AMI: appel d'intérêt sur le "stockage d'énergie"

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Obamot
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par Obamot » 05/05/11, 13:51

Ok, pour moi Christophe, pas de souci. Que ceux qui lisent ce fil prennent aussi en considération tout type de «ballon thermique», en faisant la pesée d'intérêt qui va bien... Mise en œuvre + coût + fiabilité + maintenance + température disponible VS durée du déphasage + coût de la surface locative occupée etc...

Remundo a écrit :je suis vraiment très sceptique sur ce stockage souterrain dans la roche où rien n'empêche la diffusion thermique...


J'ai déjà répondu, mais je le fais plus en détail:

C'est parce qu'il manque parfois certains éléments qui empêchent l'appréciation correcte.
— ce n'est pas tant une question de matériaux que d'épaisseur. Même si tu as de la conductivité thermique, ça ne veux jamais dire qu'un mur de béton de 1m n'isole pas!

Une carrosserie de voiture exposée directement au soleil toute la journée, restera chaude un bon moment après que le soleil ce sera couché. Elle est pourtant en métal.

Si le lambda est mauvais, ça ne fera que varier l'épaisseur de la «zone tampon», parce qu'à l'évidence, la dissipation n'est pas «infinie» => par contre «la pile peut se vider» au fûr et à mesure, il suffit de savoir de combien...: (Pas facile à calculer lorsque l'on sait que la radioactivité natruelle augmente, plus on descend):

Lambda donné en W/m.K

Andésite 1.1
Ardoise 2.2
Basalte 1.6
Gneiss 3.5
Granit 2.8
Grès (silice) 2.3
Grès calcarifère 1.9
Grès quartzeux 2.6
Lave 0.55
Marbre 3.5
Meulière 1.8
Pierre dure 1.7
Pierre ferme 1.4
Pierre tendre 1.1
Pierre très dure 2.3
Pierre très tendre 0.85
Pierre ponce 0.12
Porphyre 3.5
Schiste 2.2
Silex 2.6
Trachyte 1.1

Regardes les anciennes maisons campagnardes énergivores, elle prenaient un moment pour chauffer leurs murs épais de 50cm et plus... Mais après quel confort!

C'est pourquoi il ne faut pas compter avoir des résultats sérieux la première année puisqu'on est en phase de «montée en température du ballon» (ou par métaphore «on charge la pile»)... Mais une fois qu'elle est «chargée» — ce qui était un inconvénient au départ — devient un avantage à l'arrivée... Parce que plus l'agrégat sera lourd plus il mettra de temps pour refroidir ensuite (idem pour une piscine avec un gros volume d'eau).

J'ai fixé arbitrairement la «zone tampon» à 5m... Mais peu importe à ces profondeurs, ou il faut le rappeler ==> on bénéficie de facto d'une température ambiante constante de 20°C (à -250m) => elle ne pourra jamais descendre en-dessous, à moins de «pomper comme un malade» pendant 50 ans!!!

Ça veut dire que dans le cas improbable ou TOUTE la chaleur se serait dissipée par la conductivité, il resterait 20°C de disponible en permanence.... Et là les travaux de validation en cours vont très vite nous l'indiquer (et avec certitude au bout de deux ans!) Parce que si la température est supérieure à 20"C, ça voudra dire que ça fonctionne! Ils sont déjà entrain de faire une courbe de Gauss avec des relevés réguliers...

Ça n'est pas une impression. C'est la réalité.
Dernière édition par Obamot le 05/05/11, 18:42, édité 1 fois.
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dedeleco
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par dedeleco » 05/05/11, 16:26

Vous phosphorez dur !!

