Stockage et déphasage géo thermique dans les sols

[AXEAU]

Bonsoir,
Je vois que le site expérimental de DRAKE LANDING ne vous inspire pas confiance.
Obamot peut etre aurais tu le temps d'essayer de contacter un habitant pour lui demander réellement si ça marche.

jlg

[Obamot]

'Alu Axeau !

Bah! Plus du pragmatisme que de la «confiance»... le Pr Hansjürg Leibundgut:
http://www.tsr.ch/video/info/journal-19 ... tab&page=6

...lui donne -300m pour un locatif non spécialement isolé.
(pourquoi forer à -300m, si on a la surface de tout un immeuble locatif pour mettre de belles sondes tous les 2,50m ...à l'EPFZ ils savent calcuer, amha!) Un seul forage mais profond, point barre!

...j'ai donné ~200m pour une maison passive...

...mais -37m au Canada pour des maisons non passives, et avec une multitudes de sondes qui va disperser cette précieuse chaleur à faible profondeur dans le terrain? Tsss, chez Lidl on se les gèle aussi, mais au moins la nourriture est au frais... (hi,hi,hi)

[dedeleco]

Je suis sidéré de votre phrase de dénigrement avant de lire avec soin :

Lisez bien le prospectus, c'est du pipeau! 80°C à -37m ...alors qu'à cette profondeur — on a certes des conditions de stockages stables par rapport à la surface — mais on n'a gagné qu'un malheureux degré par rapport à la surface qui descend à -35°C en hiver (on doit tout juste être «hors-gel»...)

Vous pourriez dire où vous avez lu cela, la première règle quand on cite est d'indiquer où se trouve le texte cité précis pour pouvoir vérifier le contexte et s'il n'y a pas une erreur, mais à coup sûr vous prenez prétexte pour dénigrez sans réfléchir car il s'agit après plusieurs années et après chauffage par l'eau chaude à plus de 80°C venant des capteurs solaires en été et pas de la température naturelle de la terre loin de tout chauffage, identique à un degré près à celle de la moyenne annuelle à 1000m d'altitude et à la même latitude que la Belgique, (autour de 5 à 8°C) !

Les puits font 35m et si l'eau solaire circule à 80°C tout l'été chaud continental vous aurez 80°C au milieu des puits sans aucun rapport avec la température naturelle du sol loin de tout chauffage ! !
Si vous prenez des capteurs avec concentration solaire donnant 200°C, et que vous envoyez cette eau sous pression passer sous terre vous aurez 200°C à 30m de profondeur au milieu des puits après 4 mois d'été !!!

Il est absurde de dénigrer sans réfléchir suffisamment.

J'ai retrouvé le texte en grisé terne sur l'écran, vous pourriez le citer exact, car vous montrez que vous n'avez rien, strictement rien, assimilé de la diffusion de la chaleur qui est la base physique nécessaire à avoir assimilé, en plus d'une belle salade entre T naturelle de la terre (moyenne annuelle en surface autour de 5 à 8°C, climat continental entre -30°C et +30°C) et T après chauffage 4 mois d'été durant par de l'eau chaude à 80°C et plus venant des capteurs solaires, ceci après plusieurs années de cyclage entre l'été et l'hiver et donc diffusion cumulée de la chaleur à 80°C de fin d'été loin des puits à des distances croissant comme la racine carrée du nombre d'années, si 9 ans à 3 fois plus loin qu'en une année, soit 10m environ et conservant, sur le volume des puits augmenté de celui à 10m autour, la chaleur moyenne de toutes ces années qui est autour de 30 à 40°C au lieu de 5 à 8°C de moyenne sous terre avant de stocker la chaleur la première année !! !! !!
Voir T en fin d'hiver de cet ordre en ce moment !!
dernière lignes de la page:
http://www.dlsc.ca/borehole.htm

However, after a few years of operation, the core temperature of the BTES field will approach 80°C by the end of summer, with sufficient heat for almost an entire heating season.

