Etude théorique et expérimentale d'échangeurs géothermiques hélicoïdaux : Production de chaud et de froid par pompe à chaleur, et dimensionnement d'installations
Auteur / Autrice : | Xavier Moch |
Direction : | Benoît Stutz, Bernard Souyri |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Energétique et Génie des procédés |
Date : | Soutenance le 05/02/2013 |
Etablissement(s) : | Grenoble |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021) |
Partenaire(s) de recherche : | Equipe de recherche : Laboratoire d'optimisation de la conception et ingénierie de l'environnement (Le-Bourget-du-Lac, Savoie) - Institut national de l'énergie solaire (Le Bourget-du-Lac, Savoie) |
Entreprise : RYB-Terra | |
Laboratoire : Laboratoire Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement | |
Jury : | Président / Présidente : Eric Arquis |
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Got, Claudon Fabrice, Marc Palomares | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Jacques Roux, Daniel Pahud |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Cette thèse de doctorat a pour objet l'étude d'échangeurs géothermiques hélicoïdaux implantés dans le proche sous-sol. Ces objets font partie de la famille des échangeurs géothermiques compacts, et sont une alternative aux sondes verticales et aux nappes horizontales plus couramment utilisées pour chauffer et rafraîchir des bâtiments (géothermie sèche, très basse enthalpie). L'étude à la fois théorique et expérimentale de ces échangeurs mène à différents modèles, numériques comme analytiques, permettant de prévoir le comportement en température du sous-sol comme du fluide caloporteur. Des résultats de simulation intégrant le couplage aux bâtiments sont présentés, et des outils logiciels ont été créés pour aider au dimensionnement d'installations. De surcroît, un "test de réponse thermique" adapté à ces échangeurs a été développé, afin de permettre d'estimer les propriétés thermiques moyennes du sous-sol et la résistance thermique liée à l'installation de l'échangeur. Enfin, des conseils pratiques sont donnés, dont le but est d'obtenir les températures d'utilisation les mieux adaptées aux pompes à chaleur, et en conséquence d'améliorer les coefficients de performance du système.