Je suis d'accord avec Christophe sa maison très particulière et exceptionnelle, qu'il a achetée, n'est pas mal du tout avec les 70m3 de tampon dans les fondations !!
mais ce n'est pas suffisant comme il le dit en équivalent fioul !!
mais ce tampon sur la semaine au moins est très efficace pour l'automne et le printemps avec soleil moyen important et diminue le besoin de chauffage par faible soleil en décembre, janvier et février.
Son tampon aurait gagné à être mieux isolé en épaisseur et au niveau évaporation, mais ce n'est pas facile.
Faire un tampon qui garde la chaleur pour tout l'hiver nécessite un volume bien plus grand au moins déterminé par la consommation sur l'hiver soit 500 à 1000m3 (à préciser, fonction de l'isolation et l'apport solaire réel en hiver) qui doit être isolé sur toutes les faces par un isolant de 1 à 3m d'épaisseur (à faible diffusivité thermique, formé de couches alternées, couches isolantes et couches à forte capacité thermique)

Il y a en réalité un gradient de température dans une roche assez homogène dans sa composition minérale, et donc de la diffusion thermique.

Il n'y a aucune isolation et donc on chauffe le sol qui dilue la chaleur dans des volumes immenses,
donc sans que l'on puisse la reprendre significativement, en particulier si le stockage vise une échelle temporelle de 6 mois (été/hiver) !!


Remundo n' a pas assimilé dans ses tripes la diffusion de la chaleur !! surtout que un jour dans la terre arable c'est 30cm, 100jours c'est 3m, 10 000jours c'est 30m, et 1 000 000 jours c'est 300m !! (ce peut être le double dans d'autres sols comme le calcaire ou le granit)

soit 3m en 3 à 4 mois , puis 30m en 27,4 ans et 300m en 2730 ans et a 3Km c'est en 273 000 ans, soit deux glaciations !!

Donc on a le temps de mourir avant que la chaleur parte très très loin !!

Concrètement pour la géothermie profonde en roche étanche (sans écoulement d'eau important venant de loin), la quantité de chaleur de la terre récupérable autour du forage est limitée fortement par le temps qu'on prend à l'extraire : un an environ autour à 3m à 6m, 27,4ans sur 30m (que 10 fois plus en volume pour 100 fois plus en temps) avec ralentissement du flux thermique en conséquence et tarissement de la chaleur qui sort, ce qui est arrivé à pas mal de géothermies, (avec la malchance de ne pas tomber sur une rivière souterraine profonde ou sur un volcan), ce que j'appelle assimiler la diffusion de la chaleur dans le porte monnaie et ses tripes !!
Seule solution, rechauffer avec de la chaleur solaire (ou autre) injectée en été pour compenser !!
Alors inutile de forer profond , il suffit de forer en surface en chauffant et stockant à plus de 3 à 6m de profondeur suffit.

Donc on peut conserver la chaleur grâce à cette lenteur de diffusion en racine du temps, sur le volume de diffusion.
Ce n'est pas une conservation parfaite, même assez loin, ce qui dérange et chagrine Remundo, mais la seule possible à temps long et à faible prix de revient.
Si on cherche à conserver parfaitement toute la chaleur à T fixe, pour des temps très longs, on s'aperçoit que c'est impossible, quelque soit le moyen et l'isolation employée, même très cher !! !!

L'intérêt de la terre est qu'elle est gratuite en grand volumes accessibles par forages à 2m d'intervalles (inférieurs à la distance de diffusion) et donc elle est bien moins chère que toute autre solution comme ballon ou piscine de la même capacité thermique (500m3 et plus) et aussi difficile à bien isoler.

Le stockage est d'autant meilleur pour conserver la chaleur que son volume est avec des dimensions grandes par rapport à la longueur de diffusion sur la durée de stockage soit 3 à 4 mois soit 100 à 120 jours.
Donc avec 3m de diffusion (ou 6m si roche dure), on doit avoir les dimensions linéaires plus grandes que 2x3=6m (ou 12m en roche dure) et donc le volume minimal est de 10m au cube soir 1000m3 ce qui fera une perte de T dans le rapport entre le volume initial à celui après diffusion soit augmenté de 3m de tous côtés sur sa surface.
On a donc intérêt à prendre un volume de forme avec volume sur surface maximum, soit une sphère ou à défaut un cylindre cubique (le cas à www.dlsc.ca) et avec volume max possible par rapport à la longueur de diffusion, ce qui favorise de regrouper des pavillons (comme à dlsc.ca lien mort :
https://www.econologie.info/share/partag ... mrk29Z.pdf.