Traduction :
Cependant, après quelques années d'opération la température du coeur du champ de stockage de l'énergie thermique des puits (BRES) approchera de 80°C à la fin de l'été, avec en réserve suffisamment de chaleur pour une saison entière de chauffage.

Il n'y pas 37m mais le coeur (core) ou le centre du stockage à mi-chemin de 35m et 5m soit à 20m de profondeur au centre des puits !!
Arrêtez de dénigrer sans réfléchir que vous vous trompez dans votre lecture !!

Enfin je ne suis pas convaincu par EPTZ (qui continue à parler de pompe à chaleur) mais convaincu par la cohérence scientifique de cette réalisation unique au monde.
Il est sidérant de faire un contresens basique pour en profiter pour dénigrer un projet et une réalisation très remarquable unique par sa qualité, modéle à suivre !!

[dedeleco]

Arrêtez de dénigrer !

..mais -37m au Canada pour des maisons non passives, et avec une multitude de sonde qui va disperser cette précieuse chaleur à faible profondeur? Tsss, chez Lidl on se les gèle aussi, mais au moins la nourriture est au frais... (hi,hi,hi)

en montrant que vous n'avez rien compris, strictement rien compris, à la diffusion de la chaleur !!
La chaleur diffuse dans tous les sens sur une distance comme la racine carrée du temps et donc il faut en perdre sur la surface extérieure la plus faible possible par rapport au volume, ce qui impose une géométrie proche d'une sphère, à rapport surface sur volume minimum et a Drake Landing Solar Community (DLSC), ils ont pris des forages sur un diamètre global de 35m par 37m de profondeur très proche d'une sphère, qui permet de récupérer un max de chaleur en en perdant un mini en surface limite sur un diamètre global de 35m.

Si vous forez un seul forage à 200 ou 300m de profondeur votre volume de stockage sera plus faible avec bien plus de pertes en périphérie (sur rayon de 3m autour du puits) et donc vous gaspillez beaucoup plus aussi bien la chaleur qu'en forage d'autant plus complexe et cher que le forage est profond et vous ne récupérez que beaucoup moins !!.

Prenez le temps de réfléchir et de lire et d'assimiler les bases de diffusion de la chaleur !!


C'est quand même sidérant de devoir expliquer des évidences élémentaires !!

[AXEAU]

Je viens de regarder le lien EPFZ, c'est une autre voie qu'il faut explorer et peut etre qu'aprés avoir réalisé un prototype on pourra comparer avec D.L.
Il est possible que chaque technique soit plus adaptée à un territoire qu'un autre.

jlg

[dedeleco]

L'interview de l'EPFZ est vague à part 300m de profondeur avec une belle sphère sphérique de diamètre inconnu de stockage au fond de ces 300m.

Il n'y a pas de problème pour que cela marche scientifiquement, mais seulement le prix des forages et capteurs et la solution optimale, prix sur efficacité.

Il est inadmissible qu'ils ne citent pas Drake Landing Solar Community, qui existe, marche, sans erreurs basiques que je vois ailleurs !!

Vu le volume de stockage il est préférable d'isoler correctement la maison sans le faire maladivement en maison passive, car le volume croit comme le manque d'isolation de la maison !!
Une maison typique ancienne en France (de 1974) consomme 30000KWh en chauffage ce qui impose un volume de 3000m3 en terre !!

Le volume de DLSC est un cylindre de diamètre égal à sa longueur de 35m soit un volume de 33000m3=35x35^2xpi/4, avec pertes en surface minimum, soit pour 52 pavillons un volume de 647m3 par pavillon un peu faible sauf avec bonne isolation.
En augmentant ce volume d'un facteur 6 par pavillon on n'a plus besoin de bonne isolation, mais il faut multiplier par 6 la surface de capteurs soit 15x6=90m2 ce qui n'est pas gigantesque pour un pavillon de 135m2 habitable voire plus, mais quand même encombrant !!

Enfin la région où cela est à faire en premier est en région PACA sur la méditerranée, car le volume de stockage peut être réduit avec plein de soleil en été et donc faible de surface de capteurs solaires .

