Modélisation hydro-thermique d’un système géothermique : l’échangeur air-sol et le sol environnant

Pour les systèmes géothermiques de surface, le transfert d’humidité de sol autour de l’échangeur a un impact important sur le transfert thermique du système. Cependant, dans la littérature, très peu d’études ont été menées sur la modélisation du transfert thermique et hydrique du sol autour des systèmes géothermiques. Notre étude se concentre sur le développement et la mise en œuvre d’une simulation numérique couplée hydro-thermique pour les échangeurs air-sol (Earth-Air Heat Exchangers, EAHE), en utilisant l’environnement MOOSE (Multiphysics Object-Oriented Simulation Environment). Elle passe en revue divers modèles existants pour les systèmes géothermiques peu profonds, en soulignant leur focalisation sur le transfert de chaleur ou sur les transferts couplés de chaleur et d’humidité. La simulation couplée développée dans ce travail intègre des formulations mathématiques détaillées et prend en compte les propriétés du sol et de l’air, les conditions aux limites ainsi que les conditions initiales, afin de représenter fidèlement des scénarios réels. Un effort significatif a été consacré au développement et à la validation de l’algorithme de simulation, qui a montré une bonne concordance avec les données expérimentales, confirmant ainsi la fiabilité du modèle pour prédire le comportement des EAHE.

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