2 L’énergie géothermique: flux et gradient géothermiques Flux géothermique: quantité d’énergie thermique dissipée par unité de surface terrestre et par unité de temps unité W m-2ou mW m Des définitions à savoir Flux géothermique élevé : Domaine océanique :-dorsales océaniques - points chauds
Port d’Espagne, Trinité-et-Tobago, les 22 et 23 novembre 2012 Projet Régional de Géothermie ACS/2012/DRR 20/WP 004 3 ABREVIATIONS ET ACRONYMES
chaleur La géothermie est cette énergie stockée à l’intérieur de la Terre sous forme de chaleur Comme l’énergie solaire, la géothermie est une forme d’énergie propre et quasiment inépui - sable que nous pouvons utiliser de différentes manières • La géothermie nous fournit de la chaleur et de l’électricité renouvelables
la réalisation du « doublet » de géothermie basse énergie et la technologie multi-drains Programme de financement privé de la R&D et plateforme d’innovation collaborative, le CITEPH (Concertation pour l'Innovation Technologique dans les Domaines des Energies) a sélectionné le projet au programme Open Innovation 2020
et l’atteinte d’une certaine autonomie énergétique pour le Québec Mais cela fait aussi travailler beaucoup de monde et rouler l’économie Comment expliquez-vous que la géothermie semble encore méconnue du grand public ? Au Québec, la géothermie est encore un investis-sement beaucoup moins rentable pour le proprié-
Propre et sécuritaire, la géothermie est le mode de climatisation et de chauffage le plus efficace au monde Elle puise l’énergie renouvelable et gratuite emmagasinée dans le sol et réduit ainsi l’utilisation des combustibles fossiles L’énergie géothermique est une technologie de chauffage, de ventilation et de climatisation
La géothermie – expliquée simplement Une série en 10 questions * Publireportage • Geo-Energie Suisse accorde la plus haute priorité à la sécurité des personnes et de l’environnement Cette exigence est d’autant plus élevée qu’il est prévu de réaliser à Haute-Sorne un projet de géothermie nova-teur et d’importance
et Schmitt, 1986, 1987), les forages d'exploitationen géothermie (Goguel, 1975), ou le stockage souterrain des déchets radioactifs (Rousset, 1992), les modèles analytiques simples et efficaces sont beaucoup moins nombreux Parmi les premiers modèles analytiques enthermo mécanique, on peut citer ceux de (Bland, 1956) et de
patrimoine naturel et culturel Programme espace valléen 2010-2013 de la CCVA : Mai- son de Nâves, VTT à valmorel, géothermie et espace Aquaca- Iida à La Léchère 2016-2020 : Le territoire Val- morel et des vallées d'Aigue- blanche labellisé Espace valléen Affiniski : Guichet unique et gratuit pour aider les proprié-
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Tunnelsprofondssoumis
àunchargementthermique
H.WONG
G.ROUSSET
Groupementpourl'étude
desstructuressouterraines destockage(G.3S/LMS)
ÉcolePolytechnique91128
PalaiseauCedex
cette chargementthermique. modèleanalytiquesousl'angle decetteméthode.Le ceteffortderapprochement.
Deeptunnelsunderthermal
loading storagestructures.Inthispaper f wepresentananalyticalmodel butrealisticassumptionsfwearriveat asolutionwithtotally numericalmanipulationtosolve thesetofsimplealgebraic equations.Thankstoits simplicitYfthisanalyticalsolutionallows us
Furthermore
f theConvergenceConfinementmethodbeing obtainedfrom
Thelast
13
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14
Introduction
(AFTES,1983)). (Rousset,1988)et(Minh,1984)). liaisons nombreux.
Schmitt,1986,1987).
dou,1985) et(Giraud,1993).
