Système de pieux géothermiques

Résumé

Les pompes à chaleur géothermiques (GSHP) permettent d’extraire la chaleur du sol à partir des puits de forage. Dans le but d’assurer des besoins énergétiques à un coût relativement bas, nous avons étudié la possibilité d’extraire la chaleur à partir d’un système de pieux dans lesquels sont implantés des tuyaux en polyéthylène, ce qui nous épargne le coût dispendieux des forages. Après avoir passé en revue les modèles analytiques des échangeurs géothermiques verticaux, nous avons analysé les réponses thermiques de ces différents modèles. A l’aide du logiciel Pilesim, le modèle du nouveau bâtiment de résidence des étudiants de l’ETS-Montréal a été simulé. Ce bâtiment est constitué par 90 pieux de soutènement de longueur active 18 m, de diamètre 300 mm et la conductivité du sol est évalué in-situ à 2.3 W/mK. La pompe à chaleur de COP moyen 3.3 permet d’extraire au maximum en hiver 101 W/m tout en injectant en été 59 W/m. Des résultats, on note que pour les 614 MWh de besoins de chauffage, 54% sont satisfaits par le système des pieux. Quant aux 91.1 MWh des besoins de refroidissement, 72 % des besoins sont assurés par geocooling. Le reste est couvert par la pompe à chaleur grâce à son fonctionnement réversible. Par suite, les réponses thermiques obtenues par Pilesim ont été comparées à un code Matlab en utilisant le modèle de solide source cylindrique de Man et al.(2010). Une étude de rentabilité permet d’assurer que le projet sur une durée de vie de 20 ans est rentable. Pour un TRAM de 9 %, on a obtenu un TRI de 9.11 et la période de retour sur l’investissement est évaluée à 12 ans.

Date	13 août 2015
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Louis Lamarche (Directeur(-trice)) & Stanislaw Kajl (Codirecteur(-trice))