Instrumentation innovante pour la caractérisation du transport de soluté et de chaleur en milieu fracturé

Documents pareils
Monitoring de surface de sites de stockage de CO 2 SENTINELLE. (Pilote CO2 de TOTAL Lacq-Rousse, France) Réf. : ANR-07-PCO2-007

CHROMATOGRAPHE BTEX GC 5000 BTX

Suivi d une réaction lente par chromatographie

Annexe 3 Captation d énergie

A N A L Y S E U R E N L I G N E D A G V D E S B I C A R B O N A T E S D E L A L C A L I N I T E

Incitants relatifs à l installation de pompes à chaleur en Région wallonne

La prévention des intoxications dans les silos à fourrage

Résumé et comparaison des coûts

1. GENERALITES OBJET DU MARCHE DUREE DU MARCHE REGLEMENTATION SECURITE ASTREINTE ET GESTION DES

NOTIONS FONDAMENTALES SUR LES ENERGIES

I. Introduction: L énergie consommée par les appareils de nos foyers est sous forme d énergie électrique, facilement transportable.

Le confort toute l année

Eau chaude Eau glacée

de faible capacité (inférieure ou égale à 75 litres) doivent être certifiés et porter la marque NF électricité performance.

La Géothermie arrive à Bagneux. En 2016, un nouveau réseau de chaleur écologique et économique près de chez vous

Projet SETHER Appel à projets Adrien Patenôtre, POWEO

Projet SENTINELLE Appel àprojets «CO 2»Déc. 2007

GÉOTHERMIE ASSISTÉE PAR POMPE A CHALEUR

SOLUTIONS TECHNOLOGIQUES D AVENIR

PROPOSITION TECHNIQUE ET FINANCIERE

L eau pour l électricité

QU EST-CE QU UN CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE?

36% T.Flow VMC hygroréglable & chauffe eau thermodynamique QUAND LA VENTILATION RÉINVENTE L EAU CHAUDE. BÉNÉFICIEZ DE

CREATION DE FORAGE, PUITS, SONDAGE OU OUVRAGE SOUTERRAIN

C3. Produire de l électricité

neotower Principe de fonctionnement

Le confort de l eau chaude sanitaire. Gamme complète certifiée ACS pour le traitement de l eau chaude sanitaire

PERFORMANCES D UNE POMPE TURBOMOLECULAIRE

Les réseaux de chaleur en Île-de-France Marguerite MUHLHAUS DRIEE/SECV 13/06/2014

Fiche-conseil C5 Production d eau chaude sanitaire

VI Basse consommation inverter

Cisco Certified Network Associate

en rénovation habitat Qualifications et certifications RGE Comprendre

Fiche commerciale. Pompes à chaleur. Arcoa duo Arcoa bi-bloc MT pompes a chaleur bi-bloc INNOVATION bi-bloc MT

AQUACIAT2 HYBRID LA SOLUTION BI-ÉNERGIES COMPACTE PAC & CHAUDIÈRE GAZ. Puissances frigorifiques et calorifiques de 45 à 80 kw

LA MESURE DE PRESSION PRINCIPE DE BASE

ALFÉA HYBRID DUO FIOUL BAS NOX

INSCRIPTION, CLASSEMENT ET EMBALLAGE. Communication de l expert de l Afrique du Sud

Une onzième machine pour 200 mégawatts supplémentaires de courant de pointe

pour la détermination du COT dans l eau ultra pure être légèrement oxydées, certaines plus que d autres, les pharmacopées prescrivent

ROTEX Solaris - Utiliser l énergie solaire gratuite. Nouveau : Chauffe-eau électro-solaire ROTEX HybridCube 343/0/0

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

Chauffage à granulés de bois

CARACTÉRISTIQUES COMMUNES À TOUS LES MODÈLES

Pompe à chaleur Air-Eau. Confort et économies

Comment optimiser la performance énergétique de son logement?

DEFINITION DU DATACENTER

Comment déployer rapidement et à moindre coût des caméras de vidéosurveillance?

DETECTEUR DE FUITES PORTATIF Méthode H2

TECHNIQUES: Principes de la chromatographie

Installateur chauffage-sanitaire

ASSEMBLAGE DE NOEUDS SOCIO-ÉNERGÉTIQUES : CHAINES DE DÉCISIONS ET APPROCHES EXTRA- ELECTRIQUES

Eau. Chaude. Gratuite. La nouvelle génération des solutions solaires compactes design

SOLAIRE BALLERUP LA VILLE CONTEXTE. (Danemark) Ballerup

habitat RÉNOVATION Quelles qualifications et certifications RGE pour quels travaux? Comprendre

Une chaudière mixte est facilement identifiable : elle se déclenche chaque fois que vous ouvrez un robinet d eau chaude.

