climatisation b.r

FONTVIEILLE S.A.17, Boulevard Albert 1er

MONACO

TERRE PLEIN DE FONTVIEILLEMONACO

INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE

CHAUFFAGE ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX

RAPPORT DE FAISABILITE - PHASE I

82 SGN 328 PAC JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de ejY. AUSSEUR,B. DELLERY', A. GOUNON, M. RECAN

"B.R" G . ÎvTS,

17. MAI 1932

BIBLIOTHÈQUéService géologique régional PROVENCE - ALPES - COTE D'AZUR

Domaine de Luminy - route Léon-Lachamp, 13009 MarseilleTél.: (91 ) 41 .26.04 et 41 .24.46

Marseille, Avril 1982


MONACO

TERRE PLEIN DE FONTVIEILLEMONACO

INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE

CHAUFFAGE ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX


82 SGN 328 PAC JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de ejY. AUSSEUR,B. DELLERY', A. GOUNON, M. RECAN

"B.R" G . ÎvTS,

17. MAI 1932

BIBLIOTHÈQUéService géologique régional PROVENCE - ALPES - COTE D'AZUR

Domaine de Luminy - route Léon-Lachamp, 13009 MarseilleTél.: (91 ) 41 .26.04 et 41 .24.46

Marseille, Avril 1982


MONACO

TERRE PLEIN DE FONTVIEILLE - MONACO

INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE CHAUFFAGE

ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX


JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de JY. AUSSEUR, B. DELLERY, A. GOUNON et M. RECAN

82 SGN 328 PAC - Marseille, Avril 1982

RESUME

La Société FONTVIEILLE S.A. envisage l'utilisation de pompes à chaleurpour le chauffage et la climatisation des locaux qui seront édifiés sur leterre plein de Fontvielle à Monaco. La source froide serait constituée par leseaux qui baignent le remblai.

Deux hypothèses ont été envisagées :

- pompage dans le remblai, rejet en mer.

- pompage et èéinjection dans le remblai.

Elles ont été étudiées sur modèles hydrodyhamiques et thermiques afin dedéterminer :

- l'incidence sur le niveau des eaux dans le remblai,

- les effets thermiques des variations de température de l'eau de mer surl'eau prélevée.

Les résultats obtenus montrent que du point de vue hydrodynamique, lesmodifications du niveau de l'eau dans le remblai sont faibles, de l'ordre dequelques décimètres.

Du point de vue thermique, l'intérêt qu'il y aura d'éloigner le pluspossible les ouvrages de prélèvement du rivage apparait clairement dans ledouble but :

- d'amortir le plus possible l'effet des variations de température de l'eaude mer.

- de bénéficier d'un déphasage intéressant pour l'arrivée aux puits de prélèvement des ondes chaudes et froides.

Dans le cas de la réinjection des eaux dans le remblai, il y aura avan¬tage à implanter les ouvrages de rejet à proximité du rivage afin de limiterle plus possible le gonflement de la nappe.


MONACO

TERRE PLEIN DE FONTVIEILLE - MONACO

INSTALLATION DE POMPES A CHALEUR POUR LE CHAUFFAGE

ET LA CLIMATISATION DES LOCAUX


JL. GARNIER, JP. SAUTYavec la collaboration de JY. AUSSEUR, B. DELLERY, A. GOUNON et M. RECAN

82 SGN 328 PAC - Marseille, Avril 1982

RESUME

La Société FONTVIEILLE S.A. envisage l'utilisation de pompes à chaleurpour le chauffage et la climatisation des locaux qui seront édifiés sur leterre plein de Fontvielle à Monaco. La source froide serait constituée par leseaux qui baignent le remblai.

Deux hypothèses ont été envisagées :

- pompage dans le remblai, rejet en mer.

- pompage et èéinjection dans le remblai.