Une perte de T diluée sur le volume de diffusion n'est pas dramatique tant que T reste en hiver supérieure au nécessaire pour chauffer, comme passer de 60 à 80°C en été à 40°C pour chauffer en hiver. On retrouve la même chaleur totale mais à T plus faible.
Ainsi cela marche à www.dlsc.ca (lien mort)
https://www.econologie.info/share/partag ... mrk29Z.pdf
en respectant des bases thermiques de diffusion et peut marcher sur plus de 1000m3 en maison individuelle sur 1000m3 formé sur un carré de 10m au sol de 100m2 avec 25 trous à 2m et à 13 à 16m de profondeur.
On peut en surface sous la terre arable dévier les eaux de pluie sur les côtés par film plastique et drainage conduisant les eaux ailleurs.
Il faut faire une étude de sol pour savoir si une rivière souterraine va faucher toute la chaleur. dans ce cas, il vaut mieux changer d'emplacement et injecter en périphérie du ciment ou produits pour rendre la terre plus étanche.

Je remarque que parfois on fait des pieux de fondations très profonds (cas d'un laboratoire récent assez proche où j'ai vu une tarière énorme descendant à 20m de profondeur) et personne n'a l'idée de s'en servir pour y faire passer des tuyaux pour chauffer le sol avec la chaleur solaire d'été pour diminuer la facture de chauffage d'hiver !!
C'est pourtant le cas idéal gratis pour y stocker la chaleur !!

Enfin en été on peut mettre une grande surface de capteurs solaires très peu chers et rudimentaires ce qui permet de perdre une partie de cette chaleur sans perte financière significative dans le stockage sous terre, simple, optimisé pour son faible prix et pas trop pour éviter de perdre de la chaleur solaire qui serait perdue de toute manière sur les surfaces sans capteurs, avec des capteurs bien plus chers et performants au m2, mais de bien plus faible surface totale.
Je pense qu'il faut voir surtout en abaissant le prix de revient avant de chercher à minimiser les pertes thermiques vu que la chaleur solaire est quasiment gratuite avec des capteurs d'été simple tuyau sous verre ou plastique et toute perte peut être compensée par une plus grande surface de capteurs pas chers.

Sur 50 à 100m2 de toit il tombe pas mal de chaleur gaspillée actuellement sur toutes nos maisons et je propose d'en récupérer pour le moins cher possible globalement même si on en perd beaucoup avec bien plus de surface.

Un point essentiel est de diminuer le prix des forages, ce qui est possible avec foreur ou tarière de petit diamètre bien conçue, mais à mettre au point.
Dernière édition par dedeleco le 24/05/11, 02:57, édité 1 fois.
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Alain G
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par Alain G » 05/05/11, 17:00

Moi je trouve la solution de Christophe très intéressante de par son coût qui est très bas comparativement au forage, la solution de http://www.dlsc.ca/ est valable pour un groupe de maisons sur lequel on répartis les coût d'infrastructure et l'on sait très bien que plus c'est gros, moins la déperdition dans le sol se fera!

D'autre problèmes sont liés au tampon directement dans le sol: soit la hauteur de la nappe fréatique et l'écoulement naturelle des eaux dans le sol et la composition du sous-sol qui fera varié passablement le rendement, sinon c'est valide dans plusieurs cas mais certainement pas partout!

La solution du tampon de Christophe reste à mon avis la meilleur compte tenu qu'elle peut fonctionner partout! Et c'est pas peu dire! :mrgreen:
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par Alain G » 05/05/11, 17:19

Pour ceux qui rejette la thermo-pompes, je ne suis pas daccord sur ce point!

Ici à Québec , une maison test a été fait avec un système de thermopompes, (j'aimerais signaler que nous avons un climat fort différent et nettement plus froid) le système est composé comme suit: géothermie par tranché creusés dans le sol à 2 mètres de profondeur avec caloporteur au glicol, cette thermopompe chauffe une très grande piscine(une vrai pour se baigner) d'où une autre thermopompe chauffe l'eau avec tampon pour le chauffage de la résidence (l'aire de la piscine se chauffe par convection de l'eau qu'elle contient), une autre thermopompe chauffe l'eau domestique à partir du tampon de chauffage, ce système permet d'utiliser 3 stages de chauffage pour amener l'eau domestique à sa température d'utilisation qui lui confère une très grande efficacité à tout les niveaux!

