LOT 12 bis SONDES GEOTHERMALES *********

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1 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 1 LOT 12 bis SONDES GEOTHERMALES ********* S O M M A I R E 10. GÉNÉRALITÉS Objet Consistance des travaux Limite des prestations PRESCRIPTIONS TECHNIQUES Documents de base Normes Origine des matériaux Opération de contrôle et essais Obligations diverses Garanties de l entrepreneur Limites de prestations DESCRIPTION DES OUVRAGES Géothermie Types de capteurs Espacement des capteurs Cheminement Dimensionnement des capteurs Installation des capteurs enterrés Remplissage Contrôles et essais Dossier de récolement 11 Schéma de principe 12

2 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page GÉNÉRALITÉS 11. Objet Le présent CCTP a pour but de décrire les travaux de sondes géothermales à réaliser pour assurer les besoins de chauffage d un pôle scolaire. 12. Consistance des travaux Les travaux, objet du présent lot, concernent notamment les prestations suivantes : Forages et sondes géothermales. Liaisons sondes/collecteurs. 13. Travaux, fournitures et prestations diverses à la charge du soumissionnaire Il sera prévu tous les ouvrages décrits au présent C.C.T.P. ainsi que ceux accessoires mais nécessaires à la finition suivant les règles de l art. Les prix comprendront la fourniture, le transport à pied d oeuvre des matériels et matériaux, leur déchargement et pose à toute hauteur, y compris les raccordements hydrauliques, aérauliques et électriques. Le soumissionnaire prendra obligatoirement à sa charge les travaux et prestations suivants : la protection des matériaux approvisionnés et des installations mises en place contre toutes dégradations ou vols pendant la durée des travaux, c est-à-dire jusqu à la réception provisoire des travaux, l amenée, l établissement et l enlèvement de tous les appareils, engins nécessaires à la réalisation et aux essais des installations, tous les appareils de manutention nécessaires à la réalisation de ses travaux, ainsi que les échafaudages, l enlèvement des gravas et déchets provenant de ses installations et leur transport à la décharge publique, le nettoyage de toutes les parties de l installation, le nettoyage des locaux salis durant les travaux par le personnel de l entreprise, tous les dispositifs nécessaires à la diminution du bruit et de la poussière lors du chantier (travaux dans bâtiment existant),

3 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page PRESCRIPTIONS TECHNIQUES 21. Documents de base - Normes L ensemble des prescriptions contenues dans les règlements et normes énumérées ci-dessous sont impératives et devront être observées. Dans le cas de contradictions entre le présent document et la réglementation en vigueur, l entrepreneur devra proposer la solution répondant aux normes. Si un changement de normalisation intervient en cours de travaux, il devra en faire part au Maître d'oeuvre qui prendra une décision en conséquence. Les matériaux mis en oeuvre et l exécution des travaux faisant partie de ce lot devront répondre aux prescriptions des documents ci-après : * Arrêté du 20 juin 1975, modifié par l arrêté du 7 décembre 1983, relatif à l équipement et à l exploitation des installations thermiques en vue de réduire la pollution atmosphérique et d économiser l énergie. * le Code du Travail * Règlement sanitaire départemental type. 22. Origine des matériaux Tout le matériel utilisé par l Entrepreneur du présent lot devra être neuf, de 1er choix et conforme au devis descriptif. L Entrepreneur devra soumettre au Maître d'oeuvre pour acceptation un échantillon des divers appareils et matériaux. Le Maître d Ouvrage se réserve la possibilité de mettre les appareillages à l essai pendant un certain temps. L ensemble du matériel devra porter le label N.F. En outre, les soumissionnaires indiqueront la provenance des différents matériels et remettront les documents techniques ou photographiques concernant ces matériels. Avec leur proposition, les soumissionnaires remettront un état indiquant la provenance des différents matériels ainsi que des documents techniques et photographiques se rapportant à ces matériels. 23. Opérations de contrôle et essais Contrôles Il sera procédé aux contrôles des matériaux et appareils de l installation tant en usine que sur le chantier et ceci avant mise en oeuvre Essais COPREC Ils répondront aux exigences du contrôle technique de type A spécifié par le document technique COPREC relatif à la police «DOMMAGES-OUVRAGES» chauffage conditionnement d air fluides spéciaux ventilation mécanique contrôlée. 24. Obligations diverses Pénalités Si les résultats ne sont pas satisfaisants, l Entrepreneur sera tenu d effectuer, à ses frais et dans un délai imparti par les Maîtres d'oeuvre, tous remplacements, modifications, réparations, adjonctions ou mises au point nécessaires, sans préjudice des indemnités éventuelles qui lui seront imputées. Après exécution complète des travaux imposés, il sera procédé à de nouveaux essais sur demande de l Entrepreneur. Si les résultats ne sont pas encore satisfaisants, l installation peut être refusée en tout ou en partie. L Entrepreneur sera alors tenu d enlever à ses frais, dans le délai qui lui sera fixé, les appareils et tuyauteries refusées et de payer les frais qui résulteraient de cette dépose.