Elles ont été étudiées sur modèles hydrodyhamiques et thermiques afin dedéterminer :

- l'incidence sur le niveau des eaux dans le remblai,

- les effets thermiques des variations de température de l'eau de mer surl'eau prélevée.

Les résultats obtenus montrent que du point de vue hydrodynamique, lesmodifications du niveau de l'eau dans le remblai sont faibles, de l'ordre dequelques décimètres.

Du point de vue thermique, l'intérêt qu'il y aura d'éloigner le pluspossible les ouvrages de prélèvement du rivage apparait clairement dans ledouble but :

- d'amortir le plus possible l'effet des variations de température de l'eaude mer.

- de bénéficier d'un déphasage intéressant pour l'arrivée aux puits de prélèvement des ondes chaudes et froides.

Dans le cas de la réinjection des eaux dans le remblai, il y aura avan¬tage à implanter les ouvrages de rejet à proximité du rivage afin de limiterle plus possible le gonflement de la nappe.

TABLE DES MATIERES

RESUME page 3

1. PROBLEME POSE 7

2. DONNEES DISPONIBLES 9

3. SIMULATION HYDRODYNAMIQUE 11

3.1. - Données générales sur la modélisation hydrodynamique 11

3.2. - Données générales sur la modélisation thermique 11

4. RESULTATS DES SIMULATIONS 13

4.1. - Hypothèse 1 : Prélèvement sur cinq ouvrages dans le remblai 13et rejet on mer

4.1.1. - Simulation hydrodynamique 13

4.1.2. - Simulation thermique 14

4.1.3. - Conclusion 14

4.2. - Hypothèse 2 : Prélèvement du débit sur un ouvrage central 15et réinjection dans le remblai à proximité du rivage

4.2.1. - Remarque préliminaire 15




5. CONCLUSION GENERALE 19

LISTE DES FIGURES

1. Plan de situation à 1/25 000.

2. Variations de température de l'eau pompée - Hypothèse 1.


LISTE DES PLANCHES

1. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - Hypothèse 1.

2. Simulation thermique - Temps de transit mer - Forages - Hypothèse 1.

3. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - HYpothèse 2.

TABLE DES MATIERES

RESUME page 3

1. PROBLEME POSE 7

2. DONNEES DISPONIBLES 9

3. SIMULATION HYDRODYNAMIQUE 11

3.1. - Données générales sur la modélisation hydrodynamique 11

3.2. - Données générales sur la modélisation thermique 11

4. RESULTATS DES SIMULATIONS 13

4.1. - Hypothèse 1 : Prélèvement sur cinq ouvrages dans le remblai 13et rejet on mer




4.2. - Hypothèse 2 : Prélèvement du débit sur un ouvrage central 15et réinjection dans le remblai à proximité du rivage

4.2.1. - Remarque préliminaire 15




5. CONCLUSION GENERALE 19

LISTE DES FIGURES

1. Plan de situation à 1/25 000.



LISTE DES PLANCHES

1. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - Hypothèse 1.

2. Simulation thermique - Temps de transit mer - Forages - Hypothèse 1.

3. Simulation hydrodynamique - Abaissements simulés - HYpothèse 2.

échelle I /25000

Fig. 1

PLAN DE SITUATION

82 SCN 328 PAC

PROBLEME POSE

L'étude des besoins thermiques effectuée par la SETEC pour le chauffage

et la climatisation des locaux édifiés sur le terre plein de FONTVIELLE à

Monaco, a montré l'intérêt d'une solution par pompe à chaleur fonctionnant

à partir d'une source froide constituée soit par les eaux baignant le rem¬

blai mis en place, soit à partir de l'eau de mer.

Les débits nécessaires ont été estimés a priori à 460 m3/h

environ.

L'utilisation des eaux puisées dans le remblai perméable permettrait

d'éviter :

- la mise en place toujours délicate d'ouvrages de puisage en mer.

- une filtration des eaux prélevées et la lutte contre le colmatage des

prises par les organismes marins.