[Obamot]

Enfin la région où cela est à faire en premier est en région PACA sur la méditerranée, car le volume de stockage peut être réduit avec plein de soleil en été et donc faible de surface de capteurs solaires .

...nous y voilà!

Ce n'est pas parce que cette région est propice (et là, la «solution canadienne» fonctionnerait bien mieux)... Que ça marchera à -40°C, température qui je le rappelle, arrive parfois en Allemagne en Suisse ou un peu plus au nord...!

On est complètement d'accord sur le principe du stockage dans le sol... mais pas sur le calcul et les marges... ! Ça n'est pas si grave. Mais aucun dénigrement à ce jour!

[Obamot]

Quel est le désaccord? (Je ne reprends pas les arguments donnés en MP, j'espère qu'ils sont clairs)

— tu disais ailleurs qu'on pouvais stocker à faible profondeur (même pas à -20m) en faisant des injection de lait de ciment dans le sol. J'avais repris cette idée à un moment, pour m'appercevoir que c'était éventuellement une fausse route!
— le lait de ciment, si il constitue une barrière une fois solidifié... ne change rien: à la profondeur, au fait que le ciment n'est pas un «isolant», ni au problème de dispersion dû aux forages multiples et tout ce que cela comporte...
— le stockage dans un tel système de stockage est très loin des possibilités réelles, dans la mesure ou il n'y a, jusqu'à ce jour, rien qui montre comment serait isolé le volume de stockage d'une diffusion verticale par le haut! Ni en quoi la chaleur ne serait pas diffusée latéralement par un effet de pile considérable vu les températures hivernales au Canada...!

Par contre, j'ai revu mes notes de cours, et me suis aperçu qu'il n'y avait pas besoin d'isolation, tout simplement parce que le sous-sol lui-même «isole» à une certaine profondeur et via une certaine épaisseur de «ceinture d'agrégats in-situ», une sorte d'«effet de manteau» naturellement présent, mais qui ne fonctionne pas à faible profondeur, selon les relevés de l'EPFZ.

MAIS encore! Pour bénéficier d'un ensemble cohérent (tel que le suggère mon graphique et mes explications plus haut) faut-il encore descendre à la profondeur «qui va bien»... Ce ce qui recoupe l'avis des experts de l'EPFZ (mono-puits + profondeur ad hoc + effet de manteau, etc)...

La dispersion latérale dans un mono-puit avec fluide circulant au glycol doit être négligeable, beaucoup moins que la dispersion latérale à faible profondeur, non?

Je vous rappelle la classification des ressources géothermiques (parce qu'elle donne une idée précise de ce qui fonctionne ...et à quelle profondeur)

* La géothermie de très basse énergie (<30° C): aquifères peu profonds, sondes terrestres, couplage avec une pompe à chaleur.
* La géothermie de basse énergie (30-100° C): aquifères profonds ou zones d'anomalie thermique.
* La géothermie de moyenne énergie (100-150° C): aquifères très profonds ou zones d'anomalie thermique à faible profondeur, technologie Hot Dry Rock (circulation en boucle induite dans des roches naturellement peu perméables).
* La géothermie de haute énergie (150-350° C): aquifères profonds dans des zones d'anomalie thermique à faible profondeur, technologie Hot Dry Rock.

...on voit donc immédiatement que avec la géothermie à très basse énergie on est «limite» (situation exceptionnelles < à 30°C, alors qu'on nous annonce 80°C en zone particulièrement «difficile» à très froide...). Tu me diras, «non ce n'est pas pareil», je dirais «pas si vite...»

Dés lors qu'il fera 10°C minimum à -300m, cela crée un pôle favorable pour du stockage. Si une dispersion se fait en forme de cloche — par le haut — il y aura forcément une stabilisation qui va se faire. Dire qu'on peut provoquer le même phénomène à faible profondeur n'est pas faux dans la logique, mais c'est risqué! Dépend de condition favorable! Et surtout que dans l'exemple canadien, il est clairement fait état d'une centrale au gaz d'appoint!!!