4 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 4 Faute par lui de ne l avoir fait dans les délais donnés, il y sera procédé d office et à ses frais, après simple mise en demeure, et il devra restituer tous les acomptes reçus pour la partie refusée. L ensemble des travaux décrits ci-dessus et imposés à l Entrepreneur à la suite de la non satisfaction aux essais prévus sont à la charge de l Entrepreneur, sans préjudice des indemnités éventuelles qui en résulteraient Réception La réception sera prononcée par le Maître d'ouvrage assisté par les Maîtres d oeuvre, en conformité avec les documents d appel d offres. Elle ne pourra l être qu après une saison complète de fonctionnement et en principe seulement après que les essais de marche normale auront donné satisfaction et que toutes les prescriptions des documents contractuels auront été observés, notamment en ce qui concerne les documents à fournir Responsabilité générale de l Entrepreneur La responsabilité de l Entrepreneur à l égard du Maître de l'ouvrage et des tiers, n est en rien diminuée par l existence d un projet type établi par le B.E.T. Ce projet a pour but : * de simplifier les tâches des entreprises soumissionnaires qui peuvent adopter purement et simplement les données architecturales (nature des parois par exemple) mais devront vérifier tous les éléments mettant en jeu les techniques du chauffage, afin de prendre la responsabilité pleine et entière de leur projet, * de définir de façon particulièrement précise les bases du projet définitif d exécution (plan des locaux spécialisés, utilisation de ces locaux d exécution, tracé des tuyauteries, position des appareils, gaines, etc.) Responsabilité en cours de travaux L Entrepreneur a la responsabilité de la conservation de ses approvisionnements (en usine ou sur le chantier) et de ses travaux. Il garde cette responsabilité jusqu à la réception. Cette responsabilité n est en rien diminuée par le fait que ses approvisionnements ou travaux cessent d être sa propriété au fur et à mesure qu il les fait figurer sur les demandes d acompte. Cette responsabilité porte sur tous les dégâts que pourrait subir l installation pendant qu il en a la charge et quelle que soit la cause de ces dégâts qui seraient éventuellement causés par la gelée. L Entrepreneur est en outre pleinement responsable à l égard des tiers de tous dommages matériels ou corporels susceptibles d être provoqués par l installation Documents à fournir par l entreprise Dossier d exécution Dans les quinze jours suivants la notification du marché, l adjudicataire du présent lot devra la fourniture d un dossier d exécution comprenant : * Un plan de positionnement exact des sondes sur le terrain au 1/50e Mise en service L Entrepreneur procédera à la mise en service de l ensemble des équipements faisant l objet du présent lot. Il mettra à la disposition du Maître de l ouvrage le personnel nécessaire à la mise au courant du personnel de l établissement pour l exploitation et l entretien courant des installations.

