Chauffage et climatisation à l`aide de l`air de l`alluvion ancienne
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1. limiter les pertes de charges limitation des vi tesses 5 m s Pour de grands d bits il convient de cr er un puits d extraction quivalent de grand diam tre l aide de plusieurs petits puits Les param tres essentiels sont la perm abilit et l paisseur de la couche dans laquelle s effectue le pompage 4 3 Simulation d un projet type petits immeubles Pour appr cier la rentabilit de l extraction d air nous prenons en compte un bloc de petits immeubles com prenant 18 appartements 4 3 1 4 3 2 Donn es thermiques Puissance de chauffage n cessaire 4 KW par appartement x 18 72 kW Puissance amen e l vaporateur COP 3 48 KW Volume d air n cessaire pour le chauffage 15000 m3 h avec les param tres suivants o Temp rature de l air des alluvions 10 C o Humidit de l air des alluvions 50 o Capacit thermique de l air 0 33 Wh m K o PAC travaillant avec un At de 10 L air peut galement tre utilis pour la climatisation les volumes pour le rafra chissement sont semblables Stratigraphie et propri t du terrain Pour notre projet nous admettons une couverture imperm able de 10 m puis une hauteur de graviers d noy s de 10 m Les param tres de calcul sont ceux de Vessy soit Porosit n 15 Coefficient de perm abilit intrins que K 7 107 m ou 700 darcy 1 darcy 1 107 m Projet 37046 contrat 76823 Page 11 4 3 3 Pr dimensi2. 3 8 B le Campagne 258 500 0 0 0 7 500 2 9 B le Ville 188 000 18 000 9 6 0 0 0 Gen ve 403 000 74 000 18 4 26 500 6 6 Fribourg 234 000 12 500 5 3 16 500 7 1 Jura 68 500 0 0 0 2 000 2 9 Lucerne 345 000 17 000 4 9 13 500 3 9 Neuch tel 165 500 0 0 0 2 500 1 5 St Gall 447 500 8 500 1 9 16 000 3 6 Schaffhouse 73 500 5 000 6 8 8 000 10 9 Schwytz 128 000 0 0 0 5 000 3 9 Soleure 243 500 0 0 0 4 000 1 6 Thurgovie 227000 0 0 0 3 500 1 5 Vaud 616 000 17 000 2 8 32 000 5 2 Zoug 97 500 19 000 19 5 8 000 8 2 Zurich 11198 500 32 000 2 7 40 000 3 3 Suisse 7 164 500 306 000 4 239 500 3 Rappelons qu au vu des d bits dar n cessaires l installation pour des immeubles donc en ville n est pas int ressante C est donc le 3 campagne qu il faut retenir Ces 3 doivent encore tre r duits en raison des zones ne pr sentant pas les perm abilit s suffisantes et du fait des diff rentes restrictions d am nagement du territoire notamment protection des nappes pouvant interdire ce genre d installation Nous estimons finalement environ 0 5 de la population le potentiel suisse 4 8 Programme d essai in situ Une installation d essai in situ bas sur l exemple villa chapitre 4 4 permettrait de v rifier les r sultats des calculs Il conviendrait toutefois de trouver un site appropri terrain de plus de 20 par 30 m paisseur de gravier perm able sup rieure 10 m possibilit de positionner des points de me
3. 879 2 Etude pr liminaire des possibilit s de pompage de l air souterrain Gen ve Consid rations g n rales et mesures thermiques et dynamiques succinctes SCG Octobre 1979 R f 100 79 C 3 L analyse de l air du puits soufflant de Meyrin Institut d Hygi ne service de toxicologie industrielle d analyse de l air et de protection contre le bruit f vrier 1980 4 Chauffage et climatisation l aide de l air de l Alluvion ancienne d noy e Rapport No 2181 du 16 8 1999 5 Sols genevois tude statistique des sols de la cuvette genevoise rapport de synth se No 1940 10 SCG GADZ d cembre 1997 6 Les essais d eau dans la reconnaissance des sols Maurice Cassan Eyrolles 1980 7 Soci t Ate Geoclean France relation Keau K utilis e pour le calcul pr liminaire d une installation de venting 8 Modair Version 1 0 chapitre 1 et 2 du mode d emploi Weixing Guo mai 1996 9 Innovative site remediation technology Vacuum vapor extraction Paul C Johnson Edited by William C Anderson PE DEE 1994 10 Atlas de la Suisse planche 16 Hydrog ologie Heinrich J ckli Office f d ral de topographie Wabern Berne 1967 11 Atlas hydrologique de la Suisse planche 8 4 Principaux types d aquif res Antonio Dematteis et al Office f d ral de topographie Wabern Berne 1992 12 Annuaire statistique de la Suisse 2001 num rique Office f d ral de la statistique Neuch tel 2001 13 Atlas de la Suiss
