[projet] Stockage intersaison

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Christophe68
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Re: Stockage intersaison

Message par Christophe68 »

lousavalo a écrit :A DLSC, il y a 52 maisons. On veut donc diviser le volume de stockage par 52. Cela revient à effectuer une réduction du modèle DLSC de la racine cubique de 52, qui vaut environ 3,7. On veut réduire à l'échelle 1/3,7 .

Cependant, si on effectue une réduction de 3,7 du modèle de DLSC, la surface de contact va être, elle diminuée de 3,7² = 13.69. Il faudrait que la surface de contact soit diminuée de 52 pour avoir le bon ratio. La surface de contact est donc encore 3.7 fois trop importante pour avoir le même résultat.

Ce que je ne comprend pas dans votre raisonnement, c'est que le volume diminue bien plus vite que la surface, et que par conséquent, si on diminue le volume d'une certaine échelle fixée, alors la surface restera trop grande, et non trop petite, pour avoir ce même ratio surface/volume.
Oui, c'est ça, le volume diminue plus vite que la surface. La capacité de stockage proportionnelle au volume diminue plus vite que la déperdition liée à la surface, d'où déperdition plus rapide.
lousavalo a écrit :Si on retourne à notre exemple, il y a à DLSC 5040 mètres de forage. Si on divise par 3.7, puis encore par 3.7 pour avoir le bon ratio, on tombe à 368 mètres de forage ...
Pas exactement. Le pas des forages dépend de la période des cycles (et des caractéristiques thermiques de la terre qui varient beaucoup d'un endroit à l'autre), tandis que la capacité de stockage dépend du volume.
Donc si on veut diminuer la capacité par 52 tout en préservant la même période (un an) on garde le même pas (2,25m) et on divise la longueur par 52 soit 97m.
lousavalo a écrit :Il me reste une inconnue, c'est la quantité de terre en volume que DLSC arrive à chauffer, afin de pouvoir faire une estimation du nombre de forages.
Leur pas est de 2,25m entre forages, ce qui donne 5m3 de terre par mètre de forage.
Soit au total 5*5040=25200m3 de terre.

Il faut préciser que leurs maisons sont particulièrement bien isolées, avec pour données selon leur source 2012-2013:
http://www.dlsc.ca/reports.htm
Un besoin annuel par maison de 13Mw/h.
La moitié seulement est couverte par les forages, l'autre moitié par les réservoirs tampons de 120m3 (soit 2,4m3 par maison). Le tampon permet de lisser les échanges thermique des forages, ce qui permet d'augmenter le pas.

Ce qui nous fait par maison, 485m3 pour 6500 Kw/h, soit 13,4Kw/h par m3.
Avec une capacité thermique de 0,6Kw/h par m3 et par degré, on obtient un dT de 22° cumulé par an.

Après 5 ans d'exploitation, les pertes restent encore élevées, 50%. Mais elles vont encore diminuer avec le temps, mais de en plus lentement, en raison du mode de diffusion de la température en terre.

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Terran
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Re: Stockage intersaison

Message par Terran »

Terran a écrit :
Christophe68 a écrit : J’ai réalisé une modélisation pour simuler le comportement (je suis un matheux et informaticien).
Mais le problème qui s’est posé est que la terre se comporte comme un isolant et que la chaleur reste concentrée autour des puits et à du mal à ce propager, ce qui oblige à resserrer l’interval entre les forages et par conséquent augmente le coût.
Bonjour Christophe
Je ne suis ni spécialement matheux ni informaticien et je le déplore.
Tu sembles regretter que la terre se comporte comme un isolant, je trouve que c'est précisément un avantage car si elle se comportait comme un conducteur, toutes les calories s'enfuiraient dare-dare.
En fait si tu as modélisé, en mettant en équation diffusivité, effusivité, inertie thermique de la terre, tu as dû arriver à la conclusion qu'elle présente un compromis de stockage intéressant. Il faut sans doute optimiser la forme du volume de stockage et donc réfléchir à la profondeur et la distance entre les forages.
Il semble évident que le rapport idéal "volume / surface" de stockage soit une sphère. Ce qui s'en rapproche le plus serait un cylindre dont le diamètre serait égal à la hauteur. C'est la solution adoptée par DLSC.
Le problème essentiel serait le prix.
Est-ce qu'un foreur va facturer plus cher 10 forages de 20m que 2 forages de 100m ?
Je n'ai pas la réponse, il faudrait poser la question à un foreur.
Je reviens à cette question abordée ci-dessus avec Christophe68 lors d'un échange déjà ancien : « Est-ce que 10 forages de 20m coûtent plus cher que 2 forages de 100m ? »
J'ai contacté un foreur et il m'a répondu que les prix devraient être équivalents.
Intéressant non !!