5 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 5 25 Garanties de l Entrepreneur Garantie du matériel L Entrepreneur sera tenu d entretenir son installation en état de fonctionnement pendant la période comprise entre l achèvement des travaux et la mise en service des installations à titre définitif, sans restriction ni réserve, par le Maître d Ouvrage, d une part, et la réception des travaux, d autre part. Pendant ce délai, il devra remplacer, à ses frais, toutes pièces ou éléments reconnus défectueux par vice de construction ou montage, défaut de matière ou usure anormale nuisant au bon fonctionnement de l installation tant dans son ensemble que dans ses détails. L Entrepreneur demeurera responsable de tous les accidents qui pourraient résulter de la fabrication ou de la combinaison de ses appareils, ainsi que des dommages intérêts qui pourraient être réclamés par suit de ces accidents. S il survient pendant ce délai de garantie une avarie dont la réparation incombe à l Entrepreneur, un procès verbal circonstancié sera dressé et lui sera notifié. S il négligeait de faire la réparation fixée par le Maître d Ouvrage, l avarie serait réparée d office à ses frais. En tout état de cause, le délai de garantie sera prolongé pour les organes réparés et pour ceux qui en dépendent d une durée qui sera déterminée par le Maître d ouvrage, sans pouvoir dépasser six mois. Tout le matériel fourni par l Entrepreneur est garanti contre tous vices de construction ou de matière pendant une durée d une année, y compris le matériel et les moteurs électriques, à dater de la réception. Cette garantie ne s applique pas aux conséquences de l usure normale ni à celles qui pourraient résulter de la mauvaise utilisation des appareils ou de la non observation des instructions Garantie de l installation Toutes les installations faites par l Entrepreneur sont garanties conformes aux règles de l art et conformes au projet d exécution accepté par les Maîtres d oeuvre. Cette garantie comprend la gratuité des frais de main-d oeuvre et de déplacement Garantie de fonctionnement L installation sera garantie en bon état de fonctionnement pendant une durée d un an à dater de la mise en service régulière. Au cours de cette période, l Entrepreneur sera tenu de rectifier tous les défauts de fonctionnement qui apparaîtraient, qu elle qu en soit la nature, et sous les seules restrictions mentionnées ci-dessus. L Entrepreneur sera notamment totalement responsable des incidents ou dégradations qui pourraient se produire du fait de la non fourniture en temps utile des documents d exploitation ou du fait d erreurs contenues dans ces documents Garantie d exploitation L Entrepreneur garantit en outre que l installation réalisée par lui correspond à toutes les caractéristiques énoncées dans sa proposition ainsi qu à celles précisées ensuite par lui dans les documents d exploitation. Il s oblige à mettre l installation en état si l exploitation révélait une non concordance susceptible de nuire à la bonne économie du système et au confort des usagers Garantie légale La garantie légale prend date conformément à la loi et aux documents d ordre général annexés au marché. Les différentes clauses de garantie énoncées ci-dessus ne font aucun double emploi avec les obligations résultant de la garantie légale, celle-ci trouvant leur plein effet à dater du jour fixé et le fournisseur restant astreint aux diverses obligations résultant du marché et notamment du présent document.

6 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 6 26 Limites de prestations Les prestations suivantes sont à la charge des lots : 26.1 LOT VRD Toutes les fouilles horizontales entre les sondes et le local technique sont à la charge du lot VRD, ainsi que toutes les prestations de rebouchement : lit de sables, remblai, finition de chaussée etc LOT CHAUFFAGE VENTILATION Collecteurs des sondes à installer dans le local technique. Liaison entre collecteurs et pompe à chaleur.

