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Bureau d’études écorce
Constance UYTTEBROUCK
Entreprise Geo-Green
Jacques VERCRUYSSE
Comment mener à bien un projet de géothermie ?De l’importance de la collaboration entre bureau d’études et entreprise spécialisée
17 Novembre 2015
Présentation du 17 novembre 2015
PLAN
INTRODUCTION
PROCEDURE ET ETUDES
EXEMPLES DE REALISATIONS
CONCLUSION
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Présentation du 17 novembre 2015
INTRODUCTION3
GEOTHERMIEBE :
BATIMENT
THERMIQUE
EN :
TERRAIN
GEOLOGIE
Présentation du 17 novembre 2015
PLAN
INTRODUCTION
PROCEDURE ET ETUDES
EXEMPLES DE REALISATIONS
CONCLUSION
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES5
Potentiel géothermique du site ?
Besoins de chaleur (et de froid) ?
Choix du système géothermique ?
Permis d’environnement
(Test de réponse thermique)
Placement des sondes
Raccordement à la PAC et mise
en route
Etudes (hydro)géologiques
Etudes thermiques/puissances
Conception de l’installation
Formalités administratives
Sonde test et simulation
Exécution
Exploitation
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES6
Etudes géologique et hydrogéologique (EN)
● Couches géologiques ?
N Outils : cartes géologique, hydrogéologique, géotechnique, archives
géologiques, outil web SmartGeotherm
● But : potentiel géothermique à disposition pour la production de chaleur et/ou
de froid
● Géologie : caractéristiques thermiques selon la lithologie ;
N BE : 25 à 75 W/m
N Précision nécessaire, y compris des zones à risques
● Hydrogéologie
N Nappes d’eau souterraines : grande capacité thermique si gradient
hydraulique (+10 à 50%)
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
● Rôle du géologue :
N étude des paramètres et
intégration au
dimensionnement du
système géothermique
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Type de sol λ [W/mK] P. extraction
(W/m)
Sable sec 0.4 < 25
Sable saturé 2.4 60
Argile sec 0.5 25
Argile humide 1.7 35
Calcaires 2.8 55
Grès 2.3 60
Schistes 2.2 50
Quarzites 6 70
RBC/RF 1.8 40
Ardennes 3.5 60
Caractéristiques thermiques des différents types de sol
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Etudes thermiques (BE) :
● Définition des besoins en énergie pour le chauffage
N Simulation statique - PHPP
N Bilan énergétique statique des déperditions et des apports• Résultats : besoins annuels pour le chauffage
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14,60
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Déperditions Apports
Besoins en énergie dechauffage
Apports solaires
Apports internes
Pertes par infiltrations
Pertes par ventilation
Pertes par transmission
Bilan énergétique du projet Donderberg (exemple 1)
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Définition des besoins de refroidissement
● Simulation thermique dynamique
N Estimation du confort dans chaque zone (température, humidité)
N Simulation proche des conditions d’utilisation réelles
● Objectif de confort : Tin>25°C < 5% du temps d’occupation
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Distribution des températures pour le projet Meusinvest
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Etude de faisabilité des systèmes
● Outil d’aide à la décision pour le MO
N Paramètres techniques, économiques et environnementaux
● Géothermie :
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+ -
COP >> € >>
Faisabilité technique Démarches administratives
Polluants rejetés Bâtiments peu performants
Energie gratuite << T° (CH) - >> T° (FR)
Utilisation réversible
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Calcul des puissances et choix de la machine
● Puissance de chauffage
N Calcul des déperditions sur l’ensemble du bâtiment et local par local
● Puissance de refroidissement
N Via la simulation dynamique de préférence
● Choix de la technologie :
N PAC fonctionnant en chaud uniquement
N PAC et échangeur de chaleur pour le géocooling
N PAC réversible
N PAC et machine frigorifique
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Exemple : PAC et machine frigorifique - Source : geothermie.ch
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Conception de l’installation selon :
● Demande chaud/froid (BE)
● Potentiel géothermique (EN)
● Faisabilité technique (espace disponible,
accès aux machines,…)
● Type de sondes (double U, coaxiale, HDPE,
inox)
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Exemple d’implantation de sondes géothermiques
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Test de Réponse Thermique (EN)
● But : caractéristiques
géothermiques exactes sur site
N Calibrage du
dimensionnement de grands
champs de sondes
N Garantie de résultat
● En pratique :
N eau chaude envoyée dans la
sonde pendant plusieurs
jours
N Enregistrement des T° in/out
● Résultats :
N Conductivité thermique λ[W/m.K]
N Résistance thermique
effective de la sonde Rb*
[K/(W/m²)]
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TRT : armoire de mesure et entrée de la sonde
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Vérification du dimensionnement des sondes après TRT éventuel (BE)
● Installation simple sans stockage et sans refroidissement : simulation statique
(logiciel EED)
● Installation plus conséquente avec refroidissement, système bivalent :
simulation dynamique (logiciel PileSim2)
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Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Vérification du dimensionnement des sondes (BE) : simulation dynamique (logiciel
PileSim2)
● Contraintes de dimensionnement :
N Température du fluide
N Couverture des besoins
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Source : Dr. Daniel Pahud, Formation PileSim2, geothermie.ch
Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Placement des sondes (EN)
● 2 méthodes classiques :
N Forage à l’eau dans les terrains meubles ;
N Forage au marteau fond de trou dans la roche.
