systèmes géothermiques

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L'influence des bâtiments et de l'inclinaison des forages sur le dimensionnement des systèmes géothermiques

L'influence des bâtiments et de l'inclinaison des forages sur le dimensionnement des systèmes géothermiques

Sans bˆatiment avec des puits inclin´es pour le cas r´eel (a) Pour- centage fourni par la g´eothermie, (b) Temp´erature d’entr´ee `a la PAC, (c) Profil de charges du bˆatiment par puits [r]

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Modélisation des systèmes géothermiques à boucles horizontales pour chauffer les bâtiments et prévenir la fonte du pergélisol

Modélisation des systèmes géothermiques à boucles horizontales pour chauffer les bâtiments et prévenir la fonte du pergélisol

Le mod` ele num´ erique avec CDP a permis de justifier l’utilisation des param` etres du sol gel´ e dans le mod` ele analytique pour le calcul de l’´ energie de chauffage disponible en hiv[r]

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Pompes à chaleur géothermiques utilisant des banques thermiques à matériau à changement de phase

Pompes à chaleur géothermiques utilisant des banques thermiques à matériau à changement de phase

CHAPITRE 4 APPLICATIONS ET RÉSULTATS 4.1 Introduction Les matériaux à changement de phase (MCP) font l’objet de plusieurs études dans le domaine du bâtiment. Halawa et al. (2010) ont développé un modèle pour simuler un conteneur rectangulaire de MCP semblables à ceux utilisés dans le modèle proposé au chapitre précédent. Halawa et al. (2011) ont utilisé ce modèle pour créer un TYPE dans TRNSYS afin d’évaluer les performances d’une unité de stockage thermique utilisant les MCP incorporée à la ventilation pour le chauffage d’un bâtiment. Ce modèle utilise toutefois certaines hypothèses qui limitent son utilisation à des systèmes de ventilation, c'est-à-dire avec de l’air comme fluide caloporteur. Certaines études traitent aussi de systèmes géothermiques utilisant du stockage thermique. Benli (2011) évalue la performance énergétique d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique utilisant un stockage à MCP pour le chauffage d’une serre. Dans cette étude l’emphase est toutefois mise sur l’avantage d’utiliser la géothermie par rapport à un système utilisant une PAC air-air. Han et al. (2008), ont quant à eux réalisé la simulation d’une PAC géothermique combiné à des panneaux solaires thermiques utilisant un réservoir de stockage à MCP. Cette étude évalue la fraction solaire réalisable à l’aide d’un tel réservoir et ne s’attarde que très peu au système géothermique. Un système similaire est étudié par Qi et al. (2008), mais cette fois, les MCP sont utilisés pour réaliser du stockage saisonnier et l’emphase est mise sur l’amélioration des performances des panneaux solaires. Finalement, Langlois et al. (2010) évaluent l’impact des réservoirs de stockage thermique sur les systèmes géothermiques. Cette dernière étude traite cependant de stockage d’énergie sensible avec des réservoirs d’eau.
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Évaluation des ressources géothermiques du bassin des Basses-Terres du Saint-Laurent.

Évaluation des ressources géothermiques du bassin des Basses-Terres du Saint-Laurent.

1. Introduction 1.1. Mise en contexte Au Québec, des études préliminaires ont été réalisées dans le bassin des Basses-Terres du Saint-Laurent (BTSL) afin de définir le potentiel de génération d’électricité avec les ressources géothermiques pro- fondes (ex.: Misener et al., 1951; Saull et al., 1962; SNC-SOQUIP, 1979; Lefebvre et Trempe, 1980; Jessop et al., 1984; Majorowicz et Minea, 2012; Minea et Majorowicz, 2012; Raymond et al., 2012). Ces études suggèrent que le sud du Québec pourrait comporter des ressources géothermiques hydrother- males au sein des roches sédimentaires du bassin, mais également des ressources liées à des systèmes géo- thermiques ouvragés (enhanced geothermal system - EGS) dont le réservoir est développé par la stimulation hydraulique. Les ressources du socle cristallin sous- jacent se limitent aux systèmes géothermiques ouvra- gés. Ces études s’avèrent toutefois sommaires et plu- sieurs incertitudes sont liées à l’estimation des res- sources. En effet, un certain nombre d’améliorations peuvent être prises en compte afin de préciser les ré- sultats. En géothermie, le terme « corrections » est couramment utilisé pour qualifier ces améliorations de calculs.
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Évaluation de la performance d’un champ de forages géothermiques.

