Avec la première centrale géothermique de Trimmis, nous célébrons deux premières : notre premier projet sur le marché suisse et la première centrale que nous avons planifiée avec l'outil GHE.
Le logiciel est tout aussi intuitif à utiliser que notre sonde géothermique. Nous vous expliquerons à quel point il est facile de planifier et de mettre en œuvre un système avec Separatus.
Environnement du projet et conditions géologiques
Le projet concerne une nouvelle maison unifamiliale à construire dans la vallée du Rhin de Coire, qui sera construite selon la norme Minergie. L'efficacité énergétique du bâtiment est donc élevée et la demande d'un approvisionnement en chaleur durable et approprié est donc élevée.
Le bâtiment a une puissance de chauffage requise de 10,6 kW et une demande annuelle de chaleur de 14 MWh. En été, le bâtiment peut être refroidi avec une capacité de refroidissement maximale de 7,6 kW et une demande annuelle de refroidissement de 3,4 MWh. Le SCOP de la pompe à chaleur est de 4,5.
Le principal défi pour l’utilisation de l’énergie géothermique est la situation géologique. Le bâtiment est situé sur un cône d'éboulis constitué de gravier humide, de pierres et de terre. À une profondeur d'environ 80 mètres, une couche de moraine solide commence.
Les conditions géologiques ont été estimées sur la base de profils de forage de l'Office grison de la nature et de l'environnement et ensuite validées en collaboration avec la société de forage MR Erdwärme. L'entreprise fait partie du réseau separatus et connaît très bien la géologie de la région.
Sur la base de cette évaluation géologique, la conductivité thermique du sous-sol a été définie dans le GHEtool. Deux couches de sol ont été utilisées : 80 mètres de gravier humide (λ = 1 W/mK) comme couche supérieure et 20 mètres de molasse (λ = 1,8 W/mK) en profondeur. Les inscriptions ont été effectuées conformément aux exigences de la norme SIA 384/6.
Configuration du champ de forage et conception hydraulique
Le champ de forage prévu comprend trois forages distincts, chacun d'une longueur de 100 m. Ils sont disposés selon une disposition triangulaire avec un espacement des sondes de 10 m et connectés en parallèle. Les trous ont un diamètre de 132 mm et sont remplis d'un remblai thermiquement amélioré (λ = 2 W/mK).
Pour la simulation dans le GHEtool, un fluide de saumure avec une teneur en glycol de 25 % et un débit volumique de 1 m³/h a été utilisé. Il en résulte un nombre de Reynolds de 2936, ce qui signifie que l'écoulement dans la zone de transition est proche de la région turbulente.
Résultats
La simulation a été réalisée sur une période de 50 ans. Cela a donné lieu à une résistance effective du forage de 0,13 mK/W. La température moyenne maximale calculée du fluide est de 20,27 °C, la température moyenne minimale du fluide est de -1,45 °C.
La courbe de température sur toute la période de simulation montre une évolution stable et est présentée dans le diagramme ci-dessous. Les résultats confirment que le projet avec séparatus est réalisable dans les conditions données.
Résultats:
Le GHEtool s'est avéré dans ce projet un logiciel convivial et puissant pour le dimensionnement de sondes géothermiques séparées. Cependant, le savoir-faire des experts locaux est indispensable pour une conception solide dans la géologie locale difficile. Dans notre cas, l’entreprise de forage MR Erdwärme était un partenaire clé – expérimentée, ancrée régionalement et très familière avec les conditions géologiques. Nous sommes fiers et reconnaissants d'avoir MR Erdwärme à nos côtés comme partenaire d'installation séparé solide pour les cantons des Grisons et du Tessin.
La simulation avec l'outil GHEtool a clairement confirmé la faisabilité du système Separatus dans les conditions données. Grâce à l'étroite collaboration avec nos deux partenaires réseau présentés dans cet article, nous attendons avec impatience l'installation prochaine du premier système Separatus en Suisse.
À l'origine, l'utilisation de sondes mono-U de 40 mm de diamètre était prévue. Grâce à une comparaison de scénarios, cette configuration a été facilement convertie en sondes séparées et comparée. La présentation graphique claire des résultats de simulation issus de plusieurs scénarios permet une communication transparente de la conception technique et une implication précoce des chefs de projet.
Mise en œuvre avec MR Geothermal Energy
Trois sondes géothermiques distinctes, chacune de 100 mètres de long, ont été installées sur l'ancien cône de Trimmis. Les conditions géologiques nécessitaient un forage au marteau avec tubage continu jusqu'à la profondeur finale. Ce terrain difficile exige une expertise considérable en forage.
La mise en œuvre s'est déroulée avec une fluidité d'autant plus remarquable : la première sonde a été installée en moins de cinq minutes. Un nouveau record, rendu possible grâce à la collaboration étroite de notre partenaire de forage, MR Erdwärme. Les graphiques et les vidéos illustrent l'installation intuitive de notre sonde et l'utilisation des outils nécessaires.
Pouvons-nous même surpasser ce record ? Nous sommes prêts à relever de nouveaux défis. Toute personne souhaitant explorer de nouvelles pistes en géothermie est la bienvenue ; nous sommes impatients de participer à d'autres projets passionnants.
