Délimitation du panache thermique d'un système géothermique utilisant des puits à colonne permanente installés dans un aquifère fracturé hétérogène.

« RÉSUMÉ : Dans un contexte de transition énergétique, les systèmes constitués de pompes à chaleur géothermiques couplées à des puits à colonne permanente sont une solution efficace pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et gérer les pointes de consommation énergétique associées au chauffage et à la climatisation des bâtiments. Les puits à colonne permanente reposent en partie sur la recirculation de l’eau souterraine dans un puits ouvert au roc, réalisée au moyen d’une pompe submersible et d’un tube de réinjection généralement placés aux extrémités opposées du puits. Il est possible d’exercer une saignée qui consiste à détourner occasionnellement une fraction de l’eau souterraine des puits à colonne permanente vers un ou plusieurs puits d’injection pour générer un écoulement radial de l’eau souterraine et ainsi favoriser le transfert de chaleur par advection. Cette purge permet alors d’améliorer momentanément la performance thermique des pompes à chaleur ou de les maintenir en opération. En raison du contact direct de l’eau souterraine avec les parois du forage et du principe de la saignée, les puits à colonne permanente sont associés à des longueurs réduites d’échangeur de chaleur souterrain comparativement aux systèmes en boucle fermée. Ils peuvent aussi s’implanter dans des environnements hydrogéologiques plus variés que les systèmes en boucle ouverte. Le transfert de chaleur entre les puits géothermiques et le milieu géologique a pour effet d’altérer les températures du sol autour de l’échangeur de chaleur souterrain. Les altérations de température peuvent être représentées par un panache thermique dont l’intensité et la forme dépendent principalement de l’importance des charges thermiques imposées ainsi que des propriétés thermiques et hydrauliques du milieu géologique.»