Évaluation de la performance d’un champ de forages géothermiques.

-Recommander de meilleures pratiques d’opération pour les systèmes géothermiques soumis à un écoulement d’eau souterraine variable. 4 HISTORIQUE ET SYNTHÈSE DES TRAVAUX ANTÉRIEURS L’installation des premiers systèmes de pompes à chaleur géothermique a débuté lors des années 1950 (Coalition canadienne de l'énergie géothermique, 2010). Un nombre sommaire de travaux réalisés sur les systèmes géothermiques et pertinents pour ce projet de maîtrise sont revus ici. Smith (1956) est l’un des premiers auteurs qui décrit des essais expérimentaux ayant permis de distinguer les facteurs qui influencent directement la performance des forages géothermiques, comme les caractéristiques thermo- physiques du sous-sol. Des travaux récents ont quant à eux mis en lumière l’impact de l’hétérogénéité du sous-sol et de l’écoulement d’eau souterraine sur la réponse thermique de champs d’échangeurs de chaleur (Barla et al., 2015, Bauer et al., 2009, Dehkordi et al., 2014, Ferguson, 2015, Fujimoto et al., 2011) et de forages simples lors de l’analyse des TRT (Raymond et al., 2013).
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Évaluation des ressources géothermiques des Îles-de-la-Madeleine: Rapport final

Évaluation des ressources géothermiques des Îles-de-la-Madeleine: Rapport final

1. Introduction 1.1 Mise en contexte La Municipalité des Îles-de-la-Madeleine désire trouver de nouvelles alternatives pour transiger vers les énergies renouvelables et ainsi, réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de l’archipel produite par sa centrale thermique. Toutefois, cette centrale reste un moteur économique important pour la communauté en étant un employeur de choix pour les travailleurs de la région. Contrairement à l’énergie solaire et l’éolien, l’énergie géothermique utilise des systèmes d’exploitation thermiques dont les applications sont similaires à ceux des centrales au diesel. L’exploitation des ressources géothermiques pourrait ainsi contribuer à maintenir des emplois locaux liés au domaine de l’énergie. En effet, divers types de systèmes géothermiques peuvent être localement exploités selon le cadre géologique et les besoins énergétiques (Figure 1 et Figure 2 ).
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Etude des risques de colmatage et optimisation des procédés de traitement des doublets géothermiques superficiels

Etude des risques de colmatage et optimisation des procédés de traitement des doublets géothermiques superficiels

L’ tat des lieu détaillé des problématiques rencontrées au niveau des doublets géothermiques sur nappes superficielles et les investigations approfondies menées sur les sites [r]

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Performances d'un champ de puits géothermiques verticaux peu profonds en boucle fermée

Performances d'un champ de puits géothermiques verticaux peu profonds en boucle fermée

Katsura et al. (2008) présentent un algorithme permettant de calculer la température du sol et du fluide caloporteur dans un arrangement de multiple puits géothermiques de faible profondeur. Ce modèle considère le sol comme un solide aux propriétés uniformes et constantes et l’échangeur vertical comme une source de chaleur linéique ou cylindrique de longueur infinie. La validité de cet algorithme est vérifiée en comparant les résultats générés par l’outil de dimensionnement développé aux données enregistrées lors d’une expérimentation effectuée à Hanamaki au Japon et comportant 25 pieux échangeurs de 8 mètres de profondeurs liés à une pompe à chaleur de 2 HP. Les résultats montrent que l’assemblage en série ou en parallèle influence la quantité de chaleur extraite du sol et que l’opération d’une telle configuration de puits de faible profondeur peut répondre aux besoins de chauffage des régions froides du Japon. De plus, l’étude montre qu’un système formé de 20 puits de 8 mètres de profondeur en configuration 4 x 5 permet d’extraire pratiquement la même quantité de chaleur du sol qu’un puits de 160 mètres de profondeur lorsque les demandes de chauffage et climatisation s’équilibrent sur la période étudiée. Finalement, l’outil de dimensionnement permet de prédire les températures de façon suffisamment précise et rapide.
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Amélioration de la conception de systèmes de pompes à chaleur géothermiques