4. BFE OFEN 2 UFE SFOE Programme de recherche chaleur ambiante et rejets thermiques installations chaleur force Chauffage et climatisation l aide de l air de l alluvion ancienne d noy e Pr par par Christophe D riaz G otechnique appliqu e D riaz SA 9 chemin des Vignes CH 1213 Petit Lancy gadz gkb com Sur mandat de l Office f d ral de l nergie Ao t 2001 Rapport final Projet 37046 contrat 76823 Page 2 R sum L Air circulant dans les d p ts fluvio glaciaires ou morainiques graveleux tr s perm ables et d noy s Gen ve alluvion ancienne a une temp rature d environ 10 et est disponible toute l ann e soit pour le chauffage soit pour la climatisation L objectif de la pr sente tude pr liminaire tait de d terminer la puissance de ventilation et le co t sp ci fique li s l exploitation de cet air et d estimer le potentiel en Suisse pour cette source de froid et de chaud L tude analyse diff rentes formules qui permettent une estimation rapide de la rentabilit d une installa tion d extraction d air Le potentiel suisse est estim un maximum 0 5 de la population Il est limit le syst me n tant ap plicable que pour des villas situ es dans des zones g ologiquement tr s favorables Dans ce cas la puissance sp cifique de ventilation est de 10 de la chaleur conduite l vaporateur de la pompe cha leur Les co ts d investissement pour
5. I U N 8 4 2 4 Enseignements des calculs sur le puits de Vessy ssssseessssissesrrsstrrsstrresttrrssttnrssrrnssenn 10 4 3 Simulation d un projet type petits immeubles a 10 4 3 1 Donn es VU UE 10 4 3 2 Stratigraphie et propri t du terrain ssssesesssssetnrrenssrettttnnrtrtttnnnnnsstttttnnnn nnet trnt nnns nnee tE ennn 10 4 3 3 Pr dimensionnement de l installation d extraction 11 44 Simulation d un projet type villan iii 11 44 1 Donn es E ul UE 11 44 2 Stratigraphie et propri t du terrain snssensseeesenenetestettt tnnt tertt tn ttnsstntttnnnaesttenn nn nnneer tennt 11 4 4 3 Pr dimensionnement de l installation d extraction 12 4 5 Pr cision des calQuls esri aride aa adarra Ae aaar etant dE Elune ed Pa aan SEENEN 13 A6 COS am rare de de nn rad rar er lat re anna a D De Ava detre daniel 14 AT MPOtent lSUISSELE ee eege ee 14 4g Programme d essal iIn SItU 25822 ioan esu 15 1 Situation initiale De puissantes formations graveleuses d sign es par le terme de cailloutis morainiques profonds ou allu vion ancienne existent Gen ve Elles ont t d pos es lors de la glaciation du w rm Elles reposent soit sur le substratum rocheux de la molasse chattienne soit sur la moraine rissienne Elles sont prot g es en surface par un placage de moraine w rmienne tr s peu perm able Elles abritent les nappes profondes souvent exploit es pour l alimentation en eau potable L
6. a perm abilit le pompage d air peut rapidement devenir totalement sans objet le rendement tant juste acceptable pour le haut de la fourchette et ceci uniquement pour de la villa Relevons galement qu une hauteur perm able de moins de 10 m devient difficilement exploitable Projet 37046 contrat 76823 Page 14 4 6 Co ts Pour le cas villa tudi on obtient e Puissance de pompage n cessaire cas villa KW Ventilation 0 6 KW e Puissance sp cifique de ventilation cas villa KWetiation KW Chaleur utile l vaporateur 10 e Estimation du co t sp cifique de l nergie sans les investissements en Fr kWhchaieur ue 0 0406 Le co t sp cifique de l nergie sans les co ts d investissement a t estim sur la base d un prix de 0 15 Fr le KWh Ce co t varie d une r gion l autre Un estimatif des co ts d investissements est donn par le tableau 2 ci apr s Tableau 2 co ts d investissement estimatifs sans PAC Position Prix hors TVA Etude de faisabilit v rification de la perm abilit du terrain 20 000 Ex cution des 18 forages totalisant 360 m 45 000 Conduites reliant les forages au ventilateur 4 500 Caisson ventilateur type Modlair 2 500 Total 72 000 4 7 Potentiel suisse Les formations appropri es pour le pompage d air doivent avoir une forte perm abilit et une paisseur exploitable dau moins 10 m Ces zones se rencontrent dans des d p ts fluvio glac
