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La pelle mécanique pose délicatement la terre sur les capteurs géothermiques et les fibres optiques avant enfouissement total, sur la plate-forme expérimentale en géothermie du BRGM (Orléans, 2008). © BRGM - Alexandre Vrain

Une plateforme de tests et d'optimisation des échangeurs géothermiques superficiels

28.06.2016
C'est un outil unique en France. Créée en 2008 avec le soutien de la Région Centre et l'Europe, la plateforme Géothermie du BRGM est destinée à tester les performances des échangeurs géothermiques et à développer des outils et méthodologies novateurs.

Intégrant différents types d’échangeurs horizontaux, verticaux et compacts, connectés à une machinerie thermodynamique capable de reproduire les sollicitations d'un ensemble pompe à chaleur-bâtiment, la plateforme Géothermie dispose d'une station météo et d'une instrumentation de pointe, notamment un réseau de fibres optiques pour les mesures de température en sous-sol.

Modèles de corbeilles testés sur la plateforme géothermie dans le cadre du projet Micro-Géo. © BRGM

Modèles de corbeilles testés sur la plateforme géothermie dans le cadre du projet Micro-Géo. © BRGM

Un meilleur dimensionnement des échangeurs

"Plusieurs recherches récentes y ont été conduites, explique Mikaël Philippe, chef de projets. Elles visent principalement le dimensionnement des échangeurs géothermiques et l'optimisation de leurs performances, en simulant diverses conditions d'implantation et de fonctionnement. Avec Micro-Géo, projet en partenariat industriel dédié à l'habitat individuel, nous avons ainsi testé différents prototypes de corbeilles géothermiques raccordés à une même pompe à chaleur. Ces travaux ont débouché sur un outil, en cours d'interfaçage, qui permettra aux professionnels de dimensionner la solution proposée en fonction du contexte (localisation, surface, isolation…) de la maison individuelle concernée et de ses besoins en eau chaude, chauffage ou rafraîchissement."

Le projet Corgeosola (2013-2016) vise, lui, à optimiser le fonctionnement des corbeilles géothermiques enterrées entre 0,8 et 3,5 m de profondeur, en étudiant l'influence du sous-sol sur les échanges thermiques. "Nous avons implanté deux modèles de corbeilles mises au point par Terrendis France pour Micro-Géo, explique M. Philippe, l'une dans un sol optimisé au moyen d'une technique spécifique de compactage, l'autre dans un sol non travaillé, toutes deux raccordées au système thermodynamique de la plateforme. Les tests viennent de débuter. Ils doivent nous permettre d'évaluer les conditions de sol mais aussi d'humidité qui favorisent les échanges thermiques, en vue d'améliorer les conditions d'implantation des échangeurs et donc leurs performances."

Remblaiement d'une corbeille sur la plateforme géothermie avec arrosage et compactage à l'aiguille vibrante (projet Corgeosola). © BRGM

Remblaiement d'une corbeille sur la plateforme géothermie avec arrosage et compactage à l'aiguille vibrante (projet Corgeosola). © BRGM

Un suivi en continu

L’infrastructure informatique de la plateforme est également utilisée pour le suivi en temps réel du chauffage d'un bâtiment rénové de 370 m2 sur le site du BRGM, assuré par un système en boucle fermée, soit trois forages de 92 m raccordés à une pompe à chaleur desservant un ensemble de radiateurs basse-température, un écart de température réduit entre source (forages géothermiques) et émission (radiateur) permettant d’améliorer la performance énergétique.

"Nous avons instrumenté le système, explique M. Philippe, afin de suivre, minute par minute, les performances de l'installation : puissance extraite, puissance émise, consommation électrique, chaleur diffusée, refroidissement de la ressource… Les données recueillies sont très précieuses et ont vocation à être diffusées auprès des étudiants et des professionnels."

La plateforme assure également le suivi en continu d'installations de chauffage-rafraîchissement de deux chalets au moyen de puits canadiens, l'un raccordé à une pompe à chaleur (système air-air), l'autre comportant une installation de préchauffage électrique de l'air en circulation.

Autant de recherches qui, en favorisant la connaissance et l'amélioration continue du dimensionnement et du fonctionnement des installations, contribuent à la diffusion de la géothermie très basse-énergie, énergie renouvelable indispensable dans le futur mix énergétique.

Interface de suivi en temps réel du bâtiment chauffé par geothermie sur le site du BRGM. © BRGM

Interface de suivi en temps réel du bâtiment chauffé par geothermie sur le site du BRGM. © BRGM

POUR ALLER PLUS LOIN

En savoir plus sur la plateforme Géothermie du BRGM

BRGM - 3 avenue Claude-Guillemin - BP 36009 45060 Orléans Cedex 2 - France Tél. : +33 (0)2 38 64 34 34