Par ailleurs, content que le stockage inter saisonnier revive. Cela me redonne un peu d'énergie. En ce moment j'en suis à essayer de faire le logiciel qui va gérer le projet dont je parle sur mon site. Bricoler l'informatique avec des neurones qui vont sur 80 balais, ce n'est pas évident.
Au début j'ai cru que l'utilisation d'Arduino était facile et qu'il n'y avait qu'à puiser dans des librairies existantes. C'est vrai, mais à condition d'avoir des notions de programmation. Il y a bien des forums Arduino très utiles pour des questions simples. Pour des problèmes plus compliqués on est facilement largué. Ah.. si j'avais fait une carrière de programmeur en langage C++ il y a longtemps que tout serait terminé.
J'ai quand même réussi à faire des portions de programme : mesures d'une vingtaine de températures (capteurs onewire 18B20), mesure des débits (débitmètres à effet Hall), régulation avec hystérésis, commande de vannes motorisées, etc.. Reste à rassembler tous ces petits programmes bout à bout, et à mettre les données sur graphique, si possible en temps réel. Je pense que j'en verrai le bout.
J'ai bien un petit-fils qui, sans être informaticien pourrait me tirer d'affaire car il réfléchit vite et bien, mais il est encore à l'école et a besoin de tout son temps.
De temps en temps, pour changer un peu j'avance un peu la plomberie, ça repose les méninges.

Christophe68
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Re: Stockage intersaison

Message par Christophe68 »

Terran a écrit :Je reviens à cette question abordée ci-dessus avec Christophe68 lors d'un échange déjà ancien : « Est-ce que 10 forages de 20m coûtent plus cher que 2 forages de 100m ? »
J'ai contacté un foreur et il m'a répondu que les prix devraient être équivalents.
Intéressant non !!
Oui, je m'en étais un peu douté.
Mais ça reste encore très cher malheureusement.
Terran a écrit :Bricoler l'informatique avec des neurones qui vont sur 80 balais, ce n'est pas évident.
Au début j'ai cru que l'utilisation d'Arduino était facile et qu'il n'y avait qu'à puiser dans des librairies existantes. C'est vrai, mais à condition d'avoir des notions de programmation. Il y a bien des forums Arduino très utiles pour des questions simples. Pour des problèmes plus compliqués on est facilement largué.
Je comprends. Il faut y aller doucement et ne pas hésiter à faire part de ses difficultés sur le forum de référence sur le site officiel Arduino.

lousavalo
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Re: Stockage intersaison

Message par lousavalo »

Christophe68 a écrit : Pas exactement. Le pas des forages dépend de la période des cycles (et des caractéristiques thermiques de la terre qui varient beaucoup d'un endroit à l'autre), tandis que la capacité de stockage dépend du volume.
Donc si on veut diminuer la capacité par 52 tout en préservant la même période (un an) on garde le même pas (2,25m) et on divise la longueur par 52 soit 97m.
Ok, c'est bien ce que je pensais au début, on prend le modèle, on divise par 52.