- les fluctuations rapides et d'amplitude parfois importante de température

de l'eau utilisée.

Dans cette hypothèse deux types de solution peuvent être envisagés :

- pompage dans le remblai et rejet en mer des débits utilisés.

- pompage et réinjection dans le remblai des débits nécessaires au fonction¬

nement des installations.

L'adoption de l'une ou l'autre de ces deux solutions implique la vérifi¬

cation préalable par le calcul :

- que les modifications hydrodynamiques apportées (modifications du niveau

piézométrique) ne seront pas susceptibles d' engendrer des désordres géo¬

techniques (tassements différentiels par exemple).

PROBLEME POSE

L'étude des besoins thermiques effectuée par la SETEC pour le chauffage

et la climatisation des locaux édifiés sur le terre plein de FONTVIELLE à

Monaco, a montré l'intérêt d'une solution par pompe à chaleur fonctionnant

à partir d'une source froide constituée soit par les eaux baignant le rem¬

blai mis en place, soit à partir de l'eau de mer.

Les débits nécessaires ont été estimés a priori à 460 m3/h

environ.

L'utilisation des eaux puisées dans le remblai perméable permettrait

d'éviter :

- la mise en place toujours délicate d'ouvrages de puisage en mer.

- une filtration des eaux prélevées et la lutte contre le colmatage des

prises par les organismes marins.

- les fluctuations rapides et d'amplitude parfois importante de température

de l'eau utilisée.

Dans cette hypothèse deux types de solution peuvent être envisagés :

- pompage dans le remblai et rejet en mer des débits utilisés.

- pompage et réinjection dans le remblai des débits nécessaires au fonction¬

nement des installations.

L'adoption de l'une ou l'autre de ces deux solutions implique la vérifi¬

cation préalable par le calcul :

- que les modifications hydrodynamiques apportées (modifications du niveau

piézométrique) ne seront pas susceptibles d' engendrer des désordres géo¬

techniques (tassements différentiels par exemple).

- que les températures de l'eau pompée seront compatibles avec les condi¬

tions de fonctionnement des installations. La proximité du milieu marin

soumis aux variations saisonnières de température dans la première solu¬

tion et l'effet de la réinjection d'eau froide en hiver et chaude en été

dans la seconde solution, sont en effet de nature à limiter ou compromettre

la faisabilité du projet.

Dans sa lettre du 23 Octobre 1981, la société FONTVIEILLE S . A . a.:.chargé

le Service Géologique Régional Provence Alpes Côte d'Azur du Bureau de Recher¬

ches Géologiques et Minières de réaliser conformément au projet 81. 58. PR

modifié en date du 3 Août 1981 :

- l'étude de la répartition des modifications piézométriques induites dans

le remblai par les pompages. Ces indications seront utiles à

l'organisme chargé des études de sol à qui iî appartiendra d'estimer l'inci¬

dence éventuelle sur les fondations et la stabilité du remblai.

- l'étude de faisabilité thermique du projet vis à vis des fluctuations

naturelles ou provoquées de température de l'eau pompée pour les besoins

des installations.

Les résultats relatifs aux hypothèses envisageas ont été communiqués à

SETEC B.ATIMENT dès leur obtention. Une note résumant les résultats de la

première hypothèse prise en compte a été établie et adressée à SETEC en

Février 1982.

Le présent rapport a pour objet de rendre compte de l'ensemble des

résultats obtenus.

- que les températures de l'eau pompée seront compatibles avec les condi¬

tions de fonctionnement des installations. La proximité du milieu marin

soumis aux variations saisonnières de température dans la première solu¬

tion et l'effet de la réinjection d'eau froide en hiver et chaude en été

dans la seconde solution, sont en effet de nature à limiter ou compromettre

la faisabilité du projet.

