FORMATION
Install Magazine 1009 – novembre 2026
Des méthodes d’essai plus efficientes pour les forages géothermiques
La thèse primée de Bart Vandenhout (KU Leuven)
Un banc d’essai spécial a été construit pour déterminer les performances des différentes méthodes de TRT.
Un banc d’essai spécial a été construit pour déterminer les performances des différentes méthodes de TRT.
Afin d’encourager la recherche dans le domaine des pompes à chaleur, la Warmtepomp Platform (WPP), fédération sectorielle au sein de l’ODE, récompense chaque année un travail de fin d’études prometteur. Cette année, le prix a été décerné à Bart Vandenhout (KU Leuven) pour sa thèse de master ‘Thermal Response Tests for Geothermal Borefields’, lors du Symposium WPP. En voici les grandes lignes.
Dimensionner correctement les champs de forage
Le coût des forages est un obstacle majeur au déploiement des pompes à chaleur géothermiques. Il faut donc dimensionner le champ de forage avec la plus grande précision possible. Aujourd’hui, cette opération repose souvent sur des estimations et des valeurs indicatives de paramètres cruciaux (conductivité thermique et température du sol au repos, résistance thermique du puits de forage). Une marge de sécurité est généralement appliquée pour éviter toute défaillance due à un sous-dimensionnement, ce qui rend le forage plus coûteux.
Un essai de réponse thermique (TRT) permet un dimensionnement plus précis. Ce procédé consiste à faire circuler de l’eau de manière contrôlée dans un forage d’essai, tout en mesurant la réponse thermique en continu. L’un des inconvénients de cette méthode est sa durée : trois à quatre jours. Bart Vandenhout a étudié des approches innovantes pour réduire le temps nécessaire à un TRT.
Des méthodes innovantes
Une première piste a consisté à intégrer un modèle de forage en régime transitoire au TRT. Cette méthode exploite les effets d’échange thermique à court terme pour calculer les propriétés thermiques du forage. Il n’est plus nécessaire d’attendre que le comportement thermique se stabilise, car les données de mesure issues des premières phases d’essai peuvent être exploitées. Appliquée à un ensemble de données de Terra Energy, une entreprise spécialisée en géothermie, cette approche permet de réduire la durée des essais d’environ un quart, générant un gain de temps et d’argent considérable.
Une deuxième piste a porté sur un type alternatif de TRT. La norme actuelle est le Constant Power TRT (CP-TRT), où la puissance dans la boucle souterraine est maintenue constante. Une alternative est le Constant Inlet Temperature TRT (CIT-TRT), qui maintient constante la température de l’eau en circulation. Pour évaluer les performances de cette méthode, un équipement spécifique, pouvant réaliser ces deux types de test, a été mis au point, puis testé expérimentalement avec la société LOBO Boringen. Les essais ont révélé que le CIT-TRT est moins stable et plus sensible aux facteurs externes, tels que les fluctuations de la température extérieure, ce qui rend les données moins fiables. En revanche, l’appareil d’essai s’est avéré parfaitement adapté à l’évaluation d’essais CP-TRT.
Cette thèse jette un pont entre la recherche académique et l’innovation pratique grâce à une collaboration entre deux entreprises du secteur. L’utilisation d’un modèle de forage en régime transitoire peut réduire considérablement la durée d’un TRT. Un CIT-TRT n’offre par contre aucun avantage par rapport à un CP-TRT classique.
Par: Alex Baumans
Photos: Bart Vandenhout
https://www.mech.kuleuven.be/en/tme/research/thermal_systems/the-sysi