Donc Terran, avec ses deux forages de 100 mètres, devrait être plutôt bon, si sa maison consomme les 13 Mwh. Mais j'imagine qu'un seul tube aura bien plus de pertes (car plus de surface en contact avec la terre froide) qu'une structure cylindrique comme à DSLC.

Le problème de la construction d'un étang pour le stockage est le risque de rupture et de fuite du film protecteur ... La solution forage me semble plus durable, car le polyéthylène est virtuellement non biodégradable ... Les forages vont bien durer 100 ans, alors que la méthode avec le lac me semble avoir une bien plus faible pérennité, enfin il me semble ...

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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par youn260 »

bonjour
je suis toujours septique sur ce mode de stockage
il faut faire des sondages avant d'étudier ce mode de stockage
en effet si votre zone est traversée par une veine d'eau ou meme tres humide
elle ne stockera jamais rien
et en France le risque est tres important
si c'est de la roche c'est les forages qui posent problème

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Terran
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Terran »

youn260 a écrit :bonjour
je suis toujours septique sur ce mode de stockage
il faut faire des sondages avant d'étudier ce mode de stockage
Faire des sondages à 85 m, vu le prix autant faire le forage directement.
De toute façon le forage est fait pour la PAC à géothermie verticale.
Le stockage est un usage collatéral.
youn260 a écrit : en effet si votre zone est traversée par une veine d'eau ou meme tres humide
elle ne stockera jamais rien
Si elle est très humide, la conductivité de la formation en serait augmentée, et d'après les modélisations de Christpophe, ce serait favorable.

youn260 a écrit : si c'est de la roche c'est les forages qui posent problème
Pas du tout. Au contraire, les foreurs préfèrent les terrains durs, voir granitiques, car ils ne sont pas obligés de tuber.
Le granit ? Les trépans modernes ça les fait rigoler !

lousavalo
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par lousavalo »

Terran a écrit :
youn260 a écrit : en effet si votre zone est traversée par une veine d'eau ou meme tres humide
elle ne stockera jamais rien
Si elle est très humide, la conductivité de la formation en serait augmentée, et d'après les modélisations de Christpophe, ce serait favorable.

Si la terre est traversée par une veine d'eau, alors l'eau qui sera à 12°C va emporter avec elle toutes les calories contenues dans la terre ...

Christophe68
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Christophe68 »

lousavalo a écrit :Donc Terran, avec ses deux forages de 100 mètres, devrait être plutôt bon, si sa maison consomme les 13 Mwh. Mais j'imagine qu'un seul tube aura bien plus de pertes (car plus de surface en contact avec la terre froide) qu'une structure cylindrique comme à DSLC.
Oui, il y a une question de géométrie. La diffusion ne sera pas la même avec un seul forage.
Voici un graphique qui permet d'illustrer la situation:
Image
Vue en coupe d'un réseau de forages, échelle de températures verticale.

Lorsqu'on injecte les calories, dans un premier temps la température va augmenter au voisinage des puits, courbe A.
Une fois que le chaleur a diffusée jusqu'à une distance correspondante à la moitié de celle entre les puits, on peut commencer à chauffer un volume de terre conséquent, courbe B.
Lorsqu'on puise les calories, courbe C, dans un premier temps, la chaleur sera puisée au voisinage des puits, jusqu'à ce qu'elle a le temps de diffuser. Cette caractéristique (hystérésie) va dégrader les performances du stockage (chute de température).
Dans le cas d'un forage unique, cet effet est accentué, la chaleur va se propager avant qu'on puisse la récupérer.
L'hystérésie est inversement proportionnelle à la longueur cumulée des puits, d'où l'intérêt de les resserrer.
Une partie de la chaleur va diffuser en dehors du réseau. Partie d'autant plus importante que le réseau est petit, d'où la notion de dimension critique, que j'estime à la louche entre 50 et 200Mw/h par an. Je n'ai pas cherché à approfondir car je suis arrivé à la conclusion que la solution du bassin était plus efficace.

