Stockage et déphasage géo thermique dans les sols

[dedeleco]

Très intéressant armada de publications, même à "order" à acheter, mais laquelle faut il lire ????
Ma vitesse en Allemand est assez réduite, surtout dans la technique du bâtiment, par la vitesse de rotation des pages du dictionnaire, aussi lequel ce ces documents faut il lire ??
Je n'ai pas trouvé la figure !!

Enfin en lisant sur la photo mise sur econologie, la valeur 1500KWh/m2an, (cette unité par m2 est bizarre, et la figure pas claire, s'agit'il de la chaleur de sous terre ou de celle réelle venant du soleil ? ), je me demande si la vitesse de diffusion de la chaleur sous terre permet ce flux avec le gradient thermique annoncé ???

Cette valeur est proche en ordre de grandeur (à 2 près) de ce qu'on peut récupérer par an et m2 en solaire thermique, alors que le flux thermique venant des profondeurs de la terre est bien plus petit, comme la T indiquée de -150m 12,5°C à -300m 17°C, soit 4,5°C sur 150m ou 9°C sur 300m et donc 1°C sur 33m, rien d'exceptionnel, alors qu'on a bien plus au milieu du massif central avec ses volcans ou proche de Tübingen, au dessus du supervolcan qui a pété il y a 12500 ans, qui a l'air oublié au milieu de l'Allemagne !!!

En un an, le gradient du soleil est de l'ordre de 10°C sur 3m (en hiver), soit 1°C sur 0,3m et donc le flux thermique du sol (soleil 0,3m et sol à 33m) est environ 100 fois plus faible que celui alternatif solaire tous les 6 mois sur un an , et donc je doute totalement du 1500KWh/m2an, qui si prélevé s'épuisera vite comme prévisible par diffusion de la chaleur ou refroidissement d'une nappe d'eau profonde, (à flux thermique très trompeur), qui une fois froide ne se réchauffe pas plus vite que par diffusion thermique, sur des siècles !!!!!

Je pense que c'est un chiffre trompeur, sauf sur volcan souterrain proche avec magma à quelques de Km de profondeur.

Il est facile de croire à des flux intenses qui vont se tarir assez vite en quelques années, au mieux !!!
Cela s'est déjà produit, même en région parisienne et il faut alors recharger la chaleur en été par combustion d'ordures ou du solaire d'été, tous deux étant des chaleurs totalement gaspillées !!!
Alors on n'a pas plus en hiver qu'on a mis en été, quelques 10 kWh/m3, comme à www.dlsc.ca
(ici par m3 de stocké et pas par m2 )

Donc à considérer avec extrême attention scientifiquement avec les mécanismes physiques, en particulier la diffusion de la chaleur très limitante, mais qui permet de stocker longtemps grâce à cette limitation de lenteur croissant comme la racine carrée du temps

[Obamot]

... c'est probablement que tu n'as pas vu qu'il a mis au point des capteurs hybrides qui récupèrent la chaleur ET l''énergie photovoltaique EN MÊME TEMPS...

... c'est probablement que tu n'as pas vu non plus qu'il s'agit d'un «mix» de différentes sources pour arriver à une autonomie sous nos latitudes (en l'état actuel, point d'autre salut.) D'ailleurs à chaque fois on te répète que tes canadiens utilisent une centrale au gaz! Mais tu ne veux rien savoir. Tu continues de divulguer des informations qui ne concernent pas une solution 100% indépendante... Alors pourtant que les chercheurs de l'EPFZ y arrivent, même si c'est encore complexe...

... ça serait tellement sympa de ta part, si tu mettais un peu de bonne volonté de voir les solutions, non pas comme tu aurais envie de les voir, mais comme elles sont telles qu'elles et telles qu'elles sont reportées!

[dedeleco]

Quel article EPTZ parmi la collection ?
Je n'y ai pas vu la photo ?

[Obamot]

C'est notamment dans le premier lien (en bleu) du premier post de ce fil !

La très sérieuse Ecole Polytechnique Fédérale de Zürich l'a étudié ...>

Côté capteurs:



Côté circulateur (face opposée)










Sans rien enlever au mérite du concept canadien (avec chauffage central d'appoint au gaz) cette construction est BEAUCOUP PLUS ÉVOLUÉE que celle de ton lien, puisqu'elle est ZÉRO ÉMISSION en rénovation/réhabilitation de maisons comme pour des constructions nouvelles... telle que http://www.viagialla.ch (reportage de la TSR ci-dessus)

Il n'y a donc plus besoin de chauffage central à énergie fossile du tout.

