Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE.

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1 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE Claude Hugo Koubikana P. INRS-ETE, Québec, Canada Jean-Marc Ballard, INRS-ETE, Québec, Canada Jasmin Raymond, INRS-ETE, Québec, Canada * auteur correspondant :claude.hugo_koubikana.pambou@ete.inrs.ca Présenté par : Claude Hugo Koubikana

2 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE P LAN DE PRÉSENTATION  Problématique et objectifs du projet  Aménagement du puits géothermique  Coupe lithostratigraphique et hydrogéologique  Évaluation de la température initiale  Tests de réponse thermique  Analyse des résultats  Conclusion 2

3 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Problématique AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 3 L’installation d’un système géothermique nécessite : des forages qui ont un coût élevé de réduire la longueur de forage (10-30%) de poursuivre la recherche-développement - minimiser la résistance thermique - améliorer les matériaux - innover la configuration des puits - caractériser adéquatement le site

4 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Objectifs du projet Améliorer la conception du puits géothermique Vérifier in situ la performance de l’échangeur de chaleur AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 4 Laboratoires pour l’innovation scientifique technologique de l’environnement (LISTE) INRS-Eau Terre Environnement (Québec) Laboratoires pour l'innovation scientifique et technologique de l'environnement

5 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Aménagement du puits géothermique AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 5 2 Tuyaux U_PEHD_nano particules

6 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Coupe lithostratigraphique et hydrogéologique AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 6

7 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Évaluation de la température initiale (15 jours de profiles de température) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 7 Sonde de T attachée à 1 câble Koubikana et al.(2017)

8 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 8 Koubikana et al.(2017) Correction de la profondeur

9 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016)  Tests de réponse thermique AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 9 Circulation de l’eau réchauffée (721heures) Équipement de TRT

10 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 10 (Raymond et al.,2011) Méthode de Superposition temporelle du flux thermique +Ligne source infinie

11 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 11 Année2015*2017 Type de boucle 1 U, PEHD standard 2 U, PEHD amélioré Matériaux de remplissagesable+bentoniteeau espaceur sans Longueur forage (m)154164.5 Rayon puits (m) 0.0570.075 Conductivité thermique (W/m.K)1.711.72 Résistance thermique (m.W/K)0.0880.060 Ballard et al.(2016)*  Comparaison entre les échangeurs de chaleur géothermique

12 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) Réduction de 20.45% de la résistance thermique du forage Conception pouvant favoriser la réduction de la longueur du forage AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 12  Conclusions

13 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) C.H Koubikana, J. Raymond and L. Lamarche (2017): Improving thermal response tests with wireline temperature logs (in press) J. Raymond, R. Therrien, L. Gosselin and R. Lefebvre (2011): A Review of thermal response test analysis Using pumping test concepts. Ground Water. J-M Ballard, C.H Koubikana and J. Raymond (2016): Développement des tests de réponse thermique automatisés et vérification de la performance des forages géothermiques d’un diamètre de 4,5 po. Rapport de recherches 1601. INRS AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 13 R ÉFÉRENCES

14 Journée des Sciences de la Terre (JSTE,2016) MERCI AMÉLIORATION DE LA CONCEPTION D’UN ÉCHANGEUR DE CHALEUR GÉOTHERMIQUE ET VÉRIFICATION IN SITU DE SA PERFORMANCE 14