Étude des effets d'échelle liés à l'évaluation de la conductivité thermique du roc en géothermie

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• 批准号: RGPIN-2022-04347
• 负责人: Raymond, Jasmin
• 金额: $ 2.62万
• 依托单位: Institut national de la recherche scientifique
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Discovery Grants Program - Individual
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2022-01-01 至 2023-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=751370
• 关键词: tude; des; effets; chelle; li

Les systèmes géothermiques constituent l'une des technologies de choix pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. L'expansion planétaire de cette filière renouvelable se fait notamment par le développement de ressources jugées non conventionnelles associées aux systèmes pétrothermaux où le roc a une faible perméabilité. Dans ce contexte, des échangeurs de chaleur à boucle fermée peuvent être utilisés, qu'ils soient superficiels et destinés à chauffer un bâtiment net zéro, ou encore profonds et connectés à un système énergétique de quartier. L'opération de systèmes géothermiques ouvragés reposant sur la stimulation de réservoirs permet également de produire de l'électricité propre. La performance des systèmes d'échangeur de chaleur ou encore la profondeur des réservoirs à exploiter dépend fortement de la conduction de chaleur dont le taux de transfert est proportionnel à la conductivité thermique du roc. Des méthodes de laboratoire et des essais in situ existent pour évaluer cette propriété, mais de récents travaux ont démontré que cette évaluation dépend de l'échelle des mesures. A plus petite échelle, celle de l'échantillon, la conductivité thermique observée est plus élevée que celle évaluée à grande échelle sur le terrain. Une hypothèse qui expliquerait ce phénomène est qu'il existerait à petite échelle dans les roches hétérogènes moins de barrières au transfert thermique par conduction. L'erreur induite se répercute ultimement dans les prédictions de performance et de la rentabilité des systèmes géothermiques. Un couplage innovant de la scanographie infrarouge et aux rayons X est proposé dans ce programme de recherche qui a pour objectif de mieux comprendre les mécanismes de transfert thermique qui affectent l'étendue et la pérennité des ressources géothermiques. Plus spécifiquement, je vise à quantifier de façon tridimensionnelle les effets d'échelle associés à l'évaluation de la conductivité thermique. Des échantillons de roc seront analysés au scanneur infrarouge pour déterminer la distribution de la conductivité thermique en 2D. Cette évaluation sera extrapolée en 3D à l'aide de mesures de densité effectuées au CT scan. Les images 3D seront exportées vers un logiciel d'éléments finis pour évaluer la conductivité thermique équivalente à différentes échelles. Ces travaux de nature fondamentale réalisés avec des appareils à la fine pointe de la technologie permettront des percées scientifiques fulgurantes, puisqu'une fine caractérisation des effets d'échelle en géothermie n'a jamais été entreprise. Les résultats serviront à améliorer la cartographie de la conductivité thermique des Basses-Terres du Saint-Laurent afin de bonifier les outils d'aide à la décision qu'utilisent les concepteurs de systèmes de pompe à chaleur géothermique. Le flux de chaleur terrestre de régions nordiques éloignées sera réévalué en fonction des effets d'échelle pour aider les communautés autochtones à développer leurs ressources géothermiques.

这些地热系统构成了一种技术选择，用于提供有效的气体排放。L'expansion planétaire de cette filière renouvelable se fait notamment par le déceppement de resources jugées non conventionnelles associées aux systèmes pétrothermaux oacelle roc a une faible perméabilité.在这种情况下，这些变化的chaleur对boucle fermée peuvent être utilisés，qu'ils soient superficiels et destinés à chauffer un bâtiment net zéro，ou encore profonds et connectés à un système énergétique de quartier。L'opération de systèmes géothermiques ouvragés reposant sur la stimulation de réservoirs permet également de produire de l'électricité propre.转换系统的性能或开发者储备的深度依赖于转换的传导性，而不是两次转换与中华人民共和国的传导性成正比。为了评估这一特性，现有的实验室方法和测试方法，迈斯最近的工作表明，这一评估取决于测量方法。一个加小埃谢尔，策勒德l 'échantillon，la conductivité touchée observée est plus élevée que策勒evaluée à埃谢尔sur le terrain。解释这一现象的一个假设是，小埃谢尔在Au通过传导传递的障碍物中的流动。L'erreur induite se répercute ultimement dans les prédictions de performance et de la rentabilité des systèmes géothermiques.在该研究计划中提出了一种创新的红外线扫描和X射线扫描的耦合，该研究计划旨在客观地了解影响地热资源延伸和持久的能量转移机制。Plus spécifiquement，je vise à quantifier de façon tridimensionnelle les effets d'échelle associés à l'évaluation de la conductivité tridique.通过对岩石表面层进行Au扫描分析，确定了二维电导率的分布。Cette evaluation sera extrapolarée en 3D à l'aide de measures de densité effectuées Au CT scan. Les images 3D seront exportées vers un logiciel d'éléments pour évaluer la conductivité déquivalente à différentes écourse.这是一项具有实用性的基本工作，其中包括采用先进的科学技术来实现电加热的装置，并在许多企业中实现了地热效应的精细化。这些结果有助于改善圣罗兰盆地-Terres地区导热系数的制图，有助于利用地热热泵系统的概念进行决策。北方地区的气候变化对帮助土著社区利用地热资源的生态效应具有重要意义。