● Variante en développement : vibro-fonçage dans les terrains meubles
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Photos de chantier : forage oblique – raccordement des sondes au collecteur
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Présentation du 17 novembre 2015
PROCEDURE ET ETUDES
Raccordement (EN) et exploitation (BE) :
● Raccordement des sondes au collecteur
● Vérification des éléments suivants :
N Pouvoir de dilatation des conduites en PE
N Type de collecteur
N Equilibrage des débits
N Purgeurs
N Vases d’expansion
N Eau glycolée
N Circulateurs
N Prises de T° au niveau de la PAC (MONITORING)
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Photo de chantier : collecteur de sondes
Présentation du 17 novembre 2015
PLAN
INTRODUCTION
PROCEDURE ET ETUDES
EXEMPLES DE REALISATIONS
CONCLUSION
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Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG
Données du bâtiment (Design and Buid – AR : AAC – BE : écorce – EG : Gillion – EN : Geo-Green)
● Ecole maternelle et conciergerie de 2000 m²
N PASSIF et NZEB
N BATEX 2013 (RBC)
● Chauffage : BNEC < 15 kWh/m².an
● Refroidissement :
N Protections solaires + Surventilation nocturne
N Géocooling
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Ecole maternelle de Donderberg – vue extérieure
Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG
Principe de l’installation
● PAC + 8 sondes + Appoint (chaudière gaz à condensation)
● Puissance PAC = 50% Puissance selon la norme
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Ecole maternelle de Donderberg – schéma hydraulique
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Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG
Principe de l’installation
● Rafraîchissement : Géocooling + batterie sur la ventilation
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Ecole maternelle de Donderberg – schéma hydraulique
Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - DONDERBERG
Implantation des sondes
● 2 x 4 sondes prof. 60m
● Réalisation d’un TRT pour confirmer
le dimensionnement
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Ecole maternelle de Donderberg – implantation des sondes
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Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE
Données du bâtiment (AR : DavLeb – BE : écorce – EN : Géo-green)
● Etude notariale passive (630 m²)
● Chauffage : BNEC < 15kWh/m².an
● Refroidissement :
N Surventilation nocturne/diurne + équipement performant
N Géocooling : rafraichissement via la ventilation hygiénique et des murs
rafraichissants
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Etude notariale à Bastogne – Elévation à rue
Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE24
Etude notariale à Bastogne – Schéma hydraulique
Principe de l’installation
● PAC + 2 sondes (+ Appoint : résistance électrique)
● Dimensionnement : puissance de déperditions chauffage
● Distribution :
N Batterie sur GP/GE + réseau surfacique
● Régulation selon :
N T°ext
N T°pulsion
N T.A.
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Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS - BASTOGNE
Sondes géothermiques
● 2 x 120m
● Chantier toujours en cours…
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Etude notariale à Bastogne – Implantation des sondes
Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS – SAINT-GILLES
Données du bâtiment (AR : ARTEMA – EN : Géo-green – EXP BATEX : écorce)
● Rénovation d’une maison en 2 appartements TBE + 1 appartement passif
N BATEX 2013 (RBC)
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Logements à Saint-Gilles – Vue extérieure
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Présentation du 17 novembre 2015
EXEMPLES DE REALISATIONS – SAINT-GILLES
Principe de l’installation et implantation des sondes
● PAC + 2 sondes prof. 75m
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Logements à Saint-Gilles – Implantation des sondes
Présentation du 17 novembre 2015
PLAN
INTRODUCTION
PROCEDURE ET ETUDES
EXEMPLES DE REALISATIONS
CONCLUSION
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Présentation du 17 novembre 2015
CONCLUSION29
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Présentation du 17 novembre 2015
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
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Présentation du 17 novembre 2015
Journée romande de la géothermie - JRG15
Défis de faible à grande profondeur
24 novembre 2015, Yverdon-les-Bains
Pour sa 6e édition, la JRG vous propose un tour d'horizon des différents types de
géothermie par la présentation de cas concrets. De la sonde géothermique au
système EGS, en passant par les sondes profondes et l'exploitation hydrothermale,
venez vous informer sur des projets actuels suisses et étrangers tout en profitant
d'élargir votre réseau professionnel.
Plus d'informations sur géothermie.ch
Contact : [email protected]