Dans sa lettre du 23 Octobre 1981, la société FONTVIEILLE S . A . a.:.chargé

le Service Géologique Régional Provence Alpes Côte d'Azur du Bureau de Recher¬

ches Géologiques et Minières de réaliser conformément au projet 81. 58. PR

modifié en date du 3 Août 1981 :

- l'étude de la répartition des modifications piézométriques induites dans

le remblai par les pompages. Ces indications seront utiles à

l'organisme chargé des études de sol à qui iî appartiendra d'estimer l'inci¬

dence éventuelle sur les fondations et la stabilité du remblai.

- l'étude de faisabilité thermique du projet vis à vis des fluctuations

naturelles ou provoquées de température de l'eau pompée pour les besoins

des installations.

Les résultats relatifs aux hypothèses envisageas ont été communiqués à

SETEC B.ATIMENT dès leur obtention. Une note résumant les résultats de la

première hypothèse prise en compte a été établie et adressée à SETEC en

Février 1982.

Le présent rapport a pour objet de rendre compte de l'ensemble des

résultats obtenus.

DONNEES DISPONIBLES

2.1. - L'étude hydrodynamique a été effectuée sur la base de l'analyse des

essais de perméabilité effectuée par SETEC et résumée dans le dossier

n° 5627/2000. Ainsi en accord avec SETEC BATIMENT, les hypothèses suivantes

ont été adoptées :

- substratum marneux ou toit des sables d'Imperia considéré comme imperméa¬

ble.

_2- perméabilité des galets de Fos et des remblais pierreux K = 10 m/s.

- perméabilité des remblais ordinaires, tout venant de carrière et concassés,-3remblais ordinaires plus ou moins compactés : K = 10 m/s.

- perméabilité du tout venant de carrière sélectionné mis en place à l'arrière

des enrochements : K = 10~ m/s.

La géométrie fort complexe de la répartition des différents types de

matériau mis en place, déduite des coupes schématiques communiquées par

SETEC a dû faire l'objet de simplifications en vue de la modélisation. Ainsi

n'ont été pris en compte que les horizons de perméabilité 10 m/s en bordure_2

des enrochements et des quais . et ceux à 10 m/s pour les galets de Fos et

les remblais pierreux.

Les horizons les moins perméables ont été considérés comme imperméables.

Ceci nous place dans des conditions légèrement pessimistes vis à vis des

modifications piézométriques engendrées par les pompages^ ce qui va dans le

sens de la sécurité.

2.2. - En ce qui concerne les données thermiques, les données transmises

initialement portaient sur les températures de l'eau de mer mesurées à

1 mètre de la surface dans le port de Monaco. Après un contact établi par

DONNEES DISPONIBLES

2.1. - L'étude hydrodynamique a été effectuée sur la base de l'analyse des

essais de perméabilité effectuée par SETEC et résumée dans le dossier

n° 5627/2000. Ainsi en accord avec SETEC BATIMENT, les hypothèses suivantes

ont été adoptées :

- substratum marneux ou toit des sables d'Imperia considéré comme imperméa¬

ble.

_2- perméabilité des galets de Fos et des remblais pierreux K = 10 m/s.

- perméabilité des remblais ordinaires, tout venant de carrière et concassés,-3remblais ordinaires plus ou moins compactés : K = 10 m/s.

- perméabilité du tout venant de carrière sélectionné mis en place à l'arrière

des enrochements : K = 10~ m/s.

La géométrie fort complexe de la répartition des différents types de

matériau mis en place, déduite des coupes schématiques communiquées par

SETEC a dû faire l'objet de simplifications en vue de la modélisation. Ainsi

n'ont été pris en compte que les horizons de perméabilité 10 m/s en bordure_2

des enrochements et des quais . et ceux à 10 m/s pour les galets de Fos et

les remblais pierreux.

Les horizons les moins perméables ont été considérés comme imperméables.