7. a pr sence dans les zones d noy es de ces formations de courants d air d pendant des variations de pression atmosph rique est bien connue Ainsi Alphonse Favre cite d j ces courants dans ses ouvrages 1 Un puits soufflant ou aspirant en fonction de la m t o peut galement tre observ Meyrin GE au chemin du Grand Puits Ce ph nom ne s observe galement dans diff rents pi zom tres par exemple au stade de St Genis en France proximit du Lion L alluvion ancienne est affleurante Gen ve dans les falaises bordant le Rh ne et l Arve et d une mani re g n rale dans les d pressions cr es par les cours d eau C est par ces affleurements que l aspiration ou le refoulement de l air se produit A la fin des ann es 70 une tude pr liminaire effectu e Gen ve par le groupe d tude pompage d air en collaboration avec le Service Cantonal de G ologie 2 et l Institut d Hygi ne 3 s int ressait la faisabilit et l int r t potentiel d utiliser les masses d air circulant au sein des zones d noy es des puissantes forma tions graveleuses des cailloutis morainiques profonds pour le chauffage ou la climatisation D but 1997 un groupe s est nouveau pr occup de l exploitation de l air de ces graviers Ce groupe s est r uni 4 fois en 1997 ainsi que partiellement en 1998 pour la mise au point d un document de synth se 4 Projet 37046 contrat 76823 Page 4 Les principale
8. bskosten zur Nutzung dieser Schotterluft zu bestimmen Gleichzeitig wird das Potential dieser Schotterschichten f r die gesamte Schweiz abgesch tzt Mit Hilfe von einfachen Formeln werden Beispiel Anlagen dimensioniert Dabei zeigt sich dass nur Einfa milienh user sofern an einem optimalen Standort gelegen in Frage kommen In diesem Fall betr gt die Ventilatorleistung ca 10 der Verdampferleistung der W rmepumpe Obige Einschr nkung f hrt zu einem Potential von ca 0 5 bezogen auf die Schweizer Bev lkerung Die notwendigen Investitionskosten f r ein EFH werden auf ca CHF 72 000 gesch tzt Der Bau einer ent sprechende Pilotanlage wird vorgeschlagen Cette tude a t accomplie sur mandat de l Office f d ral de l nergie L auteur est seul respon sable du contenu et des conclusions Projet 37046 contrat 76823 Page 3 Table des mati res Mee Edel EE 3 Mee ege EC UE A 3 D marche e eier A ME inte le ET LEE 5 4 1 Param tres physiques de l alluvion ancienne sssssssrsnsesertttrttrssrttttnnrtntartnrnnnnntsttrnn nn nnener tenerne 5 4 2 Calculs pr liminaires d extraction d air au puits de Vessy 6 4 2 1 G om trie et observations sssesessseesttrrttettettttntttett rrtt tnnt EeAt EEEE EAE AESSE EEEE EEES Ees EEEE EE nner tE nnne 6 4 2 2 Equations Simples saie i e e aaee aaa aedi eaaa deed aedi aa 7 4 2 3 Calcul avec le logiciel MODAIR V
9. e planche 23 R partition de la population en 1980 Ernst Spiess Office f d ral de topographie Wabern Bern 2 dition 1984
10. e sch matique Extraction d air total 1800 m3 h Les puits sont reli es entre eux lls traversent la couver ture imperm able avant d atteindre la zone de gravier perm able exploitable Zone de couverture imperm able Zone ETS non satur e ETS extraction de l air Zone Zone imperm able ou satur e ou satur e Alimentation en air depuis les affleurements loign s des graviers perm ables Projet 37046 contrat 76823 Page 13 Figure 3 D pressions en Pa calcul es par MODAIR cas villa 250 H 200 BE d 150 f Be D er N L 50 Ki K Gs 100 j ce d H 50 50 100 dt 150 d X SE A A E 200 S ei d TT 50 1 ii 250 L 250 200 150 100 50 0 50 100 150 200 250 4 5 Pr cision des calculs La fourchette de perm abilit donn e au chapitre 4 1 Coefficient de perm abilit intrins que K 1 10 7 7 10 m montre une variation d un facteur 100 Les d bits d air calcul s sont directement proportionnels la perm abilit et la hauteur perm able II convient donc avant tout projet de d terminer ces param tres au mieux ceci de pr f rence sur la base d essais in situ La perm abilit admise pour tous les calculs ci dessus K 7 10 m correspond au haut de la fourchette Elle a t mesur e Vessy Gen ve Ainsi avec la baisse de l