Donc j'en reste à -300m.... Si non comment expliquer qu'avec un locatif (dont les fondations et les sous-sol + parking ...descendent régulièrement à -15 mètres en moyenne) le chercheur de l'EPFZ n'ait pas fait pencher la balance en creusant guère plus et en faisant une zone parfaitement bien isolée pour bloquer la chaleur en-dessous? Pourquoi préférer un stockage à -300m ...alors que la profondeur requise était quasiment à portée directe, sans grands frais en plus?...

Tiré de mon premier lien:

Stockage souterrain de la chaleur
On sait que la moitié de notre énergie est utilisée pour le chauffage des locaux. Cette énergie résulte pour 90% de la consommation du pétrole ou du gaz naturel, le solde provenant du bois et de l'électricité. Si l'énergie solaire excédentaire en été pouvait être utilisée en hiver pour nous chauffer, on épargnerait des coûts de chauffage non négligeables. Dans ce but, le stockage saisonnier de chaleur nécessite des dispositifs tels que les stocks convectifs (bassins, cavernes, réservoirs en surface, etc.), les stocks diffusifs (champs de sondes géothermiques, collecteurs horizontaux, etc.) et les stocks mixtes (stockage en aquifère).

Pour le stockage saisonnier de chaleur et de froid, les accumulateurs diffusifs sont les plus prometteurs: ils sont composés de sondes géothermiques et de pompes à chaleur à des prix de construction compris entre 20 et 80 Fr./m3. En été, l'accumulateur, situé à une profondeur comprise entre 20 et 200 m [20m i.e => très basse énergie (<30° C): aquifères peu profonds, sondes terrestres, couplage avec une pompe à chaleur.], est rechargé par l'énergie solaire; puis en hiver, il est utilisé pour le chauffage des locaux. D'autre part, l'eau refroidie est récupérée en été à des fins de réfrigération. Les coûts d'exploitation sont estimés entre 10 et 20 ct./kWh. Au début des années 1980, le projet de recherche SPEOS de l'EPFL a permis la construction d'un accumulateur-pilote, consistant en un puits central sur lequel se raccordent des drains horizontaux rayonnants, étagés entre 7 et 24 m de profondeur. A Peseux (Neuchâtel), un collège secondaire fait d'importantes économies d'énergie au moyen d'un stock diffusif de 29'000 m3 basé sur 30 sondes géothermiques de 60 m. La recharge du stock est assurée par 306 m2 d'absorbeurs solaires et un groupe chaleur-force qui fournit 3 à 4 kW d'électricité. Dans le nord de l'Europe, notamment aux Pays-Bas et en Suède, des stocks de grande dimension fonctionnent avec satisfaction.

Or ce qui est préconisé dans ce fil, amha... c'est justement le fait qu'on veuille ne plus faire appel, ni à une PAC, ni à une centrale thermique d'appoint au gaz ou tout autre combustible! Parce que sinon... autant s'en sortir avec des maisons 100% passives de type Minergie-P (c'est d'ailleurs mon objectif de faire les deux... pour ne pas être en situation d'inconfort en hiver... ce qui mène de facto au chauffage d'appoint... ce que je voudrais éviter à tout prix...).

Donc dès la profondeur de -20, c'est possible, mais il faut voir:
— les conditions environnementales locales;
— les objectifs à atteindre et pour quel type de construction;
— si on part sur du zéro émission, c-à-d. aucun «appoint»!
— les techniques requises;
— le budget à disposition;
— et surtout comparer ce qui est comparable!

...Hé, je ne demande pas mieux qu'à faible profondeur ça marche au poil! ...Sans gaz ni PAC ...faut voir!