Lessolutionsanalytiques
d'unecavitésoumiseàun qu'unchargementpurementmécanique. rencontrepasenconditionisotherme. '1
Problèmeposéethypothèses
générales champdecontraintes=-Poolhomogèneetiso
Chargementthermomécanique
chaqueinstant:' PJt) <0(H1) croissantedansletemps): arT<0(H2) atT>0(H3)
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lasolutioncorrespondanteest:
T(r,t)
To
1+OOJe-
ku2t
Jo(ur)Yo(ua)-Yo(ur)Jo(ua)du
Ttu J2(ua)+Y2(ua)
o0 0 (Wm- 2) delaparoi,lasolutionestalors:
Comportementdumatériau
sibleEP: quis'écritsousforn1ematricielle: 1 (2) (3) (1) (5) ol+voV(0)T O op
E=--cr--Trcr1 +Tt1 +E
=E=E=== = plastique riau): oùcr1>cr 2 >cr 3 sontlescontraintesprincipalesordon laloi P estassociée: surface etyreste;ondoitalorssommerlacontribution des deuxfacesadjacentes: f 1 =cr 1- cr 2-
2C=0 ;f
2 =cr 1- cr 3-
2C=0(4)
ou(Jain,1980)):
Équationsgénérales
E*aru=(7)
r8z K -T(r,t)=
Danscederniercas,laconditionarT<0està qu'avantl'instantduparoxysmet ,carona :atT(a,t0 ;atT(a,t=t )=0 ;atT(a,t>t P J1-eJO(ur)Y1(ua)-YO(ur)J1(ua)du u 2J2(ua)+Y2(ua)
o1 1 fusivité thermiquedumassif.Ladéfinitiondesfonc tionsdeBesselJo'J 1, Y o'et Y 1, ainsiqueleursproprié (Hildebrand,1977). debrand,1977,p.463): JS-.T(r,t)
Tt2coJ2(ua)+Y2(ua) ou--1 1 k avecv=atu,et=vecteurunitaireradial. E*=(8)
*r** cr-v(cr* +cr) +2(1-v)8-EÀ+ E * Y +(1-2v)P 8z r= o=(9) cr-v(cr*+cr*)+2(1-v)8-E*J.l-E*y+(1-2v)P* z r8 15 REVUEFRANÇAISEDEGÉOTECHNIQUE
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déviateurs (Jr-(Jzet(Je-(Jzrespectivement;lesgran (10) déviateur (Jr-(Je'lorsque: ,1P(t)+8(a,t)=1(11) lavaleur1- L1P(t).
Phase2-Premièrezoneplastique
enrégimedefaceRF1 4 Successiondeszonesélastoplastiques
etprofilsdescontraintesenphase2. Successionofelastoplasticzonesand
stressprofilesinphase2. 0 phase2 -1 cr r -2 -3 tiqueextérieure.On noteraégalementquel'ordredes contraintes danslazoneélastiquevarieplusieursfois brique suivante: EL RF!(régimedeface):
or>crz>cre (Jr*Poo ;P.* p. (J -...etc.;P-- -.l. r CC l C *E EuT E--; 8-
C2C(1 v) téristique T*==2C(1-u)/Euquiestunparamètreintrin
thermique.Ondéfinit parailleurslechargementméca niqueadimensionnel L1P*(t)==P*00-P*i(t),quivérifie,en
vertude(H1): L1·P*>0(H1')
suite.On comprendraquelesgrandeurstellesqueE, rapportàlacohésion. C'est-à-direlorsquela
températureenparoiatteint lavaleur1- 1 - 2v,1P(t).
2(1-v)
(13) (12) 0) 1 -2v ---,1P(t)+8(a,t)=1 2(1-v)
8(x,t)=1 -,1P+Log==M(x)
a (ouQ(x,t)==1 -8(x,t)-,1P(t)+ a lorsque: vée(WongetRousset, 1993).Onsecontentederetracer
icila résuméeen annexeA plastiquessuitlescénario suivant: Evolutiondeszones
élasto-plastiques
pendantl'échauffement 16 Phase1-Massifentièrementélastique
0 phase1 Elastique
-1cr r -2 cre -3 -4rIa 145
Alluredesprofilsdecontraintes
àlaphase1.
Shapeofthestressprofilesinphase1.
etrégimed'arêteRA leseuilprécédent, onmontrequ'unezoneplastiqueen par(Mandel,1976). Notons
enpassantqu'enconditionisothermee=0, régime valeurde u. tandis REVUEFRANÇAISEDEGÉOTECHNIQUE
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0 phase3 -1 Or -2yla y X Oz -3 figureàdroitepour RA(régimed'arête)
-4 xialevoisinagedelaparoi ria crr>crz=cre 2.5 phase3 :voisinagedelaparoi -3 x/a 1.51.5
EL y=x=r* RA x I..--.L._.......__-....r
a1 _ 1-2v 2(1-v)
surlesrayonsplastiquespourlestrois premièresphases. Graphicalinterpretationoftheequationson
theplasticsfrontsofthefirstthreephases. Successiondeszonesélasto-plastiques
àlafindelaphase3.
Successionofelastoplasticzonesattheendof
phase3. précédente: 8(y,t)=1 - 1 -2v-Log(Y)2)==N(y)(14)
2(1-v)a
profil cettepropriété. auxtroisccpivots))A,B,etC : - apasseendeçàdeA :phase1,massifentièrement élastique;
- apasseentreAetB :phase2,unezoneplastiqueRF1; - apasseentreBetC :phase3,deuxzonesplastiques RF1etRA;
quotesdbs_dbs12.pdfusesText_18
Chapitre 13 : Géothermie et propriétés thermiques de la Terre