La chaleur est «piégée» à l'intérieur de la construction, en même temps que des panneaux hybrides en permettent le stockage à moyenne profondeur...

Désormais de nouveaux panneaux ont vu le jour, et pourraient-être rajoutés, puisqu'ils recouvriraient le reste des surfaces disponibles (soit la totalité des murs de chaque construction).

Le parlement à suspendu toute nécessité d'autorisation de construire pour ce type de panneaux à l'avenir (sous certaines conditions techniques eût égard à leur poids et au type d'infrastructure) et ce pour encourager le développement de ces nouvelles technologies! Rien ne pouvait mieux faciliter tout ça qu'en agissant sur le plan législatif. C'est desormais chose faite!

La sortie du nucléaire est donc bel et bien lancée...

[dedeleco]

Tu as raison d'insister, car il n'était pas clair de quoi tu parlais, surtout datant du début février 2011 !!
Une raison est qu'il est impossible de télécharger tsr.ch sur son ordinateur et j'aime pas, ne rien conserver de l'information précise !!

La vidéo donne des principes très généraux fondamentaux utiles, dont le plus important est le panneau prototype photovoltaïque et photothermique à 30°C, simple de conception, mutuellement assez contradictoires et qui améliore plus, le photovoltaïque en limitant son échauffement à T<30°C, plutôt que le photothermique, meilleur à T=50°C à 60°C, vu les pertes avec le temps sous terre, même à 300m au lieu de 15m à dlsc.ca qui imposent une bonne température !!
Remundo avec son système Opale, sur econologie, fait similaire et commercial et son eau récupérée chaude (débit régulé) en été peut servir directement à chauffer sous terre aussi bien à 30°C.

Enfin certains laboratoires développent du photovoltaïque fonctionnant à 100°C, ce qui serait alors la solution performante couplée avec le photothermique. (liens mis sur le post de Remundo Opale)
Enfin un anglais original, chez lui, très remarquable, (j'ai mis son lien vers son site sur un autre post) a réalisé ce type de système, avec son photovoltaïque actionnant une PAC avec puits sous terre à 2 fois 45m, qui fonctionne avec aussi du photothermique !!!

Mais sur tsr.ch, rien de précis, chiffré, sur une réalisation fonctionnelle, sur les surfaces, rendements, volumes, pertes thermiques des bâtiments possibles, pertes du stockage, etc...
Ils semblent obnubilés par le "CO2 frei Strom, zéroemission", avec du "Solarstrom, Windstrom", des "Zellen in Spanien" !! qui me laisse perplexe : les Suisses et Allemands, pour y parvenir, vont coloniser l'Espagne et d'autres pays comme en PACA !!!
Donc d'accord on peut faire beaucoup mieux qu'à www.dlsc.ca , qui lui a le mérite de fonctionner depuis 2007, peut être pas avec la parfaite zéroemission" pour seulement l'eau chaude sanitaire, point oublié .

Pour moi, dlsc.ca a le mérite de fonctionner, de montrer ses résultats, même de trop, puisque on saute dessus pour le critiquer, nier son intérêt et décourager de faire similaire le plus simplement possible, même si on ne vise pas "zéro emission" mais plus, le moins cher accessible !!

De plus la chaudière à gaz n'est qu'en complément de l'eau chaude sanitaire solaire :
http://www.dlsc.ca/solar_domestic.htm

On an annual basis, this process results in solar energy supplying up to 60 percent of the home's domestic hot water requirements. When solar energy is not available, the hot water demands are supplemented by a back-up natural gas, power vented hot water unit.

mais pas le chauffage qui n'utilise pas de gaz.
et prendre ce fait pour critiquer, voire détruire l'intérêt de www.dlasc.ca a le don de m"énerver, car c'est une manipulation d'écrire :

concept canadien (avec chauffage central d'appoint au gaz)
Il n'y a donc plus besoin de chauffage central à énergie fossile du tout. ..

alors que les fonctions sont séparées eau chaude sanitaire distincte du chauffage des maisons et qu'il ne s'agit pas de chauffage central d'appoint, puisque décentralisé dans chaque maison pour seulement l'eau chaude sanitaire.
Il serait bon de reconnaître les mérites de ce système Canadien et de ne pas déformer habilement au point de faire croire qu'il ne fonctionne pas !!

Le système EPFZ est surtout mieux, sur le papier, mais pas encore réalisé et complexe en lisant certains des papiers cités bourrés de PACs

pourtant ... les chercheurs de l'EPFZ y arrivent, même si c'est encore complexe...

