Etude théorique et expérimentale de l’exploitation de la géothermie dans le réchauffement ou le refroidissement d’un fluide caloporteur utilisé pour le confort thermique de l’habitat.

Abstract

L’étude que nous présentons dans cette thèse concerne le refroidissement ou le réchauffement de l’air par l’exploitation d’un échangeur géothermique air sol. L’objectif principal réside en la détermination du profil de température unidirectionnel dans le sol, ensuite à l’intérieur de l’échangeur air sol, en utilisant l’équation de la chaleur et le principe des bilans énergétiques respectivement. Un modèle analytique est proposé en régime stationnaire pour évaluer la température de l’air le long du tube enterré. Ensuite, dans ce sens, un modèle numérique en régime transitoire est développé en appliquant la méthode des différences finies implicite. Afin de présenter une étude assez complète sur ce genre des échangeurs air sol, les deux tronçons verticaux d’entrée et de sortie qui sont reliés au tronçon principal horizontal ont été considérés dans la modélisation et la simulation numérique. Lors des problèmes d’accumulation de la chaleur dans le sol aux environs du tube enterré, un évaporateur est intégré juste à la fin de l’échangeur air sol permettant à l’air en écoulement de réduire sa température plus en plus par contact direct avec les gouttelettes d’eau. Enfin, une étude expérimentale est effectuée dans le site de l’Université de Biskra durant la période de refroidissement pour valider les modèles analytique et numérique développés. Un bon accord qualitatif et quantitatif a été remarqué lors de la validation entre les résultats expérimentaux et théoriques