Ceci nous place dans des conditions légèrement pessimistes vis à vis des

modifications piézométriques engendrées par les pompages^ ce qui va dans le

sens de la sécurité.

2.2. - En ce qui concerne les données thermiques, les données transmises

initialement portaient sur les températures de l'eau de mer mesurées à

1 mètre de la surface dans le port de Monaco. Après un contact établi par

10

SETEC avec I5. Centre scientifique de Monaco, 1 'hypothèse suivante plus

réaliste a été adoptée pour les calculs :

- température hivernale : + 13°C

- température estivale : température de surface diminuée de 0,1°C par mètre

de profondeur.

2.3. - Les hypothèses suivantes ont été adoptées pour le régime d'utilisa¬

tion des ouvrages de captage au débit nominal :

- climatisation : 2 mois (Juillet - Août)

- chauffage : 6 mois (de Novembre à Avril)

En dehors de ces périodes, les ouvrages ont été considérés comme au

repos.

10

SETEC avec I5. Centre scientifique de Monaco, 1 'hypothèse suivante plus

réaliste a été adoptée pour les calculs :

- température hivernale : + 13°C

- température estivale : température de surface diminuée de 0,1°C par mètre

de profondeur.

2.3. - Les hypothèses suivantes ont été adoptées pour le régime d'utilisa¬

tion des ouvrages de captage au débit nominal :

- climatisation : 2 mois (Juillet - Août)

- chauffage : 6 mois (de Novembre à Avril)

En dehors de ces périodes, les ouvrages ont été considérés comme au

repos.

11

SIMULATION HYDRODYNAMIQUE

3.1. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION HYDRODYNAMIQUE

Les simulations ont été effectuées en régime permanent, cette hypo¬

thèse est justifiée par la proximité immédiate de limites de réalimentation

que constitue le rivage.

Le domaine simulé couvre l'ensemble de la plateforme de Fontvieille

et de Cap d'Ail afin de ne pas introduite de limite arbitraire non justi¬

fiable à l'examen des coupes géologiques. Le domaine simulé est donc fermé

par des limites naturelles. Au Nord-Ouest une limite de type imperméable a

été adoptée.

La discrétisation a été effectuée en mailles carrées de dimension

uniforme de 12,7 mètres de côté.

Les paramètres nécessaires à la simulation sont les suivants :

- distribution des perméabilités

- cote NGF du substratum considéré comme imperméable

- cote NGF du toit de l'aquifère (base des remblais ordinaires compactés)

- piézométrie initiale qui a été prise au zéro NGF (niveau marin)

- distribution des débits prélevés ou réinjectés

3.2. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION THERMIQUE

Deux modèles ont été successivement mis en oeuvre pour réaliser une

approche simplifiée du problème :

* Un premier modèle, semi-analytique, comportant deux limites orthogonales

calées sur le rivage. Le rôle d'alimentation de ces limites a été pris en

compte par la définition de points images (symétriques par rapport aux limites

des puits simulés).

11

SIMULATION HYDRODYNAMIQUE

3.1. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION HYDRODYNAMIQUE

Les simulations ont été effectuées en régime permanent, cette hypo¬

thèse est justifiée par la proximité immédiate de limites de réalimentation

que constitue le rivage.

Le domaine simulé couvre l'ensemble de la plateforme de Fontvieille

et de Cap d'Ail afin de ne pas introduite de limite arbitraire non justi¬

fiable à l'examen des coupes géologiques. Le domaine simulé est donc fermé

par des limites naturelles. Au Nord-Ouest une limite de type imperméable a

été adoptée.

La discrétisation a été effectuée en mailles carrées de dimension

uniforme de 12,7 mètres de côté.