7 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page DESCRIPTION DES OUVRAGES Le présent chapitre a pour objet de définir les caractéristiques du matériel et des installations. Leur mise en oeuvre respectera les spécifications énoncées aux chapitres précédents du présent CCTP et notamment le chapitre 20 : PRESCRIPTIONS TECHNIQUES. 31. GÉOTHERMIE L installation des capteurs enterrés (forage + insertion tubes verticaux + remplissage) sera impérativement réalisée par un professionnel du forage formé aux techniques des capteurs enterrés. Ce professionnel devra confirmer le principe retenu ainsi que l hydraulique amont de la pompe à chaleur Types de capteurs Les capteurs verticaux seront de type double U en polyéthylène haute ou basse pression (PEHD PEBD). Les dimensions des tubes utilisés pour ces sondes sont DN 40 et 50 pour les liaisons entre sondes et collecteurs avec pression nominale de fonctionnement de 12,5 bars Espacement des capteurs La foration devra respecter à minima les prescriptions suivantes : Ecartement entre 2 forages : 8,0 m L implantation sera réalisée de sorte que les capteurs ne s influencent pas mutuellement et que le sol puisse se régénérer correctement. Ecartement entre les forages et les constructions : 1,5 m Ecartement entre les forages et des réseaux enterrés non hydrauliques : 1,5 m Diamètre de foration : Ø 115 à 140 mm Cheminement Le cheminement des capteurs verticaux doit se faire en fonction : Des obstacles (autres réseaux enterrés, puits), De la localisation des fondations des bâtiments, De la position du local où se trouve la PAC, De l accessibilité aux engins de forage. Les tuyauteries de liaisons horizontales seront posées dans les fouilles prévues au lot VRD. On évitera dans la mesure du possible les coudes afin de réduire les pertes de charges hydrauliques. Une pente continue sera prévue entre la sonde et le collecteur afin de pouvoir opérer des purges. Nature du sol L entrepreneur devra prendre connaissance avant le début des travaux de la nature du sol. La connaissance du sol sera affinée au fur et à mesure de l avancement du forage (changement de nature de sol) afin de procéder à l estimation de la conductivité thermique des différentes strates rencontrées et de déterminer de manière rigoureuse les paramètres de dimensionnement. Les échantillons de sol prélevés devront être remis au Maître d Ouvrage ou à l installateur sous sachet plastique avec indication du forage et de la profondeur et conservés au minimum un an. Ils seront éventuellement utilisés lors de la déclaration au Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) en cas de demande de leur part.

8 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page Dimensionnement des capteurs Le dimensionnement doit être déterminé de façon rigoureuse. En effet, un sous-dimensionnement entraînera un appauvrissement du sol irréversible et une dégradation des performances et des puissances soutirées au cours du temps. Le dimensionnement du capteur s effectuera sur la base d une puissance définie selon la probabilité des couches géologiques. Ce ratio sera retenu en accord mutuel du bureau d études et du foreur et pourra éventuellement être modifié (avec justificatifs) en fonction de la nature réelle du sous-sol. La puissance thermique soutirée est calculée au point de fractionnement 0 C/35 C comme pour le dimensionnement en puissance. Longueur des forages : 100 m. Nombre de forages : 11 Les principaux paramètres de calcul retenus pour les sondes sont les suivants : - D diamètre intérieur du tuyau de sonde = 26 mm - Q v débit volumique = 0,199 l/s - T entrée température du fluide à l entrée de la sonde : -1 C - T roche température de la roche à la profondeur P (à 100 m = 12,9 C) - S surface de l échangeur de captage (13 sondes) = 135,2 m² - Re nombre de Reynolds (variable de calcul) - Nu nombre de Nusselt : Nu = 4.34 pour Re <2000 Nu = x (Re ) xpr 0.24 pour Re >3000 Nu = x Re pour 2000<Re< Pr nombre de Prandtl = 114, a conductivité thermique = 1,02 m²/s - viscosité cinématique = 1,28 E -05 Conductibilité thermique du fluide = 0,446 W/m K Gradiant géothermique = 5,2 C Rayon d influence d une sonde = 4,0 m Ces paramètres déterminent un profil type de ce champ géothermique. - puissance soutirée au sol : 71 kw Le calcul préliminaire tient compte d une dégradation de température sur 25 ans, de l ordre de 0,9 C de gradiant géothermique. Nota : Le premier forage servira de forage de reconnaissance. Les différentes couches géologiques seront relevées avec précision par le foreur. A ce moment, tous les paramètres seront confirmés par le calcul et en cas de besoin, les dimensions seront réajustées Installation des capteurs enterrés Installation et raccordement des tubes collecteurs horizontaux Les fouilles et remblais entre les têtes de forages et les collecteurs dans le regard extérieur sont à la charge du lot VRD. Les tuyauteries seront posées dans un lit de sable, grillage avertisseur et remblaiement tout venant. Les tubes à utiliser doivent être en matériaux de synthèse comme décrit ci-avant, être équipés d un dispositif de filtration pour éviter l usure prématurée des sondes par d éventuels corps solides et être :