Bilan: la consommation de cette résidence de 3 fois la superficie d'une résidence normale est du 2/3 de la consommation moyenne de la maison "dite" normal!

Actuellement, aucune source d'énergie ne peut battre le coût de chauffage de ce système!(Du moins ici au Québec)

Pour avoir travailler avec des système réfrigérant à l'ammoniaque qui fonctionne en 2 stage, je me suis toujours demandé pourquoi aucun système 2 stages nous est présenté pour le secteur résidentiel! :evil:
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par Obamot » 05/05/11, 17:46

Alain G, on parle de zéro émission là, non? Donc si tu consommes 30% d'électricité, c'est pas la peine (même 10%...)

dedeleco a écrit :Alors inutile de forer profond , il suffit de forer en surface en chauffant et stockant à plus de 3 à 6m de profondeur suffit...

Tant que je n'aurais pas en main les courbes sur le rendement annuel, je n'y croirais pas en «zéro émission»

A de si faibles profondeurs — et bien que ça dépende cruellement de la météo — je trouve que la solution «piscine» tient mieux la route, parce qu'elle est isolée de l'extérieur.

A 3 ou 6m de profondeur tu es toujours soumis aux frimas qui règne à la surface, il faut descendre à -20m pour avoir une température stable de 12°C (regarde les croquis que je donne). Ce qui me gêne c'est l'incohérence dans les propos avec la réalité connue du terrain! D'accord avec le principe mais là, pour les profondeurs indiquées, ça n'est vraiment pas possible.

Pour quelqu'un qui dit qu'il ne veut pas épuiser de «gisement géothermique», le raisonnement est bien curieux! Parce que moins tu creuses profond, plus tu l'épuises...^^

Si c'était si simple, tu penses sérieusement que le gars de l'EPFZ se serait cassé les pieds à forer à 150m? Faut arrêter...
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par Remundo » 05/05/11, 18:29

Remundo n' a pas assimilé dans ses tripes la diffusion de la chaleur !! surtout que un jour dans la terre arable c'est 30cm, 100jours c'est 3m, 10 000jours c'est 30m, et 1 000 000 jours c'est 300m !! (ce peut être le double dans d'autres sols comme le calcaire ou le granit)

Hé Dédé, tu sais ce que je suis dans la vie ? :cheesy:

je peux de parler d'effet de peau thermique en régime sinusoïdal forcé, de loi de Fourier, équation de la diffusion thermique avec source volumique de chaleur interne à peu près les doigts dans le nez...

Alors arrête un peu ton cinéma ! Brailler sur le net avec 25 liens, ça ne fait pas tout... même si c'est sympathique.
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par aerialcastor » 05/05/11, 18:38

Un petit lien sur la diffusion de la chaleur :
http://robert.mellet.pagesperso-orange. ... iff_01.htm
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Sauvez un arbre, mangez un castor.
Ca ne sert à rien de réussir sa vie, ce qu'il faut c'est rater sa mort.
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par Obamot » 05/05/11, 18:44

Oui, mais t'avais un autre lien tout aussi intéressant Aérialcastor. Celui du coef d'isolation en fonction du matériau. Et il y avait le béton!
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Alain G
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par Alain G » 05/05/11, 18:54

Obamot a écrit :Alain G, on parle de zéro émission là, non? Donc si tu consommes 30% d'électricité, c'est pas la peine (même 10%...)


Obamot

Ici au Québec l'électricité est practiquement zéro émission avec 96% de sa production hydro-électrique et je voit mal ici avec notre climat, comment on pourrait avoir une maison totalement passive!

Il n'y a aucune possibilité d'avoir zéro émission si on prend en compte l'énergie de fabrication des ENR, sure que l'on peut le réduire fortement!
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par Obamot » 05/05/11, 19:59

Alain: Tu as beau être au Canada avec -40°C en surface à -360m il fera 22°C, quoi qu'il arrive, toute l'année!
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