Les paramètres nécessaires à la simulation sont les suivants :

- distribution des perméabilités

- cote NGF du substratum considéré comme imperméable

- cote NGF du toit de l'aquifère (base des remblais ordinaires compactés)

- piézométrie initiale qui a été prise au zéro NGF (niveau marin)

- distribution des débits prélevés ou réinjectés

3.2. - DONNEES GENERALES SUR LA MODELISATION THERMIQUE

Deux modèles ont été successivement mis en oeuvre pour réaliser une

approche simplifiée du problème :

* Un premier modèle, semi-analytique, comportant deux limites orthogonales

calées sur le rivage. Le rôle d'alimentation de ces limites a été pris en

compte par la définition de points images (symétriques par rapport aux limites

des puits simulés).

12

25">

Ce modèle a permis d'établir le tracé des lignes de courant avec cal¬

cul du temps de transfert des fronts thermiques ainsi que la réponse indi¬

cielle de chaque ouvrage à un échelon unitaire de variation de température

de l'eau de mer (1° C).

* Un second modèle, de convolution, fonctionnant à partir des réponses indi¬

cielles déterminées ci-dessus, a permis de calculer les fluctuations thermi¬

ques dans les ouvrages simulés. Le calcul a été effectué en considérant les

fluctuations moyennes de température de l'eau de mer à proximité des digueb

pour une profondeur de 15 à 25 m qui correspond à la zone moyenne de réali¬

mentation.

Fig. 2. VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 1

120 240 360 480 600

12

25">

Ce modèle a permis d'établir le tracé des lignes de courant avec cal¬

cul du temps de transfert des fronts thermiques ainsi que la réponse indi¬

cielle de chaque ouvrage à un échelon unitaire de variation de température

de l'eau de mer (1° C).

* Un second modèle, de convolution, fonctionnant à partir des réponses indi¬

cielles déterminées ci-dessus, a permis de calculer les fluctuations thermi¬

ques dans les ouvrages simulés. Le calcul a été effectué en considérant les

fluctuations moyennes de température de l'eau de mer à proximité des digueb

pour une profondeur de 15 à 25 m qui correspond à la zone moyenne de réali¬

mentation.

Fig. 2. VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 1

120 240 360 480 600

13

RESULTATS DES SIMULATIONS

Deux hypothèses ont été envisagées successivement. La première corres¬

pond à un prélèvement des débits nécessaires dans les horizons perméables

du remblai avec rejet en mer des débits après utilisation pour le chauffage

et la climatisation. Le prélèvement est effectué sur cinq ouvrages répar¬

tis suivant les besoins et les possibilités sur la plateforme.

Le second correspond à un prélèvement sur un ouvrage unique des débits,

cet ouvrage a été implanté le plus loin possible du rivage. Le rejet ne se

fait plus en mer mais par réinjection au sein du remblai à proximité des

digues.

4.1. - HYPOTHESE 1 : PRELEVEMENT SUR CINQ OUVRAGES DANS LE REMBLAI ET REJET

EN MER

4.1.1. - Simulation hydrodynamique

Les débits prélevés sur les cinq ouvrages sont compris entre 60 et

140 m3/h, leur répartition est la suivante :

Pl = 80 m3/h P4 = 140 m3/h

P2 = 60 m3/h P5 = 80 m3/h

P3 = 100 m3/h

Leur implantation définie par SETEC BATIMENT est donnée sur la planche

n° 1 en annexe.

Les résultats de la simulation montrent que les abaissements provoqués

par les pompages sont très faibles puisqu'ils n'excèdent pas 0,2 m sur la

maille située au droit du P4 où un débit de 140 m3/h est prélevé. Les courbes

d'égal abaissement obtenues au cours de cette simulation sont reportées sur

la planche n" 1 donnée en annexe.

13

RESULTATS DES SIMULATIONS

Deux hypothèses ont été envisagées successivement. La première corres¬

pond à un prélèvement des débits nécessaires dans les horizons perméables

du remblai avec rejet en mer des débits après utilisation pour le chauffage

et la climatisation. Le prélèvement est effectué sur cinq ouvrages répar¬

tis suivant les besoins et les possibilités sur la plateforme.

