Stock-E - Stockage de l’Energie

Stockage et déstockage supervisés dans un massif rocheux de l'énergie thermique produite par une installation solaire - Supervised rock-mass storage and release of thermal energy produced by a solar power unit – SOLARGEOTHERM

Résumé de soumission

L'utilisation de capteurs solaires thermiques aboutit à une production de chaleur fortement intermittente et décalée dans le temps par rapport aux besoins. La possibilité de stocker et de déstocker de façon optimale cette énergie dans un massif rocheux est étudiée et modélisée. Le projet s’attache à évaluer les capacités d’un massif rocheux pour le stockage et le déstockage de l’énergie thermique produite par une installation solaire, via un transfert de chaleur vers le sous-sol par sonde géothermiques. Le projet maîtrise complètement, par régulation, les paramètres de stockage et déstockage, en dehors de toute interférence d’utilisation parasite. Cette liberté de paramétrage permet de préparer dans les meilleures conditions la modélisation du comportement thermique du massif rocheux et des échanges sonde-massif. L’optimisation des échanges thermiques et l’équilibre dans le temps de ces échanges sont étudiés en paramétrant notamment les intervalles de stockage-déstockage non nécessairement inter-saisonniers.Le projet envisage un site d’étude implanté sur une formation géologique homogène, en dehors de tout aquifère ou de circulation d’eau dans des fractures. Le site d’étude est équipé de trois sondages géothermiques de 200 mètres de profondeur réalisés à proximité l’un de l’autre, de 40 m² de capteurs solaires thermiques et d'aérothermes faisant fonction de dispositif de dissipation thermique. Des lignes de sondes de température instrumentent les sondages. Une étude géologique de la fracturation du massif rocheux est menée par diagraphie sondage et géophysique de surface. Les paramètres thermo-physiques du massif rocheux font l'objet d'une acquisition sur des échantillons de roche carottée, et par la méthode du test de réponse thermique in-situ. Le comportement thermique du massif, celui du transfert thermique sonde-massif ainsi que celui du stockage et du déstockage de chaleur sont modélisés, et le calage des modèles réalisé sur la base des données recueillies par le dispositif expérimental dans le cadre de plans d'expérience établis. La durée totale du projet est de 36 mois. Le projet planifie la tâche de suivi du stockage et déstockage thermique sur deux cycles annuels complets. Le site d’étude, prévu dans les Pyrénées-Orientales, sera choisi à proximité d’installations publiques afin que les sondes et les capteurs solaires thermiques puissent éventuellement être réutilisés par ces installations à l’issue du projet. Le livrable final du projet Solargeotherm est un guide de conception et de bonnes pratiques des installations géothermiques utilisant la ressource du stockage dans un massif rocheux de l'énergie thermique produite par une installation solaire, avec l’objectif de restituer cette énergie pour satisfaire les besoins de chauffage l’hiver. Le projet n’aura aucun impact environnemental sur les aquifères, le stockage thermique étant réalisé hors aquifère. La ressource en eau n’est pas exposée. Le transfert de chaleur du sous-sol par sonde géothermique est un dispositif technique éprouvé, sans risque de colmatage, corrosion du dispositif ou contamination environnementale.Ce projet est directement impliqué dans la démarche de réduction des émissions de CO2 du secteur résidentiel. Cette implication apparaît dans la volonté d’utiliser une énergie thermique largement disponible et gratuite, mais déphasée par rapport aux besoins de chauffage, de la stocker notamment de façon inter-saisonnière, et de la restituer lorsque les besoins de chauffage de bâtiments se font sentir. Toutes les zones de socle (40% du territoire métropolitain environ) sont concernées par cette utilisation possible d’un massif rocheux comme réservoir de chaleur basse température. On peut également penser aux régions arides, où les aquifères se situent à plusieurs centaines de mètres de profondeur, avec des possibilités de stockage géologique à moyenne profondeur de calories, comme de frigories d'ailleurs.

Coordination du projet

Denis NGUYEN (BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES - BRGM)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES - BRGM

Aide de l'ANR 457 611 euros
Début et durée du projet scientifique : - 36 Mois

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