[dedeleco]

Zut :

Par contre, j'ai revu mes notes de cours, et me suis aperçu qu'il n'y avait pas besoin d'isolation, tout simplement parce que le sous-sol lui-même «isole» à une certaine profondeur

est ce que Obamot pourrait lire les cours wikipedia sur la diffusion de la chaleur, la conductivité thermique, et les différents liens inclus avec soin (que j'ai indiqué à répétition sans qu'ils les lisent) et assimiler enfin le phénomène de diffusion de chaleur qui est très différent de l'isolation statique avec légère conductivité thermique qui apparaît qu'après la fin ce ce processus de diffusion (qui n'est pas que un déphasage).
En effet toutes ses phrases précédentes parlant d'isolant montrent une belle salade mélangeant tout !
L'isolation thermique usuelle pour un chauffe eau ou une maison est impossible sur de long mois, voire une illusion qu'il faut s'enlever du cerveau, car les pertes sont proportionnelles au temps ce qui rend impossible d'isoler classiquement sur 6 mois.
La chaleur fuit et ne peut pas être gardée !!
Donc on n'isole plus et il faut cesser de penser et de parler suivant le vocabulaire d'isolation habituelle.
On utilise la diffusion thermique sur une distance croissant comme le carré du temps pour effectuer un stockage dynamique, (pas statique de chauffe eau usuel) sur un volume agrandi sur tous ses côtés de cette longueur de diffusion (3m en plus environ dans la terre pour été sur hiver et 1m pour un matériau à diffusion minimale possible comme isolant alterné avec de la terre en couches )
Donc on ne peut conserver dynamiquement (stockage momentané) que sur un volume plus grand que cette longueur de diffusion soit de diamètre 6m à 10m suivant les sols.
Pour cette raison toutes les variations de puits canadiens, de galets, etc.. de dimensions inférieures à 6m à 10m dans toutes les directions sont incapables de conserver la chaleur de l'été pour l'hiver, puisque c'est le volume minimum qui sera chauffé par diffusion de la chaleur quoique on fasse !!
On peut isoler sur 6 mois au mieux un ballon ou piscine avec des matériaux avec minimum de coefficient de diffusion : liége, plastique, certains bois, empilement alterné de couches du meilleur isolant et de terre, mais sur 6 mois, l'épaisseur mini est de 2m sur tout le pourtour avec pertes associées pour chauffer cet isolant, de l'ordre de 1m de terre.

— le lait de ciment, si il constitue une barrière une fois solidifié... ne change rien: à la profondeur, au fait que le ciment n'est pas un «isolant», ni au problème de dispersion dû aux forages multiples et tout ce que cela comporte...

montre une belle salade, car le ciment injecté est pour bloquer la pénétration de l'eau coulant sous terre comme dans une rivière souterraine, si manque de chance , pas pour isoler thermiquement !!
Le mot dispersion montre une autre incompréhension voire salade, puisque la chaleur diffuse sur tout le volume de terre entre les forages qui devient uniforme en température dans toute la terre entre les différents forages.
Au lieu de dispersion, les forages grâce à la diffusion assurent une température uniforme et la distance entre forages est fixée par cette longueur de diffusion qui est plus longue que la distance entre forages !!

rien qui montre comment serait isolé le volume de stockage d'une diffusion verticale par le haut! Ni en quoi la chaleur ne serait pas diffusée latéralement par un effet de pile considérable vu les températures hivernales au Canada...!

Encore plus sidérant comme salade !!
la diffusion se fait dans tous les sens et donc on essaye de ne chauffer qu' à partir d'une certaine profondeur en isolant les tuyaux en haut pour perdre moins et chauffer le réservoir en profondeur.
Latéralement la diffusion fait partie du stockage et l'effet de pile (électrique ??) est incompréhensible et pas plus relié au froid du Canada compensé par la chaleur de l'été?