GLEIZE ENERGIE SERVICE

F.I.C. n 2013/AI TH PS 01-B

produit De l eau chaude sanitaire à volonté Préparateurs ECS et accumulateurs d énergie Weishaupt

Comment? chez le particulier ou en collectivité

Accumulateur combiné au service de la chaleur solaire et des pompes à chaleur. Michel Haller, Robert Haberl, Daniel Philippen

Mesures in situ et sur site

Station Totale Geomax Série Zoom30

L énergie sous toutes ses formes : définitions

Data loggers SOFREL LT/LT-US Solutions réseaux d eaux usées

I ntroduction. Coffrets pour la régulation de la température et de l hygrométrie. Caractéristiques et avantages

Infos pratiques. Choisir sa solution de production d eau chaude sanitaire (ECS) Solution économique. Solution confort. Les chauffe-eau solaires

Comment expliquer ce qu est la NANOTECHNOLOGIE

T.Flow Activ. Chauffer l eau. EXPERT

L offre DualSun pour l eau chaude et le chauffage (SSC)

MUNICIPALITE DE GLAND

TRAVAUX PRATIQUES SCIENTIFIQUES SUR SYSTÈME

ÉJECTEURS. CanmetÉNERGIE Juillet 2009

2.0. Ballon de stockage : Marque : Modèle : Capacité : L. Lien vers la documentation technique :

Choisir et utiliser un détecteur de gaz pour le travail en espace clos.

Eau chaude sanitaire

C Nias Dual. Chaudières murales à tirage forcé, foyer étanche et ballon eau chaude sanitaire. chaleur à vivre. Nord Africa

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

La métrologie au laboratoire. vigitemp 10. centrale de surveillance et de traçabilité vigitemp kit de cartographie vigicart

Microscopie de fluorescence Etat de l art

Mobiheat Centrale mobile d énergie

Synthèse sur les réglementations et permis relatifs à l installation et à l exploitation de pompes à chaleur en Région wallonne

Entreprises Citoyennes: Sécurité et Risques Industriels. Journées Annuelles du Pétrole. Christiane Muller, Air Liquide. Les Hydrocarbures de l extrême

boilers pompe à chaleur L eau chaude ne vous aura jamais paru aussi agréable

Chapitre 2 Les ondes progressives périodiques

STI2D : Enseignements Technologiques Transversaux

Gain Temps -Gain Energie Gain Espace Gain Argent

STIMERGY. Data Centers distribués

ENJEUX ENERGETIQUES. Le Monde et la France. L énergie dans les territoires

PLONGEZ AUX SOURCES DU CONFORT... Chauffe-eau électrique Chauffe-eau thermodynamique Chauffe-eau solaire ÉDITION

RESEAUX DE CHALEUR FLEXIBILITE ENERGETIQUE ET DEVELOPPEMENT

Ce dispositif fiscal, mis en place en 2005, est en vigueur jusqu'en 2016.

CHAUFFAGE RADIANT RÉCHAUFFER LA MAISON AVEC UN PLANCHER CHAUFFANT. Construction Automobile Industrie

ET 31/32/33. +1: +2: +3: LA

Monitoring et suivi du comportement des chaussées

RUBIS. Production d'eau chaude sanitaire instantanée semi-instantanée.

Programmes Prioritaires Nationaux : Fumées de soudage. Y. CAROMEL - Contrôleur de sécurité

Analyse & Medical. Electrovannes miniatures

Technique de mesure WIKA. aussi fiable qu une horloge suisse

Transcription:

Instrumentation innovante pour la caractérisation du transport de soluté et de chaleur en milieu fracturé E. Chatton*, J. de La Bernardie*, O. Bour*, N. Guiheneuf*, T. Labasque*, F. Koch**, T. Leborgne* *Université de Rennes 1 ** BRGM, Rennes

Introduction: choix des gaz dissous Pourquoi les gaz dissous? Gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe): o conditions de recharge d un aquifère. o paléo-températures (paléo-climatologie). o temps de résidence. o identifier différents types d eau. Stute et al., 1995 Mesure environnementale Alvarado et al., 2007 2

