"THERMETRENNES - Suivi et analyse du comportement énergétique d'une station de métro thermoactive à Rennes"
Programme : APR : ENERGIE DURABLE : Production, gestion et utilisation efficaces
Mots-clés : Energie
Contexte : En France, si les pieux géothermiques sont aujourd’hui assez répandus, il n’en est pas de même pour les structures plus complexes, telles que les stations de métro. Des études ont été menées pour équiper certaines stations des nouvelles lignes de métro du grand Paris mais très peu de retour d’expérience concret en a été tiré à ce jour. Le métro de Rennes est le premier en France et l'un des premiers en Europe à avoir mis en oeuvre des échangeurs géothermiques dans les radiers, piédroits et parois moulées de quatre de ses stations. Ces échangeurs doivent alimenter en chauffage et en eau chaude sanitaire (ECS) quatre bâtiments au-dessus des stations. Ces installations pilotes offrent donc une excellente opportunité de mieux comprendre le comportement thermique des structures thermoactives et de valider leur pertinence technico-économique pour une diffusion plus large auprès des maîtres d'ouvrage, des maîtres d'oeuvre et bureaux d'études ainsi que des contrôleurs techniques chargés d'homologuer ces installations.
Description : Le projet THERMETRENNES inclut une instrumentation complète de la station du métro de Rennes et du terrain environnant, ainsi que des modélisations complémentaires et comparatives. Le programme de travaux permettra d’obtenir un précieux retour d’expérience qui fera significativement progresser la compréhension des phénomènes physiques entrant en jeu dans les performances énergétiques de ces systèmes. Cette compréhension permettra à son tour d’améliorer les procédures et les recommandations concernant la modélisation et le dimensionnement des géostructures thermoactives, et de permettre une meilleure assurance dans la prédiction des performances énergétiques et économiques des futures installations. Cette assurance est la clé d’une dissémination plus large de cette technique, et les outils de modélisation et de dimensionnement qui seront produits pourront être appliqués à une large gamme de géostructures (tunnels, stations, parkings, …) Ces nouvelles connaissances apportées par le site du métro de Rennes peuvent donc se révéler d’un grand intérêt, à la fois pour les scientifiques, pour les industriels des filières de la géothermie, du bâtiment et de l’aménagement urbain, ainsi que pour les investisseurs locaux ou nationaux, publics ou privés, maîtres d’ouvrage de ces installations.
Objectifs et résultats attendus : Les objectifs du projet THERMETRENNES sont de maximiser les retours d'expériences de la station de métro thermoactive de Rennes, afin de développer la filière en rassurant les investisseurs et les maîtres d’oeuvre sur les performances technico-économiques de telles installations et en donnant aux bureaux d'études des outils de dimensionnement fiables. Le programme de recherche en trois volets vise à mieux comprendre les phénomènes de couplages multi-physiques et multi-échelles prenant place dans la géostructure, dans le sous-sol environnant, et à l'intérieur de la station : 1. L'instrumentation d'une des quatre stations thermoactivées , pour obtenir des informations sur les paramètres thermiques et mécaniques de la structure, du sous-sol et de l'intérieur de la station, ainsi que sur les écoulements souterrains, les profils de température dans le terrain et la structure, et les performances énergétiques de tous les échangeurs. 2. Une expérimentation menée sur une maquette en laboratoire permettant de mesurer plus précisément les profils de température proche échangeur, et les performances mécaniques du béton. 3. Enfin une modélisation, basée sur les données mesurées in situ et en laboratoire, pour contraindre au mieux les entrées et valider les sorties du modèle. Cette modélisation permettra d'explorer les performances de la structure sur le long terme, de mieux comprendre l'influence des différents paramètres thermiques, mécaniques, géométriques, géologiques et hydrogéologiques influant les transferts thermiques dans la géostructure thermoactive. Elle servira également à développer et valider des méthodes de dimensionnement plus simple, à destination des bureaux d'études spécialisés. De plus, la conjonction des résultats du modèle avec les données mesurées sur la station de métro, qui feront l'objet d'un suivi et d'un archivage, permettra un retour d'expérience complet, et l'émission de guides de bonnes pratiques pour la réalisation et l'exploitation ultérieures de telles installations, à destination des décideurs et des maîtres d’oeuvre de ces projets.
Bénéficiaire : BRGM
Localisation : Orléans, Centre-Val de Loire, FRANCE
Début : 01/09/2022 — Durée : 56 mois
Budget total : 459610.18 € — Aide ADEME : 300000 €
Statut : Suivi du projet