Impacts des milieux géologiques sur la conception, la simulation et la performance des échangeurs géothermiques verticaux couplés à une pompe à chaleur

 

Louis Gosselin

Université Laval

 

Domaine : énergie

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2012-2013

Le chauffage et la climatisation des bâtiments représentent près du tiers de la consommation énergétique au Canada et peuvent générer de grandes quantités de gaz à effet de serre. L'énergie géothermique, qu'on peut utiliser pour le chauffage et la climatisation, est reconnue comme une source d'énergie renouvelable particulièrement prometteuse. Ce marché a connu au cours des dernières années une croissance soutenue. Dans le cadre de ce projet, nous étudierons des échangeurs verticaux en boucle fermée couplés à une pompe à chaleur, soit la configuration la plus utilisée au Québec. Les outils de design et de simulation actuels simplifient les milieux géologiques (par exemple : homogénéité, pas de flux hydraulique ou de changement de phase de l'eau dans le sol, etc.) ce qui amène souvent une grande incertitude et mène les concepteurs à surdimensionner les systèmes. Cela tend à augmenter les coûts de la géothermie. Le projet proposera une classification des milieux géologiques types et de leur potentiel géothermique. Des modèles numériques seront conçus et exploités pour mettre en évidence l'effet des milieux géologiques sur les échangeurs verticaux. Une attention particulière sera portée au lien sol-bâtiment. Un programme expérimental de suivi d'échangeurs géothermiques existants est proposé. Finalement, de nouveaux outils et de nouvelles règles de conception seront développés afin de mieux tenir compte des milieux géologiques. À long terme, le projet permettra de réduire les coûts de la géothermie, et donc de favoriser l'essor de ce type de système de chauffage et de climatisation.