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Rev. Fr. Geotech.
Numéro 172, 2022
Jeunes Chercheurs
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Numéro d'article | 1 | |
Nombre de pages | 19 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/geotech/2022007 | |
Publié en ligne | 5 septembre 2022 |
Article de recherche / Research Article
Géostructures thermiques : verrous scientifiques et moyens d’étude
Energy geostructures: questions raised and analysis tools
1
GERS-SRO, Univ Gustave Eiffel, IFSTTAR, 77447 Marne-la-Vallée, France
2
Setec, Terrasol, 75583 Paris, France
3
ESIEE Paris, Univ Gustave Eiffel, 77447 Marne-la-Vallée, France
* Auteur de correspondance : jean.de-sauvage@univ-eiffel.fr
Alors que nous consommons toujours plus d’énergie pour le chauffage et la climatisation de nos lieux de vie, les impératifs de lutte contre le changement climatique et la croissance de la population urbaine mondiale rendent crucial le recours à des sources d’énergies renouvelables. Parmi elles, les géostructures thermiques associent au rôle mécanique pour lequel elles sont conçues un rôle énergétique en captant l’énergie du sol de faible profondeur à l’aide de tubes échangeurs de chaleur connectés à une pompe à chaleur. Elles apparaissent donc comme une solution décarbonée, non intermittente, locale, à faible risque pour l’homme, aisément intégrable dans le mix énergétique et au taux de retour sur investissement raisonnable. Pourtant, certaines questions quant à leur dimensionnement thermomécanique, notamment en présence d’un écoulement souterrain en freinent toujours le développement à large échelle. Après avoir dressé un état de l’art détaillé pour rappeler les points d’achoppement subsistant, un groupe de pieux géothermique au sein d’un écoulement est étudié sous l’angle de la modélisation numérique et de la modélisation physique centrifugée. Les différents outils à disposition de la communauté scientifique pour lever les verrous restant sont présentés.
Abstract
As we consume increasingly more energy to heat and cool our living places, the climate change and the growth of global urban population urge to use renewable energy. Among them, energy geostructures are promising. Their principle is to add to their initial mechanical role a thermal role by extracting energy from the shallow subsoil with the help heat exchanger pipes connected to a heat pump. They appear to be a very low carbon, local, non-intermittent solution with low risk for human beings, easily integrated in the energy mix and with a reasonable return investment rate. However, some questions regarding their thermomechanical design – notably within seepage – still inhibit their large scale implementation. After a detailed state of the art reminding the main stumbling blocks, an energy pile group within seepage is studied through numerical modelling and centrifuge modelling. The various tools available to the scientific community to remove the remaining obstacles are presented.
Mots clés : géostructures thermiques / dimensionnement / thermomécanique / éléments finis / centrifugeuse géotechnique
Key words: energy geostructures / design / thermomechanical / finite elements / centrifuge modelling
© CFMS-CFGI-CFMR-CFG, 2022
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