En particulier dlsc.ca en région PACA ou le sud de la France serait bien plus "zéroemission" qu'à 1000m d'altitude au Canada ou en Suisse ou plus au nord, alors que rien n'est fait en France de ressemblant.

Personnellement, je regarde pour faire chez moi simple, pas cher, avec capteurs thermiques sans prétention, voire rudimentaire, comme sur Apper, cuicui et reproduit par Forhorse, envoyant leur chaleur sous terre, avec perçages aussi simples, par perforateur à main avec rallonge descendant à 6 voire 10m (utilisés par Uretek ou Geosec et que je ne sais pas où acheter ?? ) ou avec micro-robot bricolé avec perceuse, matériel électronique pour robot, le plus simple possible, (certainement plus difficile à réaliser).
Cela doit donc rester simple, accessible au bricolage.

Le chauffage dépense le plus en énergie et le reste est nettement moins. Donc simplifier le chauffage est le plus simple, sans viser zéro mais diviser par 5 ou 10 est formidable, surtout pour pas cher .
Il vaut mieux séparer les fonctions, chauffage de maison, séparé de eau chaude sanitaire, et séparé de électricité, plutôt que de vouloir tout faire à la fois. Mais le futur le permettra.

En plus l'eau chaude sanitaire à environ 20°C qui me suffit à moi pour me laver, en été dehors, aussi bien qu'en hiver dedans, assure le zéroémission avec un système www.dlsc.ca sans chaudière à gaz, surtout à quelques mètres d'altitude au lieu de 1000m, encore plus en région PACA (83).

Aussi je cherche des rallonges de perçage de petit diamètre pour perforateurs du type utilisé par Uretek ou Géosec dans leurs vidéos, pour réaliser chez moi ce chauffage d'été vers hiver avec de très faibles moyens, avec tuyaux simplistes dans les capteurs sans prétention aussi bien que sous terre !!

En région PACA c'est une pitié que personne ne réalise cela !!

Et on est d'accord, quelques soit les moyens, tous à promouvoir et aucun à dénigrer, SVP :

La sortie du nucléaire est donc bel et bien lancée...

Avec d'immenses possibilités futures passées trop sous silence !!

En oubliant Rossi, et la fusion froide, si vrai confirmé par plus de témoins sur plus longtemps, qui est capable de tout changer, avec néanmoins production de rayons Gammas, sans neutrons, selon Rossi, stoppés par du plomb !!!

[Obamot]

Je ne vois pas en quoi des informations datant d'avant la décision de sortir du nucléaire, seraient encore d'actualité aujourd'hui... Il n'en reste pas moins qu'elles ont le mérite d'exister!

Concernant tes allusions autour de «médisances»: tu me prêtes des intentions que je n'ai pas, c'est toi qui passes ce fil sous silence et ne parles pratiquement que de ton lien canadien, que tu répètes à chaque occasion (et non l'inverse).

Je t'ai déjà dit ce que j'en pensais ici (ils ne sont pas très clairs sur certains points, on ne va pas encore y revenir):
https://www.econologie.com/forums/post193856.html#193856

Ensuite tu prétends "que ce n'est qu'un projet", ce qui est faux puisque l'on voit dans le reportage qu'il y a 11 mois, le gros œuvre était terminé! Il y a un lien sur le site, tu peux voir que la construction est terminée! Le bâtiment est à l'heure actuelle: terminé! Prochaîne étape: la réhabilitation du bâtiment de l'EPFZ, lui-même !

Et tout comme toi, je pense qu'il y a encore d'autres solutions moins coûteuses qui marchent.

Ce que tu devrais admettre, c'est la température de stockage à niveau constant à -300m, qui est de 17° C... (sauf zone exceptionnelle, c'est la norme...). Ce qui n'est déjà pas si mal_! Pour ne pas dire suffisant. Je comprendrais que tu dises qu'il leur suffiraient de forer à -400m pour atteindre 20° C... mais tu ne le fais pas(!) N'y as-tu donc pas pensé? Sais-tu que les 100m supplémentaires de forage ne représentent que très peu d'investissements complémentaires (probablement entre 5% et 10% du montant total, alors que ces 3°C représentent un apport significatif de haute valeur, qui serait nul à faible profondeur...) et permettrait de se passer d'une PAC ! Que l'ensemble du forage ne coûte pas plus que le prix de la PAC, son entretien et sa consommation électrique sur dix ans?