La dispersion latérale dans un mono-puit avec fluide circulant au glycol doit être négligeable, beaucoup moins que la dispersion latérale à faible profondeur, non?

encore une salade, la diffusion se fait dans toute les directions sur la même longueur et ne change pas suivant la profondeur tant que le sous sol reste le même.. Le mot dispersion est impropre et source de salade.
C'est plutôt l'inverse, car la diffusion est moins forte dans un sol arable superficiel que dans des roches comme granit ou calcaire en profondeur . (voir les valeurs sur les liens que j'ai donné à répétition)

Quand à la géothermie c'est totalement différent, sans rapport, puisqu'il s'agit de récupérer la chaleur venant de l'intérieur de la terre, avec un flux très faible en général, 1°C par 33m, qui nécessite une belle surface d'échange assurée par la circulation de l'eau en profondeur pompée et apportant la chaleur de fort loin au point de nécessiter un second puits de réinjection à des centaines de mètres.
Donc ce n'est absolument pas pareil. Sans eau qui circule la diffusion de la chaleur sur 33m soit 10 fois la longueur sur un an demande 10x10=100ans, sauf eau qui circule bien, raison de mettre des forages à 2m les uns des autres.

Enfin Obamot pourrait il ne pas faire une pareille salade et réfléchir avant d'écrire et assimiler les mécanismes de base de la diffusion de la chaleur.
Encore une phrase erronée :

en faisant une zone parfaitement bien isolée pour bloquer la chaleur en-dessous

est totalement impossible dans toute direction, seule la diffusion limite la vitesse de perte de la chaleur qui reste inévitable !!

EPTZ ne disent pas leurs raisons, mais vu que la région est assez sismique (Bale en 1350 environ gros tremblement de terre avec menace persistante et sérieuse sur toute la Suisse ) il pourrait y avoir une température bien plus élevée à 300m qu'ailleurs, ou une couche géologique intéressante gardant mieux la chaleur ?????
Enfin si on perturbe les couches géologiques profondes par géothermie, en pompant l'eau, en refroidissant de trop, on peut accélérer le déclenchement d'un tremblement de terre plus ou moins fort, risque très difficile à évaluer, vu que toute la couche terrestre en surface est un système chaotique à la limite de la rupture presque partout.

L'exemple Canadien est une première, avec volume pas très élevé en stockage par pavillon, qui pour plus de sureté à fait attention à ne pas prendre de risques en gardant un système de secours en appoint, rien que si panne quelque part comme des circulateurs ou fuites par -30°C.
Le système canadien est particulièrement sage et bien pensé.
Je ne suis pas sur que EPTZ fera bien mieux !!

Enfin je continue à voir près d'où j'habite des belles grandes maisons toutes neuves sans système de secours de chauffage, comme une cheminée !!
J'en suis sidéré !!
Le système du Canada DLSC n'a pas fait cette erreur grave et absurde !!

[dedeleco]

Croire que la géothermie, c'est à dire récupérer la chaleur de l'intérieur profond de la terre, marche mieux est très trompeur.
En effet ce flux de chaleur est très faible et une fois que on a refroidi un volume interne assez grand, soit fixé par la diffusion de la chaleur seule donc limité sur un siècle à 33m de rayon autour du fond du puits (le double si du granit), soit fixé par l'écoulement des eaux pompées, très aléatoires, la source de chaleur se tarit et le puits ne donne plus de chaleur !!
Ceci je crois c'est produit en région parisienne je crois de mémoire,
Si on cherche à y injecter la chaleur solaire d'été, un seul puits empêche de injecter cette chaleur trop limité par la diffusion à 3m et perdue si c'est par écoulement d'eau !

Donc ce type de géothermie est assez risqué à long terme, menacée par un tarissement et nécessite d'être très bien pensée avec encore une certaine chance !!
Seulement en région volcanique à fort gradient de T cela peut marcher, comme en Islande.

La pseudo géothermie par puits Canadien et pompe à chaleur a aussi ce même problème de renouvellement de chaleur par diffusion de la chaleur naturelle à travers la terre qui limite l'énergie thermique que on peut retirer, beaucoup plus, que lorsque on y insuffle la chaleur d'été pour chauffer bien plus fort le puits Canadien.

Lire :
http://www.journaldelenvironnement.net/ ... ermie,9038
mais pas du tout l'idée de recharger l'énergie prélevée en profondeur avec l'excédent d'énergie thermique solaire en été par des panneaux solaires sur les immeubles !!!!!!
seulement en brulant nos ordures !!
Effarant !!