9 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 9 Inertes par rapport au sol, Inertes par rapport aux liquides antigels, Inertes par rapport aux matériaux de remplissage (bentonite). Dans les tuyauteries, la vitesse de l eau sera déterminée de manière à respecter une perte de charge linéaire comprise entre 100 Pa/m et 150 Pa/m. Les tuyauteries seront raccordées sur les collecteurs prévus au lot chauffage et posés dans le regard extérieur. Nota : Le dimensionnement de la pompe de circulation pour l alimentation du circuit des capteurs enterrés doit être effectué à partir des puissances thermiques extraites du sol en hiver. L ajout de mono propylène glycol non polluant dans le réseau entraîne une augmentation des pertes de charges dont il faut tenir compte pour la sélection de la pompe. La puissance maximale de cette pompe sera de 20 W/kW soutirés au sol. Le circulateur devra être également asservi à la PAC et être apte à véhiculer l eau froide sans risque de courts circuits électriques. Mise en œuvre du captage vertical Aucun raccord ne doit être effectué sur les capteurs enterrés sauf pour les liaisons au distributeur ou au collecteur. Les extrémités en U des capteurs verticaux doivent être préfabriqués et éprouvés en usine. La liaison entre les sondes à la sortie du forage et les tubes de liaisons au collecteur devra être réalisé au moyen de raccords soudables ou électrosoudables. A défaut, si des raccords mécaniques sont utilisés, ceux-ci seront placés dans un regard en tête de forage. Afin de pouvoir intervenir sur ces collecteurs, ceux-ci doivent être installés dans un regard facilement accessible muni d un bac de rétention. Les raccordements avec les équipements doivent être réalisés soit au moyen de raccords mécaniques à compression, à douille à sertir ou bague à glisse, soit par des raccords sertis (sertissage mécanique). Pénétration dans le local technique A la pénétration dans le local (aller et retour), toutes les mesures devront être prises pour rétablir l étanchéité et l isolation thermique. Les tubes auront une longueur suffisante afin qu ils ne tirent pas sur les collecteurs. Les séquences suivantes seront effectuées : Des manchons de diamètre permettant la libre dilatation des tuyauteries sont posés dans les trous circulaires réalisés dans les murs et dépassant de par et d autre de ces parois. Les manchons sont scellés avec du mortier de part et d autre du mur, l isolation thermique et l étanchéité étant établies avec des matériaux adaptés. Le vide entre tuyauteries et manchons est rempli avec un matériau élastique incombustible. Toutes les précautions sont prises afin que les collecteurs ne puissant s endommager en cas de tassement différentiel du terrain. Remblaiement Le remblaiement ne pourra débuter qu après les essais de mise en pression indiqués plus loin dans ce document. Après forage, le capteur est introduit et le forage est ensuite rempli, généralement par un mélange de ciment et de bentonite. En cas de présence d eau importante, l injection de gravier permettra de positionner la sonde dans le forage. La résistivité thermique du mélange de remplissage devra être égale ou supérieure à la résistivité moyenne du forage.

