Stockage thermique saisonnier dans un champ de puits géothermiques verticaux en boucle fermée.

Un nouveau modèle d'échangeur géothermique vertical en boucle fermée est proposé pour une utilisation dans l'environnement TRNSYS. Deux caractéristiques le distinguent des autres modèles. Il permet l'étude de champs de puits où la position de chaque puits est définie par l'usager et où deux réseaux indépendants de puits, un en mode charge et l'autre en mode décharge par exemple, peuvent être modélisés. Le modèle proposé mise sur la méthode de la ligne source finie couplée à la superposition spatiale et temporelle pour représenter le transfert de chaleur transitoire dans le sol. Le modèle proposé est validé avec succès par comparaison avec sept cas expérimentaux. De plus, ses résultats sont comparés à ceux issus du modèle DST. Dans un autre volet de cette étude, les méthodes de calcul d'un modèle de référence dans le domaine, le modèle DST, sont mises à jour. Les limitations de ce dernier sont mises en lumière par comparaison avec le modèle proposé. Ainsi, le modèle DST est inadéquat lorsque les puits de l'échangeur géothermique à modéliser ne sont pas répartis uniformément autour du centre du volume de stockage. De plus, un problème de discontinuité dans l'évolution de la température de sortie du fluide calculée par modèle DST est également exposé. Une brève section présente les modifications apportées au code source du modèle DST de manière à prendre en compte des géométries possédant deux réseaux indépendants de tubes en U où chaque puits contient un tube en U de chaque réseau. Cette modification vise l'étude du stockage thermique à basse température et l'amélioration de l'opération du stockage thermique. Des applications d'utilisation du modèle proposé et du modèle DST modifié sont présentées à l'intérieur de systèmes complexes de chauffage et de climatisation des bâtiments utilisant un stockage thermique dans le sol avec une recharge solaire. Une autre application du modèle proposé concerne la modélisation de quatre tuyaux formant deux tubes en U à l'intérieur d'un puits géothermique et branchés de façon à former deux réseaux indépendants. Cette étude démontre que le modèle proposé simule correctement l'évolution de la température du fluide à la sortie d'un échangeur géothermique. Il est donc recommandé de privilégier l'utilisation du modèle proposé plutôt que du modèle DST, surtout pour les champs de puits où les puits ne sont pas répartis uniformément autour du centre du volume de stockage.