11. harge 6 pages 164 165 quation 13 soit Q 2T Th h np Ri 7 Projet 37046 contrat 76823 Page 8 On obtient pour Pair la relation TK p pr Qar H 8 u pp H hauteur perm able du puits R rayon du puits o rayon incluant un groupe de puits Le rayon d action du puits Ram peut tre estim l aide de la formule de Sichard pour l eau R 3000 H h Ak qui devient pour l air P2 Sg P2 Ratm 3000 o VK H Ken m 9 p H hauteur de la tranche perm able Rappelons qu une erreur sur le rayon d action n entra ne qu une faible modification du d bit dans la formule 8 Dans MODAIR pr sent plus loin les limites du mod le num rique donc le rayon d action n ont prati quement pas d influence sur le d bit Le rayon d action du puits de m me que la perm abilit peut galement tre estim sur la base du r gime permanent selon l approche d velopp e en page 127 6 et les quivalences du tableau 1 Cette d marche donne pour les observations donn es au chapitre 4 2 1 un rayon d action d environ 55 m et une perm abilit de 5 10 m alors que la formule 9 donne un rayon d action de 115 m L quation simple de Darcy pour leau Qeau BeTei devient pour l air 2e P ning 10 u L P H hauteur de la tranche perm able B largeur de la tranche perm able Ces quations sont galement d montr es dans 9 pages 3 30 3 35 On constate que les vale
12. iaires ou morainiques graveleux hors nappe comme les cailloutis morainiques profonds genevois w rm Les graviers des vall es alluviales sont par contre le si ge d une nappe qui ne laisse g n ralement pas des paisseurs d noy es suffisantes Pour la recherche des zones concern es nous nous sommes bas s essentiellement sur la planche 16 hydrog ologie de l atlas de la suisse 10 et la planche 8 4 de Atlas hydrologique de la Suisse a Principaux types d aquif res 11 Une demande d information a galement t faite diff rents services cantonaux de g ologie Dans 10 c est essentiellement les graviers en dehors des vall es alluviales impor tantes qui sont consid rer Les renseignements obtenus par les services de g ologie ont permis de v ri fier et de compl ter ponctuellement les donn es de 10 11 La population habitant les zones concern es a t tir e de 12 13 tat 1999 Une r capitulation du potentiel pour les cantons concern s est donn e par le tableau 2 Seules les zones constructibles ont t consid r es Projet 37046 contrat 76823 Page 15 Tableau 2 Potentiel Suisse maximum par canton bas sur les statistiques de la population de 1990 Canton Population totale Population Population maximale maximale concern e campagne concern e ville Argovie 540 500 0 0 0 19 000 3 5 Berne 943 000 103 000 10 9 35 500
13. le de 10 m puis une hauteur de graviers d noy s de 10 m Les param tres de calcul sont galement ceux de Vessy soit Porosit n 15 Coefficient de perm abilit intrins que K 7 107 m ou 700 darcy 1 darcy 1 107 m Projet 37046 contrat 76823 Page 12 4 4 3 Pr dimensionnement de l installation d extraction Un calcul avec la formule 8 compl t par un calcul par MODAIR V1 0 donne les r sultats suivants Disposition des puits correspondant un rayon quivalent de 8 m emprise 10 x 20 m D pression n cessaire 900 Pa Puissance de ventilation n cessaire 0 6 KW Puissance admise PAC COP 3 5 1 7 kW COP global 2 6 Puissance sp cifique de ventilation kW Ventitation KW chaleur utile l vaporateur 0 1 Dans ce cas un captage est envisageable Une distance de plus de 200 m est toutefois n cessaire entre chaque installation rayon d action du captage Le calcul avec MODAIR V1 0 correspond une disposition comprenant 18 puits de 100 m h chacun et dispos s selon le sch ma de la figure 2 Figure 2 Disposition des puits de captage pour une villa Situation sch matique S e S 8 Ge e Les puits sont espac s de 3 33 m et ont un TE diam tre d environ 75 mm ce qui correspond 4 une vitesse de l air dans les puits d environ i T 6 m s E 2 R D 7 e d La r partition des pressions est donn e par la figure 3 k Coup
