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

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1 Comment mener à bien un projet de géothermie? De l importance de la collaboration entre bureau d études et entreprise spécialisée 17 Novembre 2015 Bureau d études écorce Constance UYTTEBROUCK Entreprise Geo-Green Jacques VERCRUYSSE 2 PLAN INTRODUCTION EXEMPLES DE REALISATIONS CONCLUSION 1

2 3 INTRODUCTION BE : BATIMENT THERMIQUE GEOTHERMIE EN : TERRAIN GEOLOGIE 4 PLAN INTRODUCTION EXEMPLES DE REALISATIONS CONCLUSION 2

3 5 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 6 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%) 3

4 7 Rôle du géologue : N étude des paramètres et intégration au dimensionnement du système géothermique Type de sol λ [W/mK] P. extraction (W/m) Sable sec 0.4 < 25 Sable saturé Argile sec Argile humide Calcaires Grès Schistes Quarzites 6 70 RBC/RF Ardennes Caractéristiques thermiques des différents types de sol 8 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 ,60 Besoins en énergie de chauffage Apports solaires Apports internes Pertes par infiltrations Pertes par ventilation Pertes par transmission Déperditions Apports Bilan énergétique du projet Donderberg (exemple 1) 4

5 9 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 : T in >25 C < 5% du temps d occupation Distribution des températures pour le projet Meusinvest 10 Etude de faisabilité des systèmes Outil d aide à la décision pour le MO N Paramètres techniques, économiques et environnementaux Géothermie : + - COP >> >> Faisabilité technique Démarches administratives Polluants rejetés Bâtiments peu performants Energie gratuite << T (CH) - >> T (FR) Utilisation réversible 5

6 11 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 Exemple : PAC et machine frigorifique - Source : geothermie.ch 12 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) Exemple d implantation de sondes géothermiques 6

7 13 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 R b * [K/(W/m²)] TRT : armoire de mesure et entrée de la sonde 14 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) Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch 7

8 15 Vérification du dimensionnement des sondes (BE) : simulation dynamique (logiciel PileSim2) Contraintes de dimensionnement : N Température du fluide N Couverture des besoins Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch 16 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 Photos de chantier : forage oblique raccordement des sondes au collecteur 8

9 17 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) Photo de chantier : collecteur de sondes 18 PLAN INTRODUCTION EXEMPLES DE REALISATIONS CONCLUSION 9

10 19 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 Ecole maternelle de Donderberg vue extérieure 20 EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG Principe de l installation PAC + 8 sondes + Appoint (chaudière gaz à condensation) Puissance PAC = 50% Puissance selon la norme Ecole maternelle de Donderberg schéma hydraulique 10

11 21 EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG Principe de l installation Rafraîchissement : Géocooling + batterie sur la ventilation Ecole maternelle de Donderberg schéma hydraulique 22 EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG Implantation des sondes 2 x 4 sondes prof. 60m Réalisation d un TRT pour confirmer le dimensionnement Ecole maternelle de Donderberg implantation des sondes 11

12 23 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 N Surventilation nocturne/diurne + équipement performant Géocooling : rafraichissement via la ventilation hygiénique et des murs rafraichissants Etude notariale à Bastogne Elévation à rue 24 EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE Principe de l installation 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. Etude notariale à Bastogne Schéma hydraulique 12

13 25 EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE Sondes géothermiques 2 x 120m Chantier toujours en cours Etude notariale à Bastogne Implantation des sondes 26 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) Logements à Saint-Gilles Vue extérieure 13

14 27 EXEMPLES DE REALISATIONS SAINT-GILLES Principe de l installation et implantation des sondes PAC + 2 sondes prof. 75m Logements à Saint-Gilles Implantation des sondes 28 PLAN INTRODUCTION EXEMPLES DE REALISATIONS CONCLUSION 14

15 Potentiel Besoins Système PE TRT Exécution Exploitation CONCLUSION BE BE EN EN 30? 15

16 31 MERCI POUR VOTRE ATTENTION 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 : 16

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