10 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 10 Dans tous les cas, il sera préféré la technique du 5 tube permettant l injection de Bentonite ou de ciment spécial qui permet de garantir le bon remplissage des vides et d assurer la meilleure transmission thermique possible. Ce remplissage sera réalisé jusqu au sommet de la sonde et aura également pour but d éviter la contamination du sous-sol par les eaux de ruissellement. Un plan de repérage sera fourni au Maître d Ouvrage indiquant précisément la position des sondes verticales Remplissage Le remplissage du réseau géothermique se fera par les collecteurs par le biais d une bouteille de remplissage. Le glycol sera injecté dans le réseau par pompe sous pression. Les caractéristiques minimales du glycol à 0 C ser ont les suivantes : - conductibilité thermique : W/m.K - viscosité cinématique () : 1.28 E masse volumique : kg/m 3 - nombre de Prandtl : Cause d abandon : En cas d apparition lors du forage d un élément non prévisible (puits artésien trop important, couche géologique instable ou tout autre aléa) empêchant l aboutissement du chantier tel que décrit dans le présent document, une concertation entre les parties permettra de décider de l arrêt sans frais du chantier ou de la continuation de celui-ci après accord sur la méthode et signature éventuelle d un avenant. En cas de décision d abandon de la géothermie. Un autre système de chauffage devra alors être envisagé. 32. CONTRÔLES ET ESSAIS Vérifications en cours de travaux Elles auront lieu avant le rebouchage des fouilles. Elles s'effectueront en présence du maître d'œuvre, du bureau d études et de l'installateur. Il sera procédé à la vérification : de la mise en œuvre du matériel, de la conformité des installations en fonction des prestations figurant au cahier des charges et selon les modifications approuvées en cours de chantier, de l'état du matériel, tous les essais pourront être différés tant qu'une partie quelconque des fournitures ou de leur mise en œuvre ne sera pas acceptée. un test de pression sera réalisé pour chaque sonde. Ce test sera réalisé à une pression de 3 bars sera effectué avant remplissage du forage. test de pression pour chaque circuit (jusqu au collecteur) avant rebouchement des tranchées. Les conséquences en découlant restent à la charge de l'entreprise. Essais COPREC suivant réglementation actuelle.

11 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page DOSSIER DE RÉCOLEMENT Le jour de la réception du chantier, l'entrepreneur fournira en trois exemplaires papier et un exemplaire numérique (CD), un dossier de récolement de ses installations comprenant : - le plan d'implantation et repérages cotés des sondes, tranchées et collecteurs enterrés, - schéma des raccordements numérotés sur les collecteurs, - les notices techniques du matériel, - une coupe schématique des couches géologiques du terrain. - les résultats des essais de pression. - une copie de la déclaration à la DRIRE

12 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 12 Schéma de principe d une sonde géothermale Sol Remblayage Sable Pente > 1% Manchon coudé électrosoudable Pièce en Y ~ 1.5m Manchon droit électrosoudable Matériau de remplissage PEHD 2m Tuyau d'injection Puits de forage Cunette de décantation

13 Les Islettes CCTP - SONDES GEOTHERMIALES page 13 CDPGF du lot 12 bis LOT GÉOTHERMIE Position Désignation de l'article Unité Qtés 31. Capteurs Amenée et repli du matériel de forage, installation du chantier et repli à la fin des travaux ens 1 Prix unitaire Prix total 31.2 Foration Ø ml Mise en place de 11 sondes en PEHD x 32, ml Cimentation à base de Bentonite U Réalisation de la collecte des sondes Tube PEHD DN 40,compris pièces de raccordement et tous accessoires ens Remplissage eau glycolée 30% ens 1 32 Essais de pression ens 1 33 Dossier de récolement U 1 Total hors TVA TVA 19,6% TOTAL T.V.A. INCLUSE