Caractérisation thermique des sols pour le régime transitoire

Documents pareils
L HABITAT. Technologie 5ème

UTILISATION DES SÉDIMENTS VALORISÉS : exemple de la plate-forme expérimentale SOLINDUS pour le pré-traitement des produits de dragage

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

Du Thermostat à l ordinateur climatique. Vincent Aubret Hortimax

Version 1. Demandeur de l étude : VM - BETON SERVICES 51 Boulevard des Marchandises L'HERBERGEMENT. Auteur * Approbateur Vérificateur(s)

Un bâti en tuffeau pour aujourd hui

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

SOMMAIRE ARTIPRIX PIQUAGES - FORAGES - PERCEMENTS DES MURS FORAGES DANS MURS FORAGES DANS PLANCHERS PERCEMENTS SAIGNÉES SCELLEMENTS

Energies. D ambiance REFERENCES : ACTIONS MENEES : CONTACT : DESCRIPTION TECHNIQUE DES ACTIONS ENGAGEES : GAINS OU BENEFICES DEGAGES : renouvelables

Barre Supplémentaire 85x85 Barre Supplémentaire 85x30

Solar Heating System Factsheet (SHSF) - Dossier guide

Efficacité énergétique des logements à haute performance énergétique, HPE : Application au site de Béchar

Annexe 3 Captation d énergie

LE CHAUFFAGE. Peu d entretien. Entretien. fréquent. Peu d entretien. Pas d entretien. Pas d entretien. Entretien. fréquent. Peu d entretien.

Formation Bâtiment Durable :

GLEIZE ENERGIE SERVICE

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

ANNEXE 1 1/7 LE BATIMENT

Comment optimiser la performance énergétique de son logement?

Économie d énergie dans les centrales frigorifiques : La haute pression flottante

Le béton léger prêt à l emploi, la solution idéale pour les applications intérieures et extérieures

Démonstrateur HOMES à la Préfecture de l Isère

LA RENOVATION ENERGETIQUE. atelier o

Rt 5. L isolant Thermo-réfléchissant. Isolation Maximum... Épaisseur Minimum! Système de recouvrements plats

Fiche de lecture du projet de fin d étude

Principes généraux de la modélisation de la dispersion atmosphérique

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

ACOUSTIQUE REGLEMENTATION ISOLEMENT AUX BRUITS AÉRIENS ISOLEMENT AUX BRUITS DE CHOCS

SALLE DE BAIN, DOUCHE, PLAN DE TRAVAIL CUISINE, PISCINE... Collage et jointoiement. L Epoxy facile

Le partenaire de votre innovation technologique

Une conférence-débat proposée par l Institut National de la Recherche Agronomique

C. C. F TECHNOLOGIES CATALOGUE. Nos solutions pour le contrôle de la chaîne du froid

Etudier le diagramme température-pression, en particulier le point triple de l azote.

Auscultation par thermographie infrarouge des ouvrages routiers

L OPERATION PROGRAMMEE D AMELIORATION DE L HABITAT (OPAH) Revitalisation Rurale du Pays du Ternois

QU EST-CE QU UN CHAUFFE-EAU THERMODYNAMIQUE?

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

Le séchage des ateliers :

fermacell combiné avec un chauffage au sol Version juin 2013

Réussir son installation domotique et multimédia

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

40% >> Economies d énergie garanties >> Eau chaude à volonté >> Très compacte. << easylife.dedietrich-thermique.fr >> 10 min.

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

GESTION ET VALORISATION DES CENDRES DE CHAUFFERIES BOIS

«La solution» DESCRIPTION TECHNIQUE

B1 Cahiers des charges

SUIVEUR SOLAIRE : Informations complémentaires

Résumé et comparaison des coûts

possibilités et limites des logiciels existants

TYBOX PAC. * _rev2* Guide d installation. Thermostat programmable pour pompe à chaleur

Projet SENTINELLE Appel àprojets «CO 2»Déc. 2007

Global Construct - global construct. Fabriquez vous-même vos propres blocs de béton!

produit La chaudière en fonte monobloc Chaudière basse température et à condensation Weishaupt Thermo Unit-G

Communauté de Communes des 4B Sud-Charente

Les Fondations Thermo-actives : Transformer une contrainte en en atout dans les constructions de type BBC, passif ou à énergie positive

PROPOSITION TECHNIQUE ET FINANCIERE

Récapitulatif de l audit énergétique de la copropriété 1 relais de la Poste à RANTIGNY 25/11/13

MUNICIPALITE DE GLAND

Fiche technique n 1 : le logement construction des boxes.

TB-12. Caractéristiques* TAMIZADOS ÉMAILLÉES CRISTAL MÉTALLISÉES. Type : Double emboîtement latéral et double emboîtement longitudinal discontinu.