14. les d pressions taient de 180 Pa dans le puits et de 35 Pa dans le pi zom tre Projet 37046 contrat 76823 Page 7 Les mesures effectu es Vessy en 1979 sont rappel es ci dessous Temps D pression Pa heure minute Dans le puits de pompage Dans le pi zom tre de mesure 1 140 0 2 145 3 145 5 145 0 10 150 15 150 5 20 150 30 150 5 45 150 60 165 10 22 30 165 20 23 30 170 20 25 0 190 20 95 0 190 20 168 0 190 20 192 0 190 20 216 0 180 20 240 0 180 25 264 0 180 25 336 0 180 35 4 2 2 Equations simples Diff rents travaux notamment 8 montrent que pour le pompage d air dans le sol un coulement laminaire peut g n ralement tre admis Dans ce cas on peut utiliser les formules de pompage pour l eau en intro duisant les quivalences donn es au tableau 1 Ces hypoth ses s appliquent nos calculs Elles introdui sent toutefois une l g re distorsion proximit imm diate des puits de pompage si ces derniers ont un diam tre inf rieur 1m Tableau 1 quivalence eau air Eau Air Niveaux d eau h m Pression P Pa 2 x SU AZ Coefficient d emmagasinement S p mes 3 0 Transmissivit T m s Keau paisseur nappe KeAZz DN 4 D bit d eau Q m s 2epeP suis Qair In ks 5 En introduisant ces relations dans l quation d un puits dans une nappe en c
15. on pr vue dans le pr sent projet 3 D marche adopt e Le pr sent projet d tude s articule de la fa on suivante Sur la base de documents existants d termination des param tres physiques de l alluvion an cienne Identification par simulation des param tres essentiels Mod lisation et calcul de la relation d bit perte de charge pour le puits d essai de Vessy Etudes de cas et tentative d optimisation conomico nerg tique Estimation des co ts sp cifiques Estimation du potentiel en Suisse Mise au point d un programme d essai in situ Demande d offre et chiffrage du programme d essai Projet 37046 contrat 76823 Page 5 4 Principaux r sultats 4 1 Param tres physiques de l alluvion ancienne Les param tres de l alluvion ancienne hors nappe sont tir s de 2 et 5 Teneur en eau w 6 6 Masse volumique apparente p 2 37 Um Indice de vide e0 0 182 Porosit n 15 4 Coefficient d emmagasinement S eau 3 8 Coefficient de perm abilit Darcy k eau 1 10 7 10 m s Coefficient de perm abilit intrins que K HE Eer Conductivit thermique k selon Kersten 3 3 W m K Capacit volumique C 2400 KJ m K Temp rature moyenne 9 15 C Le coefficient de perm abilit intrins que K est estim partir de la perm abilit l eau ka par la relation suivante K KeauLcin matique_eau 1 107 ekeau 1 N B Hcin matique eau Hd
16. onnement de l installation d extraction Un calcul avec la formule 8 compl t par un calcul par MODAIR V1 0 donne les r sultats suivants Disposition des puits correspondant un rayon quivalent de 50 m emprise 100 x 100 m D pression n cessaire 7 000 Pa Puissance de ventilation n cessaire 40 KW Puissance sp cifique de ventilation kW ventilation KW chalet utile l vaporateur 0 83 On constate sans aller plus loin que la puissance de ventilation consomme pratiquement toute la puissance thermique Pour la climatisation l nergie pour extraire l air est galement plus importante que l nergie consomm e par une installation classique Cet exemple montre que l extraction d air ne peut tre utilis que pour de petites installations En effet pour de grandes installations soit la surface de captage devient beaucoup trop grande soit la puissance de ven tilation est trop importante 44 Simulation d un projet type villa 4 4 1 Donn es thermiques e Puissance de chauffage y compris eau chaude 8 5 kW e Puissance amen e l vaporateur COP 3 5 6 kW e Volume d air n cessaire 1800 m h avec les param tres suivants o Temp rature de l air des alluvions 10 C o Humidit de l air des alluvions 50 o Capacit thermique de l air 0 33 Wh m K o PAC travaillant avec un At de 10 44 2 Stratigraphie et propri t du terrain Ici galement nous admettons une couverture imperm ab