Introduction Pourquoi les gaz dissous? Gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe): o conditions de recharge d un aquifère. o paléo-températures (paléo-climatologie). o temps de résidence. o identifier différents types d eau. Mesure environnementale Gaz nobles + autres gaz dissous O 2, N 2, N 2 O, CO 2, CH 4 : o traçeurs conservatifs et réactifs ou produits de réactions. Caractérisation des propriétés de transport et de la réactivité du milieu Eikenberg et al., 1992 3

Introduction Pourquoi les gaz dissous? Gaz nobles (He, Ne, Ar, Kr, Xe): o conditions de recharge d un aquifère. o paléo-températures (paléo-climatologie). o temps de résidence. o identifier différents types d eau. Mesure environnementale Gaz nobles + autres gaz dissous O 2, N 2, N 2 O, CO 2, CH 4 : o traçeurs conservatifs et réactifs ou produits de réactions. Caractérisation des propriétés de transport et de la réactivité du milieu 4 Avantages d un traçage avec les gaz nobles: o Non toxique o N interagit pas avec le milieu o Pas d effets densitaires o N interfère pas avec les traceurs fluorescent

Problème L instrumentation classique o Chromatographie (GC) o Spectrometrie (MS) o Combinaison des deux (GC-MS) Prélèvement et analyse: Chronophage Procedures relativement complexes (purification, extraction et separation). 5

Problème L instrumentation classique o Chromatographie (GC) o Spectrometrie (MS) o Combinaison des deux (GC-MS) Prélèvement et analyse: Chronophage Procedures relativement complexes (purification, extraction et separation). Les besoins Une méthode analytique plus simple et plus rapide pour: o Analyser in situ les concentrations en gaz o Effectuer des suivis dynamiques de la réactivité o Réaliser des tests de traçages conservatifs et réactifs avec les gaz dissous 6

Objectifs o Mettre au point un outil capable de mesurer en continu et in situ les gaz dissous sur une grande gamme de concentrations. 7

Objectifs o Mettre au point un outil capable de mesurer en continu et in situ les gaz dissous sur une grande gamme de concentrations. o Tester cet outil sur le terrain pour: o Caractériser les propriétés de transport du milieu dans le cadre de tests de traçage. o Estimer les surfaces d échanges thermiques. 8

9 Membrane Inlet Mass Spectrometer

Site expérimental: milieu fracturé Vue à 360 d un test de traçage sur le site de Ploemeur (ORE H+) 10

11 Dispositif

Résultats Traçages He Comparaison Amino-G et He He et Amino-G similaires pour des temps de transferts courts. 12

Interprétation Solutions analytiques (Welty and Gelhar, 1994; Becker and Charbeneau, 2000): Σ = 71,1 % (masse restituée) 1 er chemin a 1 = 0,010 m (ouverture équivalente) α 1 = 0,160 m (dispersivité) 2 e chemin a 2 = 0,750 m (ouverture équivalente) α 2 = 0,019 m (dispersivité) Solutions analytiques multichemins 13

Conclusion MIMS: un instrument innovant o Analyse en continu des gaz dissous à concentration sur une large gamme de concentrations (0,03 à 3000 ppb). o Analyse multi-traceurs in situ à haute fréquence (1 gaz/ 1,5 sec) suffisamment précise et juste pour permettre d interpréter des tests de traçage. 14

Conclusion MIMS: un instrument innovant o Analyse en continu des gaz dissous à concentration sur une large gamme de concentrations (0,03 à 3000 ppb). o Analyse multi-traceurs in situ à haute fréquence (1 gaz/ 1,5 sec) suffisamment précise et juste pour permettre d interpréter des tests de traçage. Propriétés de Transport o Les paramètres de transport des fractures ont pu être estimés. o Les valeurs obtenues avec le traceur He sont en accord avec ceux produits avec l amino-g. 15

Instrumentation innovante pour la caractérisation du transport de soluté et de chaleur en milieu fracturé J. de La Bernardie, E. Chatton, O. Bour, N. Guiheneuf, T. Labasque, T. Leborgne 16

Systèmes d échangeur de chaleur Sonde géothermique Enhanced Geothermal System Stand column well Milieux cristallins? Faible perméabilité Diffusion importante 17

Transport de chaleur dans les milieux fracturés Transport dans un plan de fracture Dispersion à l échelle du réseau de fractures aperture tracer dispersion flow Neuville et al., 2010 flow 18 Geiger and Emmanuel, 2010

Transport de chaleur dans les milieux fracturés Transport dans une réseau de fractures horizontales Transport dans un réseau de fractures verticales 19 Read et al, 2013