Amélioration de la conception de systèmes de pompes à chaleur géothermiques

CHAPITRE 9 CONCLUSION ET RECOMMANDATIONS Ce mémoire étudie diverses avenues dans le but d’améliorer la conception des systèmes de pompes à chaleur géothermiques. Ces derniers sont très efficaces mais coûteux à installer. Il importe donc de les dimensionner selon leur comportement réel et de prédire précisément leur consommation énergétique. Dans ce sens, cet ouvrage aborde les circulateurs, la capacité thermique des puits, les antigels et les réseaux de distribution. Les divers résultats obtenus permettront aux concepteurs de simuler et de dimensionner avec plus de précision les composantes d’un système géothermique. Premièrement, une analyse du rendement de circulateurs disponibles sur le marché a permis de noter que ces derniers sont jusqu’à deux fois plus efficaces que par le passé. L’étude propose des corrélations permettant de prédire leur rendement en fonction de la puissance hydraulique à fournir. Elle permettra ainsi aux concepteurs de prédire le rendement d’un circulateur dans le cadre d’une application précise. À la lumière de ces résultats, plusieurs organismes, dont l’ASHRAE et le COSTIC, devraient mettre à jour leurs informations relatives au rendement des circulateurs afin de donner l’heure juste aux concepteurs. Il serait également intéressant de valider les corrélations proposées, issues de données de manufacturiers, avec des données expérimentales et de valider ces résultats avec des solutions d’antigel plus visqueuses.
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Analyse de la fracturation et de la perméabilité des grès du Groupe de Potsdam face aux ressources géothermiques profondes.

Analyse de la fracturation et de la perméabilité des grès du Groupe de Potsdam face aux ressources géothermiques profondes.

Une fois sur l’affleurement, la méthode par inventaire pour le relevé des fractures a été utilisée (Goldstein & Marshak, 1988). Des zones d’échantillonnage sont établies et mesurée[r]

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Stockage thermique saisonnier par puits géothermiques pour bâtiments résidentiels équipés de panneaux photovoltaïques-thermiques

Stockage thermique saisonnier par puits géothermiques pour bâtiments résidentiels équipés de panneaux photovoltaïques-thermiques

5.4 Stockage thermique saisonnier 5.4.1 Méthodologie Le système utilisé pour l’étude du stockage saisonnier à l’échelle résidentielle est celui décrit sur la Figure 5.1. Le BTES est composé de 15 puits de 10 à 25 m de profondeur. Celui-ci est simulé sous TRNSYS à l’aide d’une version modifiée du modèle DST (Duct Ground Heat Storage Model) développé par Hellström (1989). Cette version modifiée (Chapuis, 2009) permet de modéliser un champ de puits géothermiques pour lequel chaque puits contient deux circuits indépendants, un dédié à la charge et l’autre à la décharge du stockage. De plus, les puits peuvent être connectés à la pompe à chaleur en parallèle ou en série. Ici, les puits sont répartis en 5 branches de 3 puits en série afin de favoriser la stratification radiale du stockage. Un circuit est connecté à 75 m² de panneaux PV/T et l’autre à la pompe à chaleur. La circulation du fluide se fait du centre vers la périphérie du stockage pour la charge, c’est-à-dire dans la boucle solaire, et de la périphérie vers le centre pour la décharge côté pompe à chaleur. Une épaisseur de 0.2 m d’isolant de conductivité 0.043 W/m·K est placée sur le dessus du stockage de manière à limiter les pertes thermiques vers l’extérieur. L’évaluation des pertes de charge dans les puits est faite de la même manière que précédemment, à la différence près que celles-ci sont associées au débit dans une branche du champ de puits et non pas au débit total du fluide. Le débit total du fluide étant réparti entre les cinq branches de puits en série, le débit dans chacune des branches est relativement faible : 750 kg/h dans la boucle solaire et 266 kg/h dans le circuit associé à la pompe à chaleur. Les pertes seront alors telles que la consommation des pompes de circulation 1 et 4 aura peu d’influence sur la consommation totale du système. Le diamètre des tuyaux est donc choisi égal à 26 mm et le rendement des pompes de circulation 1 et 4 est supposé constant, égal à 30% quelle que soit la géométrie du champ de puits. Les paramètres des deux autres pompes de circulation ainsi que la méthode de calcul des SPF sont inchangés.
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Pépite | Comportement thermo-mécanique de structures géothermiques : modélisations numériques et recommandations

Pépite | Comportement thermo-mécanique de structures géothermiques : modélisations numériques et recommandations

Thermally, the soil thermal properties and specifically its thermal conductivity and specific heat capacity play an important role regarding the thermo-mechanical behaviour of energy pil[r]