Choc de simplification

Biostatistiques Biologie- Vétérinaire FUNDP Eric Depiereux, Benoît DeHertogh, Grégoire Vincke

HÔTEL DE VILLE ALLÉES GASTON RODRIGUES BP GRADIGNAN CEDEX TÉL. : FAX :

Optimisation des performances d échangeurs de chaleur.

TRAITEMENT D'AIR DES PISCINES COUVERTES

Manuel de validation Fascicule v4.25 : Thermique transitoire des structures volumiques

Essais de charge sur plaque

description du système

GÉOTHERMIE ASSISTÉE PAR POMPE A CHALEUR

Robert Guichet. Conférence DERBI Juin 2008

La nouvelle norme dans la mesure de température et d humidité

TRAVAUX PRATIQUESDE BIOCHIMIE L1

DROUHIN Bernard. Le chauffe-eau solaire

Pourquoi isoler? Réduire l'usage d'énergie Economiser les frais de chauffage Protéger l'environnement Augmenter la valeur des bâtiments

Nouvelle réglementation

CHROMATOGRAPHIE SUR COUCHE MINCE

Le point en recherche

Ballon d'eau chaude sanitaire et composants hydrauliques

Maison Modèle BIG BOX Altersmith

Comment peut-on produire du chauffage et de l'eau chaude à partir de l'air? EFFICACITÉ POUR LES MAISONS

Apport des méthodes géophysiques pour la caractérisation de zones fuyardes d une digue de canal

Contribution à la conception par la simulation en électronique de puissance : application à l onduleur basse tension

2 e partie de la composante majeure (8 points) Les questions prennent appui sur six documents A, B, C, D, E, F (voir pages suivantes).

Service correctionnel du Canada Direction des services techniques Systèmes électroniques NORMES EN ÉLECTRONIQUE

IR Temp 210. Thermomètre infrarouge. Des techniques sur mesure

Principe d assemblage Structure modulaire CAPENA bassin rectangulaire avec escalier Hauteur panneaux 1,2 ou 1,5 mètres Montage sur pieds

Le séchage en grange du foin à l énergie solaire PAR MICHEL CARRIER AGR. CLUB LAIT BIO VALACTA

Formation Bâtiment Durable : ENERGIE

outils de mesure du climat intérieur (3) Le thermohygrographe à tambour : entretien et calibration

Optimisation des performances de refroidissement d un rack à l aide de panneaux-caches

Géothermie et stockage: quo vadis? Pascal Vinard

VENTILATION POUR LE CONFORT D ETE

Premier principe : bilans d énergie

DBR. VARIZON Diffuseur basse vitesse avec diffusion d air réglable

L importance du suivi du dioxyde de carbone (CO 2. ) dans la production de dindes

Exemples d utilisation de G2D à l oral de Centrale

UN PROCEDE DE SUPERVISION ET TELESURVEILLANCE A DISTANCE : UN OUTIL PEDAGOGIQUE FAVORISANT L INITIATION AU TRAVAIL DE GROUPE

1. Généralités FR.TBLZ

RAPPORT COMPLET D'ETUDE DUALSYS

De La Terre Au Soleil

Transcription:

Caractérisation thermique des sols pour le régime transitoire Jian LIN, Jean-David GRANDGEORGE, Sandrine BRAYMAND, Christophe FOND IUT Robert Schuman, Université de Strasbourg 15/11/2012 Introduction Construction durable : diminution de la consommation énergétique du bâtiment Valorisation de l énergie du sol : géothermie HIVER ETE SOL Envelopp e isolante SOL Envelopp e isolante Émission de chaleur Ambiance à créer Prélèvement de chaleur Ambiance à créer 2

Introduction Géothermie de surface : profondeur inférieure à 100m Source d énergie : température quasi-constante 100m 3 Introduction Systèmes géothermiques de surface : Influencés par la température ambiante Sollicitations thermiques non stationnaires Objectif : caractérisation thermique des sols en régime non stationnaire / transitoire afin de modéliser les puits canadien construits sur le site de l IUT Robert Schuman 4

Table de matière Essais de caractérisations thermiques de sols Propriétés thermiques des différents sols Modélisation d un système géothermique 5 Dispositif expérimental Une boîte de 40cm x 60cm x 30cm(h) isolée en bas et aux côtés latéraux Une plaque chauffante de puissance constante en bas Système d acquisition Plaque chauffante Polystyrène 6

Détermination de la conductivité thermique Méthode du plan chaud avec un échantillon: Perte de chaleur sur surfaces latérales négligeable Transfert de chaleur unidimensionnel Isolants T2 Sols testés Système d acquisition T1 Plaque chauffante Alimentation(230V) 7 Détermination de la conductivité thermique Déterminer la conductivité thermique λ : λ=p*e/(s*(t1-t2)) e : épaisseur du sol testé P : puissance du plaque chauffante S : surface du sol testé Validation de la méthode : λ-dans la λ Valeurs littérature mesurées Sable sec [W/(m.K)] 0.4 0.40±0.02 [W/(m.K)] Argile sèche 0.5 0.47±0.03 8