Objectifs Utiliser un système déjà développé comme échangeur de chaleur vertical Tester les capacités du milieu à stocker et restituer l énergie thermique Comparer le comportement thermique du système de fractures étudié avec celui d autres milieux (milieux poreux, milieux déterministes) 20

Verrous scientifiques et techniques Différencier les signaux diffusifs et advectifs Distributed temperature sensing Résolution spatiale = 0.29 m Résolution temporelle = 30 s Résolution en T = 0.03 C 21

Verrous scientifiques et techniques Différencier les signaux diffusifs et advectifs Distributed temperature sensing Résolution spatiale = 0.29 m Résolution temporelle = 30 s Résolution en T = 0.03 C Deux configurations thermiques Injection sans pompage Pulse de chaleur avec pompage 22

Instrumentation 60 C DTS Bains de calibration Pompes Chaudière Fibre optique Packer Capteur de température? Capteur de température 23

Différents tests Dipôle parfait Débit d injection = Débit de pompage Configurations hydrauliques Dipôle convergent Débit d injection < Débit de pompage 24

Température d'injection ( C) Différents tests Dipôle parfait Débit d injection = Débit de pompage Configurations hydrauliques Dipôle convergent Débit d injection < Débit de pompage Q=16 l/min Q=125 l/min Configurations thermiques 60 Injection continue 60 Pulse de chaleur 0 0 2 4 6 Temps (h) 0 0 2 4 Temps (h) 25

Profondeur (m) Profondeur (m) Pourquoi utiliser la FO? Signal de l injection de chaleur 5 20 5 Profil initial Injection de chaleur 10 15 20 25 19 18 17 10 15 20 30 35 0 0.5 1 1.5 2 Temps (h) 16 15 25 26 30 35 40 15 16 17 18 19 20 22 Température ( C) Hot water entrance Cold water entrance

Profondeur (m) Pourquoi utiliser la FO? Profils de température après une heure d injection Profil initial Injection de chaleur Injection de chaleur + pompage 5 10 15 27 20 25 30 35 40 15 16 17 18 19 20 22 Température ( C) Entrée d eau chaude Entré d eau froide

Profondeur (m) Pourquoi utiliser la FO? Profils de température après une heure d injection Profil initial Injection de chaleur Injection de chaleur + pompage Calcul du flux thermique Modèle de la ligne source (Raymond et al, 2010) 5 10 15 28 20 25 30 35 40 15 16 17 18 19 20 Température ( C)

Profondeur (m) Pourquoi utiliser la FO? Profils de température après une heure d injection Profil initial Injection de chaleur Injection de chaleur + pompage Calcul du flux thermique Modèle de la ligne source (Raymond et al, 2010) 5 10 15 20 25 30 z=35m 35 29 40 15 16 17 18 19 20 22 Température ( C) (h)

Température ( C) Profondeur (m) Pulse de chaleur Evolution spatiale et temporelle de la température 5 T(C ) 10 15 20 25 30 35 18 17,5 17 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 Temps après injection (h) Evolution de la température dans la fracture à 34 m 30 16,5 0 1 2 3 4 5 Temps (h)

Profondeur (m) Dipôles Dipôle parfait (DP) Dipôle convergent (DC) T ( C) Temps (h) Temps (h) 31

Température ( C) Profondeur (m) Dipôles Dipôle parfait (DP) Dipôle convergent (DC) T ( C) Temps (h) Temps (h) 32 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Evolution de la température à 34 m 0 1 2 3 4 5 6 7 Temps (h)

Température ( C) Profondeur (m) Dipôles Dipôle parfait (DP) Dipôle convergent (DC) T ( C) Temps (h) Temps (h) 33 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Evolution de la température à 34 m 0 1 2 3 4 5 6 7 Temps (h) Bilan d enèrgie DP DC

Conclusion Caractériser la variabilité spatiale de la température Evaluer l énergie stockée, restituée et perdue Déterminer les caractéristiques thermiques du milieu Déterminer la relation entre débit et échanges thermiques Caractéristiques hydrauliques Surfaces d échanges 34 Relations Structure - Flux - Stockage

Merci pour votre attention

Fibre optique 36 Le laser sert de source lumineuse Une partie du signal est réfléchie à une distance donnée de la source La température dépend de l amplitude de ce signal Résolution spatiale = 0.29 m Résolution temporelle = 1s - 60min Résolution en T = 0.03 C