La diffusion de la chaleur est assez complexe à aborder.
Il y a un bon site qui explique ça de manière pédagogique ici:
http://robert.mellet.pagesperso-orange. ... iff_01.htm

Maintenant le cas de Terran est un peu différant car les puits ont déjà servi depuis longtemps, il y a un creux de température au voisinage des puits.
Il peut injecter des calories pour rééquilibrer et limiter la chute de température (ça se fera naturellement s'il arrête de puiser des calories, mais plus lentement). mais il ne pourra pas monter haut en température.

Une autre façon bon marché pour rééquilibrer serait de faire une dérivation pour faire circuler l'eau entre les puits et la dalle chauffante, pendant les périodes de canicule, ce qui permettrait de bénéficier d'une climatisation douce.

La solution du bassin est la plus performante économiquement, pour une couverture en 100% solaire.
Image
Exemple de conception simple d'un petit bassin, pour un besoin d'environ 100Mw/h par an (selon région).
Le dessus est recouvert de PSE (polystyrène expansé), posé directement sur l'eau, surmonté d'une dalle de mortier sertie de tuyaux, qui sert à la fois de lest pour la résistance aux intempéries, tout en assurant la fonction de capteur solaire bon marché.

A titre de comparaison, l'installation complète DLSC à coûté $7.000.000.
J'aurais pu leur construire un bassin de 60m de coté pour (beaucoup) moins cher, avec un résultat au moins aussi bon.
Pour un bassin collectif, on doit pouvoir proposer une solution clef en main, avec un ROI de 15-20ans, ce qui ouvre des possibilités de réalisation à grande échelle.
lousavalo a écrit :Le problème de la construction d'un étang pour le stockage est le risque de rupture et de fuite du film protecteur ... La solution forage me semble plus durable, car le polyéthylène est virtuellement non biodégradable ... Les forages vont bien durer 100 ans, alors que la méthode avec le lac me semble avoir une bien plus faible pérennité, enfin il me semble ...
La rétention de l'eau ne devrait pas causer de problème. On sait le faire depuis longtemps, technique éprouvée. Une couche d'argile peut suffire à garantir l'étanchéité. Une petite fuite n'est pas gênante, on peut la compenser en dérivant une partie de l'eau de pluie.
youn260 a écrit :il faut faire des sondages avant d'étudier ce mode de stockage
en effet si votre zone est traversée par une veine d'eau ou meme tres humide
elle ne stockera jamais rien
Oui, c'est un paramètre à prendre en compte, en particulier s'il y a un mouvement transversal. Si l'eau est statique ce n'est pas gênant.
En Alsace par exemple, on a la nappe phréatique à 5-10m sous le sol. Ce qui exclu la solution des forages, mais pas du bassin. Dans ce cas, on aura à terme un gradient de température linéaire, entre le sol du bassin et la nappe. 10m de terre équivalent à environ 30cm de PSE.

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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Terran »

lousavalo a écrit : Si la terre est traversée par une veine d'eau, alors l'eau qui sera à 12°C va emporter avec elle toutes les calories contenues dans la terre ...
Si un puits de 100m par exemple, est traversé par un veine de 50cm ( c'est déjà beaucoup) la perte de calories va être proportionnelle au Delta T (Delta entre le fluide caloporteur et l'eau de la veine) et la surface de contact. Plus quelques pouième de la surface de terre autour du puits.
Normalement 0.5% mettons 1%.
Ah bien sur, si la veine est une rivière souterraine !
Dans ce cas, ça se sait .
Sinon, au dessus et en dessous de la veine le stockage reste possible.

