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Tests de réponse thermique distribués avec câbles chauffants.

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Vélez Marquez, Maria Isabel (2018). Tests de réponse thermique distribués avec câbles chauffants. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 107 p.

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Document sous embargo jusqu'à 26 Septembre 2019.

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Résumé

Les tests de réponse thermique (TRT) sont utilisés pour évaluer la conductivité thermique du sous-sol lors de la conception des systèmes de pompe à chaleur géothermique. Pour effectuer un test conventionnel, une source de haute puissance est requise pour chauffer l’eau qui circule dans l’échangeur de chaleur pilote. Une nouvelle méthode d’essai avec un câble chauffant a été développée comme une alternative pour effectuer le test avec une source d’énergie de basse puissance et un équipement compact. Deux tests de réponse thermique ont été réalisés dans des échangeurs de chaleur expérimentaux d’environ 100 m de profondeur. Le premier test a été effectué aux Laboratoires pour l’innovation scientifique et technologique de l’environnement (LISTE) de l’INRS à Québec, en utilisant un câble chauffant en sections. Le deuxième test a été réalisé à la plate-forme expérimentale de géothermie du Bureau de Recherche Géologique et Minières (BRGM) en France, localisé à Orléans, avec un chable chauffant continu. Le suivi de l’évolution de la température au cours de deux essais a été fait à l’aide de capteurs submersibles et des mesures distribuées de la température avec fibre optique (FO-DTS). Les données de température des capteurs submersibles ont été utilisées pour estimer la conductivité thermique du sous-sol à différentes profondeurs et les données de température de la fibre optique ont été employées pour évaluer la présence de convection naturelle dans l’échangeur de chaleur pendant les tests. Les résultats obtenus ont été comparés aux TRTs conventionnels effectués dans les mêmes échangeurs de chaleur. Une différence maximale de 15 % entre la conductivité thermique moyenne estimée avec les câbles chauffants et avec les tests conventionnels a été trouvée. La conductivité thermique estimée lors des tests de réponse thermique et le profil de température non perturbée mesuré dans le même forage ont été utilisés pour déduire le flux de chaleur terrestre près de la surface. Les profils de température non perturbée ont été reproduits avec un modèle numérique inverse de transfert de chaleur par conduction pour évaluer le flux de chaleur près de la surface défini comme la condition de frontière inférieure. Cette méthodologie est une alternative pour évaluer le flux de chaleur lors de l’exploration préliminaire des ressources géothermiques profondes des zones urbaines, où les tests de réponse thermique sont fréquents.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Raymond, Jasmin
Co-directeurs de mémoire/thèse: Blessent, Daniela
Mots-clés libres: géothermie
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 09 avr. 2019 21:11
Dernière modification: 09 avr. 2019 21:11
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/8027

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