Note ABES Etude de l'impact des conditions géologiques et climatiques sur l'efficacité énergétique des systèmes géothermiques de surface Study of geological and climatic conditions impact on energy efficiency of surface geothermal systems Systèmes géothermiques de surface Efficacité énergétique Conditions géologiques Conditions climatiques Geothermal systems Energy efficiency Geological conditions Climatic conditions 621.04 621.44 Énergie géothermique Effets de l'environnement Énergie de surface Transfert d'énergie Humidité du sol Sols Propriétés thermiques Échangeurs de chaleur Les systèmes géothermiques de surface extraient l’énergie du sol via un fluide caloporteur circulant dans un échangeur pour une profondeur ne dépassant pas 200 m. Deux typologies d’échangeurs sont généralement utilisées : les systèmes avec échangeurs verticaux, principalement affectés par les conditions géologiques ; et les échangeurs horizontaux, plus proches de la surface du sol, impactés essentiellement par les conditions climatiques. Dans le sol, les échanges thermiques sont majoritairement des transferts de chaleur par conduction. Ainsi, les propriétés thermo-physiques du sol influencent la quantité d’énergie extraite par les échangeurs. Afin de quantifier les propriétés thermo-physiques d’un sol sous l’influence des conditions géologiques et climatiques, deux dispositifs expérimentaux sont élaborés, conçus, instrumentés et validés au sein de notre laboratoire. Les résultats expérimentaux enrichissent les connaissances scientifiques sur le comportement hydrique d’un sol soumis à des événements pluvieux et l’impact de la contrainte verticale sur les propriétés thermo-physiques d’un sol. De plus, une étude numérique, à partir d’une modélisation 2D par éléments finis d’un échangeur airsol, évalue les performances énergétiques de ce dernier en fonction de différentes humidifications du sol et différents scénarios de pluie. Les résultats numériques révèlent ainsi l’intérêt d’utiliser un sol d’enrobage très humide pour accroître significativement les performances énergétiques d’un échangeur air-sol. Surface geothermal systems extract energy from the ground via a fluid circulating in an exchanger at a depth not exceeding 200 m. Two typologies of exchangers are generally used: systems with vertical exchangers, mainly affected by geological conditions; and horizontal exchangers, closer to the surface of ground, impacted mainly by weather conditions. Thermal exchanges in the soil are mainly conduction heat transfers. Thus, thermo-physical properties of soil influence, mostly, energy extracted by exchangers. In order to quantify influence of geological and meteorological conditions on thermo-physical properties of soil, two experimental devices are developed, designed, instrumented and validated. The experimental results provide more appropriate scientific knowledge on hydric behavior of a soil subjected to rain events and influence of compactness on thermal properties of soil. In addition, one numerical study, based on a finite element 2D modeling of an earth-air heat exchanger, evaluates their energy performance under different soil moisture conditions and rain scenarios thus revealing the utility of water to significantly improve its performance. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 42509381 Université de Strasbourg Strasbourg 2018-12-31 https://theses.hal.science/tel-01716379 application/pdf 42416741 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2017/Cuny_Mathias_2017_ED269.pdf http://www.theses.fr/2017STRAD028/abes https://theses.hal.science/tel-01716379 https://theses.hal.science/tel-01716379 https://theses.hal.science/tel-01716379 Cuny Mathias 1991-03-22 FR 224472917 21417076 https://theses.fr/2017STRAD028 2017STRAD028 https://doi.org/10.70675/96d9699bzb2acz49b7z8f54zac245772ce8b 2017-09-29 Energétique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Siroux Monica MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 113562950 Fond Christophe MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 060558628 Salagnac Patrick MADS_PRESIDENT_DU_JURY 120527871 Feidt Michel MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 028819276 Lin Jian MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 144721198 Salagnac Patrick MADS_RAPPORTEUR_1 120527871 El Ganaoui Mohammed MADS_RAPPORTEUR_2 070960577 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 MA 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR7357 176969721 260728 ddc:620 Siroux Monica Fond Christophe Salagnac Patrick Feidt Michel Lin Jian Salagnac Patrick El Ganaoui Mohamed École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 42509381