Ensuite un esprit scientifique, tel que le tiens, devrait comprendre qu'en stockant à faible profondeur, on est vite en situation de "maintien critique" lorsque la saison froide arrive... On pompe alors plus que ce que l'on a engrangé => le ballon thermique n'est alors plus aussi performant qu'en moyenne profondeur... Ça marche éventuellement autour de la Méditerranée, mais plus au nord non! Par contre il y a des «gisements solaires» en altitude (dès 1000m) même en hiver... Car au-dessus de la couche de stratus! Et ça on n'en parle guère. Ils permettraient pourtant de procurer plus de 60% de la consommation, sans même avoir songé à un stockage dans le sol !

Hormis le fait que tu cherches un concept de forage bon marché adapté à faible profondeur, lorsque tu auras admis que le coût du forage fait par une entreprise dédiée n'est pas vraiment le problème... peut-être qu'on pourra avancer avec des solutions concrètes... Parce que pour le moment sa bloque à ce niveau (si tu vois ce que je veux dire...)

[dedeleco]

On est d'accord sur le fond, mais moins sur les variantes possibles et meilleures.
EPFZ donne peu d'infos précises quantitatives sur leur réalisation, contrairement à www.dlsc.ca , à part des idées très générales.

Il faut comprendre la physique de la diffusion de la chaleur pour limiter les pertes, qui est peu compatible avec un seul forage, qui ramène en hiver des températures très inférieures à celles mises en été !!
Il faut tracer ces profils de T pour comprendre cette réalité physique.

Stocker sous terre, la chaleur solaire d'été ( à 59°C et plus, autour de 60°C), dans une terre soit à 12°C, soit à 20°C à 400m, ne change pas énormément les pertes surtout par diffusion, car l'essentiel est le volume total de stockage, sa forme la plus sphérique, avec le rapport surface sur volume minimum, donnant un minimum de pertes par diffusion thermique entre été et hiver sur la longueur de diffusion autour de ce volume !!
Les pertes sont par diffusion thermique, qui n'est pas identique à la conduction thermique statique, observée une fois cette diffusion terminée !! Le stockage utilise un déphasage et une pénétration de la chaleur limitée à la longueur de diffusion d'environ 3m, sur 4 à 6 mois, entre saisons.

Près du sol on peut faire un tel volume, plutôt cylindrique, proche de la sphère, comme à dlsc.ca, diamètre 35m sur profondeur 35m, (27000m3), alors que à 300 ou 400m de profondeur cela est très difficile (seulement avec plein de forages à 300 ou 400m au lieu de 35m), impossible avec un seul forage de 300m ou 400m de long qui stocke autour de lui sur un rayon de diffusion de la chaleur de 3m environ entre saisons, et qui donc, a une forme de long cylindre de diamètre 6m et longueur par exemple 100m (entre 300 et 200m, (ou entre 300 et 400m), de volume total 2827m3, et à moins de 200m (ou de 300m), on isole fortement les tuyaux, pour ne pas perdre la chaleur à des T de terre trop basses, suivant l'idée de EPFZ de bénéficier d'une terre plus chaude par sa profondeur).

Donc le volume à EPFZ est fort loin de la sphère et donc on perd bien plus de chaleur par cette grande surface sur volume, avec des T divisées par 2 à 4, lorsque on inverse le sens de diffusion entre été et hiver, (calcul de diffusion, non présenté par EPFZ avec les profils de T réels au cours du temps, qui en mettant 60°C donneront 25 à 30°C en hiver avec un flux thermique très affaibli peu efficace ), qu'avec un volume quasi sphérique comme à www.dlsc.ca , qui a énormément moins de pertes, que un seul forage très profond équivalent, même bénéficiant d'un peu plus de la chaleur naturelle profonde, qui reste bien inférieure à 60°C ( 60°C atteint vers 1700m, à 33m par °C, sans parler des problèmes de corrosion et autre difficultés en profondeur, et qui pour dlsc.ca serait entre 1600m et 2600m, alors à plus de 60°C dans la terre, avec un volume équivalent de 28000m3, avec le prix d'un forage pétrolier, mais sans pétrole pour rentabiliser son prix élevé !!!)
De plus on ne ramène sur un hiver ou ne dépose en été que ce que peut stocker la terre sur ce volume, ici sur 100m de 2827m3, qui sur un seul forage, rend bien moins en température que le même volume en cylindre de diamètre 15,32m et de hauteur 15,32m et qui stocke environ 28270Wh , utiles pour une maison individuelle typique de 30 à 40 ans d'age, sans gros travaux d'isolation !!!

Ce fait scientifique basique ne semble pas avoir été compris à EPFZ, alors que à www.dlsc.ca il est compris et respecté dès la conception et c'est la raison principale de mon enthousiasme, les pertes par diffusion, inévitables sont minimisées au maximum, par un grand volume le plus sphérique possible avec le moins possible de fuite de la chaleur par diffusion en dehors du volume.
Un seul forage long au contraire perd un max !!

