Etude de l'effet d'un écoulement sur le transfert de chaleur induit par un groupe de pieux géothermiques
Sahar Hemmati  1, *@  , Badr Ouzzine  2@  , Jean De Sauvage  2@  , Philippe Reiffsteck  3@  
1 : Sols, Roches et Ouvrages Géotechniques
Université Gustave Eiffel
2 : Université Gustave Eiffel, IFSTTAR, GERS-SRO
Ministère de la Transition écologique et solidaire, Ministère de l'enseignement supérieur, de la recherche et de l'innovation
3 : Université Gustave Eiffel, IFSTTAR, GERS-SRO
Ministère de la Transition écologique et solidaire, Ministère de l'enseignement supérieur, de la recherche et de l'innovation
* : Auteur correspondant

L'évolution actuelle des villes nécessite des quantités d'énergie grandissantes et les enjeux écologiques actuels, soutenus par les réglementations thermiques régissant les nouvelles constructions poussent au développement d'énergies propres et renouvelables. C'est dans ce contexte que se développent les fondations géothermiques et notamment les pieux géothermiques. Il s'agit d'une solution de géothermie de basse énergie où des tubes en polyéthylène sont fixés aux cages d'armature et dans lesquels circule un fluide calorifique. Il est donc possible de puiser la chaleur du sol afin de chauffer le bâtiment en hiver et inversement en été. On confère donc un rôle énergétique d'échange de chaleur aux fondations qui n'avaient jusqu'alors qu'un rôle mécanique de stabilité.

L'injection ou le prélèvement de chaleur dans le sol génère une modification de la température qui se déplace d'autant plus rapidement que l'écoulement souterrain est fort. Le déplacement de cette anomalie thermique et peut générer des interactions positives ou négatives entre les fondations d'un bâtiment.

Un modèle numérique a été créé sur COMSOL dans le but de simuler l'impact de l'écoulement souterrain sur le panache thermique. Il s'agit d'un groupe de 4 pieux liés entre eux par un radier et dont le chargement thermique n'est pas symétrique dans la mesure où un seul des pieux est chauffé. Par ailleurs, le système de chauffage du pieu se fait par grâce à la simulation d'un écoulement d'eau à l'intérieur du pieu à une température imposée. Une étude paramétrique concernant la puissance thermique échangée par le pieu avec le sol selon la vitesse et la température de cet écoulement est alors réalisée.


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