17. que pour obtenir de bons r sultats ceci aussi bien pour les calculs simples du chapitre pr c dent que pour MODAIR il convient d admettre que lair est extrait sur la totalit de la hauteur du puits 15 m bien que seuls 6 m soient cr pin s Ceci s explique par le fait que le puits est vraisemblablement entour d un filtre grossier 3 30 ou 8 30 sur toute sa hauteur y compris la partie non cr pin e Ce constat montre que la cr pine du puits n est pas un l ment critique Figure 1 D pressions en Pa calcul es par MODAIR autour du puits de Vessy 50 40 Dre 10 304 paa WH 20 7 RO 40 0 n 20 30 50 20 10 0 10 20 30 40 50 60 70 Projet 37046 contrat 76823 Page 10 4 2 4 Enseignements des calculs sur le puits de Vessy Les approches utilisant les mod les pour l eau moyennant les quivalences du tableau 1 sont correctes dans les cas pratiques Les formules simples permettent un premier dimensionnement rapide donnant un ordre de gran deur correct II faut prendre comme hauteur d extraction toute la couche perm able non satur e Les pertes de charges sont essentiellement dues au terrain La cr pine des puits n est pas un l ment critique Un filtre 8 30 assure le passage de l air dans le puits Les sections des puits et tuyau terie doivent tre dimensionn es classiquement pour
18. s conclusions pr liminaires se d gageant de ces tudes taient 1 2 3 La temp rature de l air dans ces formations est proche de 11 toute l ann e 13 de la population genevoise au maximum pourrait b n ficier de cette source pour le chauffage ou la climatisation Un premier essai de pompage d air procure des bases int ressantes pour caler un mod le de cal cul Le dimensionnement d une installation pilote doit tre tudi pour appr cier le potentiel effectif de l air de ces formations Le potentiel doit tre estim pour toute la Suisse 2 Objectif du travail La pr sente tude pr liminaire permet de dimensionner par un mod le th orique et sur la base de r flexion conomique un ouvrage de captage de l air de l alluvion ancienne Une estimation du potentiel de cette source d nergie pour l ensemble de la Suisse est galement r alis e Les principaux r sultats sont Estimation du potentiel pour l ensemble de la Suisse Dimension de l ouvrage de captage et type de cr pine Puissance de pompage n cessaire et puissance sp cifique de ventilation kW ventilation KW Chaleur utile l vaporateur R sultats th oriques de la r partition des pressions et d bits dans la couche de gravier Estimation du co t sp cifique en Fr kWhchaleur utile Ces r sultats permettent dans une tape ult rieure la construction d une installation pilote qui pourra vali der les r sultats th oriques n
19. sure de pression loi gn s La description de l installation est donn e ci apr s e 18 puits de 75 mm et 20 m de long traversant 10 m de terrain peu perm able puis 10 m de gravier perm able et dispos e selon le sch ma de la figure 2 Raccordement des aiguilles au ventilateur Un ventilateur pouvant cr er 1000 Pa de d pression et d un d bit max de 2000 mb 4 puits situ s une distance de respectivement 25 m 50 m 100 m et 200 m du centre Des quipements de mesure de pression l arriv e dans le ventilateur dans les 4 puits d angle et dans les 4 puits loign s Mesure de d bits la sortie du ventilateur e Mesure de la consommation du ventilateur e Mesure de la temp rature et de l humidit de lair extrait Projet 37046 contrat 76823 Liste des symboles Page 16 Ww Teneur en eau p t m Masse volumique apparente e0 Indice de vide n Porosit S Coefficient d emmagasinement pour l eau k m s Coefficient de perm abilit pour l eau K m Coefficient de perm abilit intrins que u Pa s Viscosit dynamique Ph Pa Pression dans le puits Patm Pa Pression atmosph rique Rp m Rayon du puits Ratm m Rayon jusqu Patm hp m Hauteur d eau dans le puits ho Hauteur d eau de la nappe Q m s D bit AZ m Hauteur d extraction d air T mis Transmissivit d une nappe e Porosit pour lair Bibliographie 1 Description G ologique du Canton de Gen ve par Alphonse Favre 1
