d’expansion

N Eau glycolée

N Circulateurs

N Prises de T° au niveau de la PAC (MONITORING)

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Photo de chantier : collecteur de sondes


PLAN

INTRODUCTION

PROCEDURE ET ETUDES


CONCLUSION

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EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG

Données du bâtiment (Design and Buid – AR : AAC – BE : écorce – EG : Gillion – EN : Geo-Green)

● Ecole maternelle et conciergerie de 2000 m²

N PASSIF et NZEB

N BATEX 2013 (RBC)

● Chauffage : BNEC < 15 kWh/m².an

● Refroidissement :

N Protections solaires + Surventilation nocturne

N Géocooling

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Ecole maternelle de Donderberg – vue extérieure



Principe de l’installation

● PAC + 8 sondes + Appoint (chaudière gaz à condensation)

● Puissance PAC = 50% Puissance selon la norme

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Ecole maternelle de Donderberg – schéma hydraulique

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● Rafraîchissement : Géocooling + batterie sur la ventilation

21

Ecole maternelle de Donderberg – schéma hydraulique



Implantation des sondes

● 2 x 4 sondes prof. 60m

● Réalisation d’un TRT pour confirmer

le dimensionnement

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Ecole maternelle de Donderberg – implantation des sondes

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EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE

Données du bâtiment (AR : DavLeb – BE : écorce – EN : Géo-green)

● Etude notariale passive (630 m²)

● Chauffage : BNEC < 15kWh/m².an

● Refroidissement :

N Surventilation nocturne/diurne + équipement performant

N Géocooling : rafraichissement via la ventilation hygiénique et des murs

rafraichissants

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Etude notariale à Bastogne – Elévation à rue


EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE24

Etude notariale à Bastogne – Schéma hydraulique


● PAC + 2 sondes (+ Appoint : résistance électrique)

● Dimensionnement : puissance de déperditions chauffage

● Distribution :

N Batterie sur GP/GE + réseau surfacique

● Régulation selon :

N T°ext

N T°pulsion

N T.A.

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EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE

Sondes géothermiques

● 2 x 120m

● Chantier toujours en cours…

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Etude notariale à Bastogne – Implantation des sondes


EXEMPLES DE REALISATIONS – SAINT-GILLES

Données du bâtiment (AR : ARTEMA – EN : Géo-green – EXP BATEX : écorce)

● Rénovation d’une maison en 2 appartements TBE + 1 appartement passif

N BATEX 2013 (RBC)

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Logements à Saint-Gilles – Vue extérieure

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EXEMPLES DE REALISATIONS – SAINT-GILLES

Principe de l’installation et implantation des sondes

● PAC + 2 sondes prof. 75m

27

Logements à Saint-Gilles – Implantation des sondes


PLAN

INTRODUCTION

PROCEDURE ET ETUDES


CONCLUSION

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15


CONCLUSION29

Pote

ntiel

Beso

ins

Syst

èm

e

PE

TR

T

Ex

écu

tion

Ex

plo

ita

tion

EN

BE BE

EN


?

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MERCI POUR VOTRE ATTENTION

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Journée romande de la géothermie - JRG15

Défis de faible à grande profondeur

24 novembre 2015, Yverdon-les-Bains

Pour sa 6e édition, la JRG vous propose un tour d'horizon des différents types de

géothermie par la présentation de cas concrets. De la sonde géothermique au

système EGS, en passant par les sondes profondes et l'exploitation hydrothermale,

venez vous informer sur des projets actuels suisses et étrangers tout en profitant

d'élargir votre réseau professionnel.

Plus d'informations sur géothermie.ch

Contact : [email protected]

http://geothermie.ch/index.php?p=agenda&id=362&l=fr

mailto:[email protected]

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