Géostructures thermiques : verrous scientifiques et moyens d’étude

Abstract

Alors que nous consommons toujours plus d’énergie pour le chauffage et la climatisation de nos lieux de vie, les impératifs de lutte contre le changement climatique et la croissance de la population urbaine mondiale rendent crucial le recours à des sources d’énergies renouvelables. Parmi elles, les géostructures thermiques associent au rôle mécanique pour lequel elles sont conçues un rôle énergétique en captant l’énergie du sol de faible profondeur à l’aide de tubes échangeurs de chaleur connectés à une pompe à chaleur. Elles apparaissent donc comme une solution décarbonée, non intermittente, locale, à faible risque pour l’homme, aisément intégrable dans le mix énergétique et au taux de retour sur investissement raisonnable. Pourtant, certaines questions quant à leur dimensionnement thermomécanique, notamment en présence d’un écoulement souterrain en freinent toujours le développement à large échelle. Après avoir dressé un état de l’art détaillé pour rappeler les points d’achoppement subsistant, un groupe de pieux géothermique au sein d’un écoulement est étudié sous l’angle de la modélisation numérique et de la modélisation physique centrifugée. Les différents outils à disposition de la communauté scientifique pour lever les verrous restant sont présentés.