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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Terran »

Christophe68 a écrit : Une autre façon bon marché pour rééquilibrer serait de faire une dérivation pour faire circuler l'eau entre les puits et la dalle chauffante, pendant les périodes de canicule, ce qui permettrait de bénéficier d'une climatisation douce.
J'y avais pensé, mais je ne l'ai pas fait. J'ai eu peur de la condensation, phénomène désagréable et dégradant pour les matériaux. J'ai même bricolé une petite feuille de calcul qui indique le point de rosée.(ci-jointe) . L'été on tombe en plein dedans.
Et puis il y a aussi de la plomberie qui s'ajoute, sans compter que l'eau des puits est glycolée, alors que celle de la dalle ne l'est pas.
lousavalo a écrit :Le problème de la construction d'un étang pour le stockage est le risque de rupture et de fuite du film protecteur ... La solution forage me semble plus durable, car le polyéthylène est virtuellement non biodégradable ... Les forages vont bien durer 100 ans, alors que la méthode avec le lac me semble avoir une bien plus faible pérennité, enfin il me semble ...
Christophe68 a écrit : La rétention de l'eau ne devrait pas causer de problème. On sait le faire depuis longtemps, technique éprouvée. Une couche d'argile peut suffire à garantir l'étanchéité. Une petite fuite n'est pas gênante, on peut la compenser en dérivant une partie de l'eau de pluie.
.
On ne peut pas faire confiance à un liner sur une grande période ( les rongeurs s'y attaquent). Je serais aussi partisan de l'argile, quitte à y mélanger de la bentonite et du colmagel.
(Le colmagel est une sorte de polymère neutre qui gonfle en présence d'eau)
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Balajol »

Bonjour Terran et tous,
Le Fichier est protégé par un mot de passe.
Cdt
Bertrand
-6 m2 en auto-vidange (Circuit Fermé, eau pure sans glycol), Capteurs sous polycarbonate 16 mm (toiture local)
-9 m2 WEISHAUPT et ballon 1000L circuit pressurisé glycolé ; 2 Solareg Genius II; Domoticz
Compte rendu de mon installation ici(1er champ)

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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Terran »

La feuille s'ouvre avec "OpenOffice.calc "(Tableur en Open Source)
Toutes les cellules sont protégées sauf celles où on peut rentrer les valeurs (D5 et D6)
Si on ne protégeait pas les autres cellules et que tout le monde puisse modifier les calculs la durée de vie de la feuille serait limitée.
Ce fichier contient des macros, peut-être faut-il désactiver l'antivirus ou le pare feu le temps de télécharger?
Je viens de vérifier et je poste le même fichier.
Fichiers joints
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Balajol »

Bonsoir Terran
J'ai essayé de l'ouvrir sous excel :sad: , Toujours le problème de la compatibilité :sad:
Je suis Equipé Office, je n'ai pas l' utilité d'installer du "Libre" (Déjà Beaucoup de monde sur le PC ;-) )
Tant pis pour moi :cool: , bonne continuation.
Cordialement
Bertrand
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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par Christophe68 »

Terran a écrit :J'y avais pensé, mais je ne l'ai pas fait. J'ai eu peur de la condensation, phénomène désagréable et dégradant pour les matériaux. J'ai même bricolé une petite feuille de calcul qui indique le point de rosée.(ci-jointe) . L'été on tombe en plein dedans.
Oui, il faut rester au dessus du point de rosée (qui dépend des conditions météo).
Ca peut se faire avec Arduino, avec un capteur d'humidité.
Terran a écrit :Et puis il y a aussi de la plomberie qui s'ajoute, sans compter que l'eau des puits est glycolée, alors que celle de la dalle ne l'est pas.
Oui certe, il faut trouver la soution. Eau glycolée dans la dalle, échangeur, ou eau partout avec purge été/hivers .

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Re: [projet] Stockage intersaison

Message par lousavalo »

En continuant les recherches sur le projet de stockage inter saisonnier, je suis tombé sur cet article de recherche, qui propose une structure avec 24 forages de 25 mètres chacune, qui propose un rendement à 30-40 pourcents. Il s'agit d'un situation intermédiaire entre celle du lotissement et de la maison individuelle, avec un besoin annuel de 43900 kw/h à stocker.

http://infoterre.brgm.fr/rapports/85-SGN-584-EAU.pdf

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