Détermination de la capacité thermique Méthode du test : Sol testé entièrement isolé Enregistrer la variation de température du sol en fonction du temps Isolants Sols testés Système d acquisition Alimentation(230V) 9 Détermination de la capacité thermique Détermination de la capacité thermique volumique ρ.cp: ρ.cp =P.t/(V.ΔT) P : puissance de la plaque chauffante t : temps du test V : volume du sol testé ΔT : variation de température du sol testé Validation de la méthode: ρ.cp - Dans la littérature [MJ/(m3.K)] ρ.cp - Valeurs mesurées [MJ/(m3.K)] Sable sec 1.3 1.40±0.1 Argile sèche 1.1 1.19±0.1 10

Table de matière Essais de caractérisations thermiques de sols Propriétés thermiques des différents sols Modélisation d un système géothermique 11 3 natures de sols: Sols testés Sable Argile Sable + argile (50%/50%) Différentes humidités de sols : Sable: 0%, 8%, 13%, 20% Argile: 0%, 10%, 22% Sable + argile: 0%, 11%, 21% 12

Conductivités thermiques des sols Conductivité thermiques λ mesurées : Humidité : conductivité Etat sec et état humide : valeurs similaires Etat saturé : Sable > Sable+Argile > Argile 13 Inerties thermiques des sols Capacités thermiques volumiques ρ.cp mesurées : Humidité : capacité thermique Sable et argile : valeurs similaire Etat saturé : valeur élevée pour Sable+Argile 14

Inerties thermiques des sols Diffusivité thermique a= λ/(ρ.cp) : Etat sec : petites valeurs Etat humide et état saturé : valeurs similaires Sable+Argile < Argile < Sable 15 Table de matière Essais de caractérisations thermiques de sols Propriétés thermiques des différents sols Modélisation d un système géothermique 16

Système étudié Systèmes géothermique avec des sondes horizontales: Ex: puits canadien à air et à eau Echangeur air/eau air Puits canadien à air Sollicitation thermique : Variation de température ambiante annuelle Puits canadien à eau 17 Modélisation du système Modèle air extérieur/sol massif + Modèle échangeur sol/échangeur Air extérieur Echange air extérieur/sol Air/Eau Sol massif Echangeur Echange sol/échangeur 3 natures de sols: Sable, Argile, Sable+Argile 2 niveaux de nappe étudiés: Nappe en surface : sols en état saturé Nappe en dessous de l échangeur: sols en état sec 18

Modèle air extérieur/sol massif Modèle du massif semi-infini : ət/ət=a(ə²t/əz²) Tsol(z,t)=Tmoy+Aexp(-z/d)cos(ω(t-t0)-z/d) a : diffusivité thermique z : profondeur d : (2a/ω) Example: Tmoy=15 C A=20 C z=2m 0.5 19 Modèle air extérieur/sol massif Variation de température des sols: Etat saturé Etat sec Amortissement plus important en état sec Etat sec: courbes similaires Etat saturé: différence importante entre la sable et les autres sols 20

Modèle sol/échangeur Échangeur + sol dans la zone d échange thermique Sol massif T=T sol en profondeur Sol massif Tube Conduction Tube Conduction T ext Sol d échange thermique T sol a) coupe en section b) coupe longitudinale Condition aux limites isotherme pendant l échange Résistance thermique du tube négligée Ex: épaisseur du sol d échange thermique = 0.5m 21 Modèle sol/échangeur Calcul du gain thermique pour 1m de l échangeur pendant l hiver (Text<5 C) : Q=(Tsol-Text).S.t/Rsol Rsol : Résistance thermique du sol S : Surface du transfert Gain thermique [J] Sable Argile Sable+argile Etat sec 3.29E8 3.78E8 3.75E8 Etat saturé 2.08E9 1.39E9 1.65E9 Gains thermiques: sols saturés >> sols secs Gains en etat saturé : sable > sable+argile > argile 22

Conclusions et perspectives Conclusions : Montage et validation des essais pour caractériser les propriétés thermiques des sols Mesures des caractéristiques thermiques des 3 natures de sols en différentes humidités Modélisation d un système géothermiques avec des sondes horizontales Comparaison des gains thermiques du système dans différents cas Perspectives : Modéliser de la variation de conductivité thermique en fonction de humidité et de composition des sols Prendre en compte la variation journalière de la température ambiante dans le modèle du système géothermique 23 Conclusions et perspectives Modéliser les puits canaidien construits dans le site pilote de l IUT et les valider avec des données enregistrées Example du puits à air expérimental: Sol mélangé Sable Tsol Argile Tair à différentes sections 24