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Étude d'une communauté solaire avec stockage thermique saisonnier par puits géothermiques

Étude d'une communauté solaire avec stockage thermique saisonnier par puits géothermiques

Objectifs de cette étude L’objectif principal de ce travail est de déterminer les performances énergétiques d’un réseau de chauffage urbain à un seul tuyau alimenté par l’énergie solaire. La configuration proposée comprend un stockage par puits géothermiques mais aucun stockage par réservoirs d’eau. Le stockage saisonnier est formé de puits géothermiques à double tube en U fonctionnant indépendamment l’un de l’autre. La communauté est entièrement modélisée dans l’environnement de simulation TRNSYS. Finalement, les performances énergétiques de la communauté sont analysées et comparées à celles de la communauté solaire Drake Landing. Il est à souligner que ce travail s’inscrit dans les travaux d’un comité de Ressources Naturelles Canada à Ottawa qui examine les communautés solaires de la prochaine génération. Différentes sections du présent projet ont été présentées lors de quatre réunions rassemblant l’équipe de chercheurs/ingénieurs de la communauté solaire Drake Landing. Les réunions ont eu lieu entre le mois de juin 2011 et le mois de février 2012. Les travaux exécutés dans le cadre du présent travail ont été accueillis favorablement par ce comité.
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Modélisation et commande prédictive de pompes à chaleur géothermiques résidentielles auto-assistées

Modélisation et commande prédictive de pompes à chaleur géothermiques résidentielles auto-assistées

D’autre part, le contrôle d’une pompe à chaleur géothermique se fait généralement par rapport à son côté charge (typiquement un bâtiment). Or, contrairement au cas typique des pompes à chaleur qui utilisent l’air ambiant comme source, il est aussi nécessaire de modéliser le côté source (c’est-à-dire les puits géothermiques dans le cas d’une pompe à chaleur géothermique) puisque le sol ne peut pas être considéré comme étant un réservoir infini avec une température prescrite et une capacité de diffusion thermique infinie. La nécessité de tenir compte du côté charge et du côté source introduit la non-linéarité et la non-convexité du coefficient de performance. Certains auteurs utilisent un coefficient de performance constant [86], ce qui n’est pas fidèle à l’opération réelle d’une pompe à chaleur. Atam et al. [92] proposent plutôt des approximations analytiques pour rendre le problème convexe à l’aide d’une méthode de relaxation convexe afin d’aboutir à un modèle de contrôle linéaire et convexe. Les auteurs notent que cette approche n’est pas nécessairement toujours applicable, et qu’il est nécessaire de vérifier cas par cas s’il existe une enveloppe convexe pour approximer les termes non convexes.
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Développement et validation expérimentale de modèles d'échangeurs géothermiques horizontaux et verticaux pour le chauffage de bâtiments résidentiels

Développement et validation expérimentale de modèles d'échangeurs géothermiques horizontaux et verticaux pour le chauffage de bâtiments résidentiels

Le deuxième chapitre a consisté en une mise au point de modèles d'échangeurs géothermiques horizontaux et verticaux opérationnels pour la modélisation dynamique de pompes à chaleur géo- thermiques. Les modèles analytiques de sondes verticales retenus lors de la revue de bibliographie ont été comparés entre eux et leurs domaines d'utilisation respectifs ont été précisés. Cette étude montre que pour des durées de sollicitation thermique de quelques heures ou moins, seul le modèle de source cylindrique innie donne des résultats satisfaisants. Ce modèle a donc été préféré pour les simulations à pas de temps horaire. Concernant les échangeurs horizontaux, un nouveau modèle a été développé sous deux variantes : une première simpliée permettant les calculs sur de courtes durées de sollicitation du sol (jusqu'à quelques heures) et une seconde plus détaillée utilisable pour des sollicitations sur de plus longues durées (de plusieurs heures à quelques années). La version sim- pliée ne prend en compte ni l'eet de la surface du sol, ni les interactions entre tuyaux adjacents sur les échanges thermiques autour du tuyau. Il a été montré par la version détaillée du modèle que ces interactions thermiques ne sont plus négligeables à partir de quelques heures voire plusieurs dizaines d'heures suivant le niveau de la sollicitation de l'échangeur et l'espacement entre les tuyaux adjacents. Par ailleurs, l'impact des diérents paramètres sur les performances de l'échangeur hori- zontal a été évalué et il en ressort que la conductivité thermique du terrain est bien le paramètre le plus inuent sur les performances. Ce paramètre est eectivement généralement pris comme critère principal de dimensionnement des échangeurs géothermiques aussi bien verticaux qu'horizontaux.
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Biologie des systèmes - L’organisation multiéchelle des systèmes vivants