20. une villa hors PAC sont estim s 72 000 frs Une installation d essai qui permettrait une v rification in situ est propos e Abstract The air flowing trough unsaturated natural gravel has around the year a temperature above 10 C It could be used for heating and air conditioning The aim of the study is to determine the ventilator energy necessary to extract the air and for which part of the Swiss population such an extraction could be possible In order to design an extraction installation different simple approaches are proposed They demonstrate that it may only be applied in very favorable places and only for villas Such conditions will be present for about 0 5 of de Swiss population In that case the ventilator energy will amounts to 10 of the energy brought to the evaporator The investment for extracting the air reaches about 72000 frs A test program is also proposed Zusammenfassung Im Raume Genf existieren die sogenannten alluvions anciennes Dies sind nat rliche unges ttigte Schot terschichten mit M chtigkeiten von bis zu deutlich mehr als 10 m In diesen Schotterschichten findet eine nat rliche Luftzirkulation statt Diese Luftstr mungen weisen bers Jahr eine nahezu konstante Tempera tur von ca 10 C auf eine ideale W rme bzw K ltequelle f r eine W rmepumpe zur Heizung und Klimatisierung von Geb uden Die vorliegende Studie hat zum Ziel die Ventilatorleistung sowie die Investitions und Betrie
21. urs obtenues par les diff rentes m thodes de calcul sont coh rentes avec les ob servations donn es au chapitre 4 1 4 2 3 Calcul avec le logiciel MODAIR V1 0 Le logiciel MODAIR est un code par l ments finis bas sur le logiciel MODFLOW et les relations d quivalence donn es dans le tableau 1 du chapitre 3 2 2 8 Le maillage est d fini sur la base des calculs du chapitre pr c dent et de la situation et coupe donn es au chapitre 4 2 1 Vu en plan le maillage est constitu de 81 x 81 l ments carr s A part la ligne et la colonne comprenant le puits d une largeur de 80 cm tous les l ments ont un c t de 130 cm me Le puits de 450 m h de d bit se situe sur la 21 colonne et la 41 ligne Projet 37046 contrat 76823 Les couches suivantes ont t introduites Page 9 Couche Epaisseur admise Perm abilit intrins que Porosit l air m darcy Couverture 1 Imperm able Graviers non satur s zone 4 700 0 15 non cr pin e Graviers non satur s zone 2 5 700 0 15 non cr pin e Graviers non satur s zone 2 5 700 0 15 non cr pin e Gravier non satur s zone 3 700 0 15 cr pin e Gravier non satur s zone 3 700 0 15 cr pin e Sur le bord du maillage la pression atmosph rique est admise Les d pressions calcul es par MODAIR sont donn es par la figure 1 Elles sont en bonne concordance avec les mesures r alis es Vessy Relevons
22. ynamique_eau P dynamique OU u est aussi not n kg m s ou Pa s Avec k en m s et K en m attention le facteur 1 10 est d pendant des unit s Cette relation d coule de 6 page 141 quations 20 et 21 et est confirm e par la pratique 7 Pour le calage des mod les de calcul utilis s plus loin les mesures faites dans le puits de Vessy 2 ont t utilis es Dans ce cas particulier les param tres de calcul sont les suivants Porosit n 15 Coefficient de perm abilit intrins que K 7 107 nm ou 700 darcy 1 darcy 1 10 7 m Projet 37046 contrat 76823 Page 6 42 Calculs pr liminaires d extraction d air au puits de Vessy 4 2 1 G om trie et observations Les donn es g om triques et les observations pour le puits de Vessy donn es dans 2 sont rappel es ici Situation Coupe sur puits 0 8 m de couverture 4 5 m de sables graveleux de l alluvion de I Arve gt gt lt 4 7 m graviers de l alluvion ancienne sans cr pine y 6 m graviers de alluvion ancienne puits cr pin 6 m graviers de l alluvion ancienne puits cr pin sous nappe Puits diam tre 80 cm Un essai de pompage d air a t r alis le 17 9 1979 avec un ventilateur d aspiration permettant un d bit de 450 m heure Les d pressions dans le puits de pompage et le pi zom tre de mesure ont t mesur es Apr s 14 jours de pompage
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