Dlsc.ca et autres pour stocker à 60°C (le cas actuellement à 59°C avant l'hiver) devrait descendre à 1700m pour avoir la terre à 60°C, ne plus perdre vers la terre à moins de 60°C et juste assurer le renouvellement solaire en été de la chaleur prise en hiver !!
A moins profond avec un seul forage ou très peu (1000m ou 3 à 300m) les pertes seraient bien plus fortes et au début de l'hiver, ils auraient bien moins de la T actuelle de 59°C.

Même s'ils ne détaillent pas à fond, avec un cours de physique, www.dlsc.ca a été très réfléchi scientifiquement, ce que je ne vois pas fait ailleurs !!

Il ne faut pas les dénigrer, sur des apparences, comme la chaudière d'appoint pour l'eau chaude sanitaire solaire, sans rien comprendre à leur étude scientifique basique.

Il serait bon de comprendre et assimiler ce fait scientifique au lieu de ne regarder que la T initiale de la terre.

[Napo le nain]

pour mettre un terme aux pertes par diffusion, je vous propose un calcul
comparaison 1 forage à 400m et 3 en triangle à 35m



donc oui, il y a nettement plus de pertes dans le cas d'un seul forage
de plus le rendement de stockage peut être amélioré en faisant un stockage en cylindrique

je sais j'écrie et dessine mal mais pas moyen de faire un dessin lisible sur paint :s

[dedeleco]

A www.dlsc.ca la différence est bien plus énorme :
144 forages de 30 à 35m de long soit 4 à 5 km de forage pour 52 pavillons, j'invite à calculer la différence entre compact et allongé sur 4 à 5 km !!!
Avec les profils de diffusion de la chaleur réel (même estimés) c'est pire.

Mais à ces profondeur la terre est bien chaude et le reste si on recharge en réchauffant l'été avec le soleil.
Le problème est d'isoler bien sur 1,5km !!!!!!
La technique de forage est aussi nettement plus complexe pour enfoncer de l'isolant tout mou surtout !!

Il est possible de faire une simulation réelle en modèle réduit sur quelques heures ou jours dans la terre sur des trous de 0, 5m à 1m pour s'en convaincre réellement , avec quelques thermomètres, au lieu d'ordinateurs.

[Obamot]

Ça c'est pour le calcul théorique! Mais il ne nous dit pas, si sous nos latitudes on pourrait se passer d'une centrale à énergie fossile d'appoint?

Vous oubliez une chose, c'est qu'il faut raisonner comme si il s'agissait d'une pile: ainsi la «charge» en énergie thermique, pour un stockage à -400 m prend deux ans avant d'atteindre la courbe gaussienne optimale, car la zone tampon (inertie de perte par diffusion) entre le «ballon thermique» et la zone à température ambiante de 20° C, n'est pas une zone continue — comme on aurait tendance à le croire — elle est d'au maximum 5m dans de la roche... (mais au fond, tout dépendra de quelle sera la composition du sol et à quelle profondeur... la radioactivité naturelle ambiante, etc ...c'est une question d'optimisation).

Et ça, il faut en tenir compte dans le calcul, de même que les courbes de températures moyennes en latitude et longitude (fondée sur les normales saisonnières.)

Le gros avantage, c'est que si il faut deux ans pour monter en température il faudra également un temps très long pour «décharger la pile».

Remarquez, ce serait bien qu'on arrive enfin à faire un calcul qui tient la route, l'aide de chacun est appréciable !

Ensuite il faut être imaginatif!

Ce n'est pas parce qu'on a un puit principal, que l'on est condamné à l'utiliser dans une seule et unique configuration!

Il faut s'inspirer de l'industrie pétrolière et de leurs forages en faisceau à partir du puit principal. On se retrouve alors dans la même configuration que les canadiens, mais à -400m ...


(Correction du schéma initial, ne pas tenir compte des légendes de couleur)

Ça serait quand même autre chose, point de vue performances... Bien sûr, ça reste à mettre au point. Et il y a plus simple... En faisant des injection de lait de ciment dans le sol, on constitue un ballon thermique qui n'a pas besoin d'une alimentation multiple. Mais tout dépendra des agrégats qui seront à la profondeur de forage désirée.

Et dans ce cas, question financement, de tels gestions de gisements peuvent commencer à concerner tout une commune, ce qui déchargerait les habitants: à la municipalité de s'en occuper...! Et d'amortir le tout sur un siècle... Il faut compter sur une volonté politique, désormais.