Biologie des systèmes - L’organisation multiéchelle des systèmes vivants

Pour mieux exprimer ce point méthodologique essentiel, je prendrai l’exemple d’un arbre : il peut difficilement se > La complexité des systèmes biologiques vient non seulement de leurs propriétés émergentes mais aussi des rétroactions que ces proprié- tés peuvent exercer sur les structures et méca- nismes élémentaires. Une approche systémique est indispensable pour décrire et comprendre cette organisation multiéchelle mise en place par sélection naturelle : il ne s’agit pas tant de pren- dre en compte tous les constituants élémentaires du système que de considérer simultanément plusieurs niveaux d’intégration. De nouveaux outils mathématiques sont alors nécessaires pour exprimer comment l’articulation cohérente de ces différents niveaux contrôle les fonctions biologiques. <
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Une approche non perturbative de systèmes frustrés et de systèmes désordonnés

Une approche non perturbative de systèmes frustrés et de systèmes désordonnés

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignemen[r]

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L26 [V2-VàC] – Systèmes d’équations et systèmes d’inéquations

L26 [V2-VàC] – Systèmes d’équations et systèmes d’inéquations

Or, les systèmes d’équations en Première ES n’existent plus dans le programme actuel. Il faudra regarder du côté des manuels de Terminale ES pour avoir un bon contenu et compléter ce contenu par les manuels de BTS (algèbre linéaire). 26.2 Cas particulier : systèmes d’équations 2 × 2

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Systèmes de Classeurs et Communication dans les Systèmes Multi-Agents

Systèmes de Classeurs et Communication dans les Systèmes Multi-Agents

7.1. BILAN 171 permettant d’échanger totalement la connaissance entre les agents homogènes sans pour autant que la solution ne soit trop coûteuse. Nous nous sommes inspirés de solutions améliorant localement les agents afin de trouver une solution permettant d’améliorer le système dans sa globalité. Nous y sommes parvenus en appliquant l’élitisme à la population entière des agents, créant ainsi l’élitisme distribué qui consiste à échanger à l’aide d’une réserve, les meilleurs individus des agents de manière équitable et ce en remplaçant les individus les moins performants. Cette solution a pu être appliquée car les systèmes de classeurs de type Pittsburgh simplifié ont cette particularité d’être composés d’indi- vidus qui eux-mêmes contiennent des classeurs qui participent à la solution potentielle du problème. Nous avons vu que l’élitisme distribué améliorait notablement la performance du système en dépit d’un temps de convergence moyen plus grand que pour l’élitisme simple. C’est alors que nous avons décidé d’utiliser ces deux méthodes afin de faire progresser aussi bien localement que globalement le système multi-agents attelé à la résolution d’un problème de gestion d’une grille de 3 3 carrefours routiers en forme de croix. La solution combinée a prouvé sa supériorité et nous avons également montré sa robustesse. Nous avons obtenu une solution simple et efficace que l’on peut facilement appliquer aux systèmes multi-agents homogènes cherchant à communiquer un savoir.
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Élaboration et validation d'une suite évolutive de modèles d'échangeurs géothermiques verticaux

Élaboration et validation d'une suite évolutive de modèles d'échangeurs géothermiques verticaux

RÉSUMÉ Ce mémoire détaille l’élaboration et la validation d’une suite évolutive de modèles d’échangeurs géothermiques verticaux dans l’environnement TRNSYS. Un nouveau modèle d’échangeur géothermique vertical tenant compte des phénomènes transitoires à l’intérieur du puits est d’abord présenté. Il s’agit d’un modèle quasi 3D, dans lequel le puits est découpé en tranches axiales successives, où chaque tranche est modélisée par l’approche des résistances et capacités thermiques (TRCM). Le modèle est d’abord détaillé pour un puits à un tube en U, puis il est adapté pour un puits à deux tubes en U avec deux circuits indépendants. Le modèle TRCM à un tube en U proposé est validé avec succès par comparaison avec d’autres modèles existants incluant un modèle numérique 3D détaillé, ainsi que par comparaison avec trois cas expérimentaux.
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