Synthèse du projet de
recherche Solargeotherm
Stockage et déstockage supervisés dans un massif rocheux de l'énergie thermique produite par une installation solaire
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 sondes
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. Une
fibre optique destinée aux mesures de température instrumente les
sondages. Une étude géologique de la fracturation du massif rocheux est
menée par sondage, diagraphie et géophysique de surface. Les paramètres
thermo-physiques du massif rocheux font l'objet d'une acquisition sur des échantillons
de roche, 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 42 mois. Le
projet planifie la tâche de suivi du stockage et déstockage thermique sur
deux cycles annuels complets.
Le dispositif expérimental du projet est implanté dans les Pyrénées-Orientales, sur la commune de Montauriol,
dans le contexte géologique des schistes cambriens du massif des Aspres. Le livrable final du projet
Solargeotherm est un guide de conception et de bonne pratique 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.
Le
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 à l'étranger 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.
Le coût total du projet est de 1 M€ HT. Le projet
s’inscrit dans le programme de recherche Stock-E (Stockage innovant de l’énergie)
de l’Agence nationale de la recherche (ANR). Les partenaires du projet bénéficient d’une aide financière de l’ANR
variant de 30% à 75% de leur part de dépenses dans le projet.
Les quatre
partenaires du projet sont le BRGM (SGR/LRO - Montpellier), le
laboratoire ELIAUS (Université de Perpignan UPVD), Dominguez-Energie SARL
(Argelès-sur-Mer), et le laboratoire PROMES (UPR CNRS 8521 - Perpignan).
Fiche d'identité du projet
Programme
ANR : Stock-E - Stockage innovant de l'énergie (2008)
Axe thématique : 2. Stockage de l’énergie thermique - Sous-thème : 2.1. Chaleur
sensible
Catégorie R&D : Recherche industrielle
N° de
dossier : ANR-08-STOCK-E-08-01
Acronyme
: SOLARGEOTHERM
Titre
: Stockage et déstockage supervisés dans un massif rocheux de l'énergie
thermique produite par une installation solaire
Mots-clés :
stockage ; énergie thermique ; énergie solaire ; massif rocheux ; réservoir
géologique ; roche sèche ; géothermie ; sonde géothermique ; plans d'expérience
; modélisation
Le projet SOLARGEOTHERM
est labellisé par le pôle de compétitivité DERBI.