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GEOTHERMIE(S)
Département Géothermie
Département géothermie
> 2
Typologie de la géothermie
Département géothermie
> 3
Guadeloupedans les Caraibes
La Réunion
production d’électricité
Département géothermie
> 4
Modèle simplifié du champ géothermique de Bouillante
Département géothermie
> 5
production d’électricité : Bouillante (Guadeloupe)
Département géothermie
> 6
Production d’électricité - EGSEnhanced Geothermal Systems
Département géothermie
> 7
le pilot de recherche de
Soultz-sous-Forêts
Échangeur thermique de grande capacité
(environ 1 km3), créé par stimulation hydraulique et stimulation chimique
tests de l’échangeur profond : 2006
pilote : 2008 (1,5 - 4,5 MWe)
600m
Production d’électricité - EGS
Département géothermie
> 8
Soultz en images
Département géothermie
> 9
géothermie basse énergie - usage direct de la chaleur
Département géothermie
> 10
La production de chaleur –ressources/réalisations
Département géothermie > 11
Historique / Contexte
> 2
14ème siécle Réseau de chaleur Chaudes Aigues
1833-1941 Forage de Grenelle (Albien 548 m)
1964 Maison de la Radio (Albien)
1969 Doublet géothermique Dogger (Melun l’Almont)
1973 Premier choc pétrolier
1986 200.000 logements chauffés en France
1987 Contrechoc pétrolier
1988 - 2008 Résolution des problèmes techniques, économiques
Optimisation et développement des opérations
2008 Grenelle de l'environnement (Fonds chaleur)
2008- 2010 Relance (Orly, Paris, ADP…) – Développement PAC
géothermiques
Département géothermie
> 12
Les ressources géothermiques Bassin Parisien
Département géothermie
> 13
Département géothermie
> 14
Chaufferie-de-la residence-J-FERRY-L-HAY-les-ROSES_(c)SEMHACH
GEOTHERMIE(S)
Géothermie superficielle assistée par pompe à chaleur
Ou comment échanger de la chaleur avec le sous-sol
Département géothermie
> 16
géothermie très basse énergie avec systèmes thermodynamiques (PAC)
Département géothermie
> 17
Flux géothermique et température
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20
Température (°C)
Profondeur (m)
Janvier
Avril
Juillet
Octobre
La température
sur les 10
premiers mètres
est contrôlée
par les
échanges avec
l’atmosphère
En profondeur, le
flux géothermique
est le seul apport
> 18
Profondeur T° (°C) Concept (nom)
0,5 à 1,5 m 8 – 10 °C Capteurs horizontaux
1 à 10 m 8 – 10°C Puits Canadiens
(galerie horizontale)
1,5 à 30 m 8 – 12 °C Echangeurs compacts
1à 20 m 8 – 12 °C Géostructures
(Fondations thermoactives)
10 à 100 m 10 – 15 °C PAC sur eau souterraine
BOUCLE OUVERTE
50 à 100 m 10 – 15 °C Sondes verticales
50 à 100 m 10 – 15 °C Champs de sondes
> 100 m – 2 000 m 20 – 80 °C Capteurs profonds
Quelques systèmes d’échange de chaleur avec le sol
Département géothermie
> 19
Capteurs horizontaux
La puissance prélevée est de 10 à 15
W/m de longueur de capteur,
correspondant à 25 à 37 W/m² de
surface de champ de capteur.
terrains meubles
Faible inclinaison
Pas d’arbres et peu de roulement
Contraintes
Echangeurs plans –Eau glycolée – Boucle fermée
Dimensionnement : « Règle du pouce » :
Profondeur d’enfouissement : 0,8 à 1,5 m
Superficie de l’échangeur = 1,5 à 2 fois la surface à chauffer
Boucles distantes d’au moins 40 cm
Manchon de glace autour
d’un échangeur plan
en fin de saison de chauffe
Recharge solaire
Département géothermie
> 20
Les échangeurs compacts
• Echangeurs proches de la surface (1 – 10 m ; zone insaturée)
• Facilité d’installation : Mise en place avec des engins classiques de
travaux publics
• Démantelable
Echangeurscompactscylindriques
Echangeurscompactstronconiques
mise en place à la tarrière
mise en place au godet
Département géothermie
> 21
> Les échangeurs verticaux • 2 avantages essentiels pour les sondes
géothermiques:
– Température du sol stable en profondeur
– Nécessite peu d’espace
Disposition des tubes au sein du forage
Schéma d’implantation des sondes
eau + glycol
matériau de
remplissage
(ciment spécial géothermie)
tube PE
15 – 20 cm
injection
extraction
Sondes géothermiques verticales
> 22
Cimentation
Puits de forage
Ecarteur
Echangeur PEHD
Tuyau d’injection
Matériau de cimentation
Injection par le bas
Pot de décantation
2m
Sol
Tuyau d’injection
Matériau de remplissage :- Coulis bentonite : 0.8 W/m.K
- Coulis pour géothermie
(ex ThermoCem : 2 W/m.K)
Département géothermie
> 23
Sondes géothermiquse verticales
Machine de forage
Pieds de sonde
Département géothermie > 24
Les champs de sondes géothermiques (échangeurs verticaux)
> Une nouvelle technologie «universelle» pour le
petit collectif et le tertiaire : moyenne puissance:
10 à 500 kW (2 à 100 sondes)
> Les opérations avec champs de sondes
géothermiques se multiplient à l'étranger depuis
plusieurs années. En France, le développement
est plus récent
> Impact environnemental très faible, sous réserve
de respect des règles de l’art pour le forage
> Possibilité de stockage
Département géothermie
> 25
Pompes à chaleur géothermiques sur eau souterraine
PAC sur aquifère superficiel
( T : 2 à 5°C)
Chaud & froid
-
Typiquement : 2 à 2.5 m³/h pour un pavillon
en contexte climatique modéré