Le second correspond à un prélèvement sur un ouvrage unique des débits,

cet ouvrage a été implanté le plus loin possible du rivage. Le rejet ne se

fait plus en mer mais par réinjection au sein du remblai à proximité des

digues.

4.1. - HYPOTHESE 1 : PRELEVEMENT SUR CINQ OUVRAGES DANS LE REMBLAI ET REJET

EN MER


Les débits prélevés sur les cinq ouvrages sont compris entre 60 et

140 m3/h, leur répartition est la suivante :

Pl = 80 m3/h P4 = 140 m3/h

P2 = 60 m3/h P5 = 80 m3/h

P3 = 100 m3/h

Leur implantation définie par SETEC BATIMENT est donnée sur la planche

n° 1 en annexe.

Les résultats de la simulation montrent que les abaissements provoqués

par les pompages sont très faibles puisqu'ils n'excèdent pas 0,2 m sur la

maille située au droit du P4 où un débit de 140 m3/h est prélevé. Les courbes

d'égal abaissement obtenues au cours de cette simulation sont reportées sur

la planche n" 1 donnée en annexe.

14

4.1.2. - Simulation thermique

Le tracé des lignes de courant avec indication des temps de transfert

des fronts thermiques depuis le rivage jusqu'aux puits de pompage est donné

sur la planche n° 2 en annexe.

La convolution des réponses individuell'ss effectuée pour hhaque ouvrage

compte tenu des variations de température de l'eau de mer adoptées dans la

simulation a pex-mis le calcul des fluctuations thermiques dans les différents

ouvrages de pompage. Les résultats sont résumés sous forme de graphique

donné en fig. 2.

Ces résultats appellent les commentaires suivants :

- les fluctuations thermiques de l'eau pompée sont très peu amorties dans

les ouvrages proches du rivage tels que Pl et P2. Dans le puits Pl, qui

est atteint en moins d'une semaine par les ondes thermiques, la tempéra¬

ture croît jusqu'à .C2° C en fin de mois d'Août et descend au dessous de

13,5° C dès le mois de Janvier pour se stabiliser ensu.'i.te vers 13° C.

Si ces températures restent acceptables pour une utilisation en

chauffage, elles sont difficilement compatibles avec une utilisation en

période de climatisation.

Par contre, la température reste comprise entre 15° C et 14° C pendant

tout l'hiver au puits P4 qui bénéficie d'un déphasage de 41 jours. Elle ne

dépasse pas 14,6° C en été comme l'indiquent les fluctuations thermiques

du troisième cycle d'utilisation des installations au cours duquel un

régime stabilisé est atteint.

4.1.3. - Conclusion

Si du point de vue hydrodynamique la configuration étudiée parait a

priori ne devoir poser aucun problème en raison des faibles abaissements

calculés, il semble souhaitable, pour des raisons thermiques, d'accroître

la distance d'implantation des puits par rapport aux digues. Une implanta¬

tion des ouvrages plus centrale, à une distance du rivage de l'ordre de 250 m

par exemple, devrait conduire à observer des déphasages thermiques de l'ordre

de 2,5 à 3 mois, nettement plus favorables pour l'exploitation.

14


Le tracé des lignes de courant avec indication des temps de transfert

des fronts thermiques depuis le rivage jusqu'aux puits de pompage est donné

sur la planche n° 2 en annexe.

La convolution des réponses individuell'ss effectuée pour hhaque ouvrage

compte tenu des variations de température de l'eau de mer adoptées dans la

simulation a pex-mis le calcul des fluctuations thermiques dans les différents

ouvrages de pompage. Les résultats sont résumés sous forme de graphique

donné en fig. 2.

Ces résultats appellent les commentaires suivants :

- les fluctuations thermiques de l'eau pompée sont très peu amorties dans

les ouvrages proches du rivage tels que Pl et P2. Dans le puits Pl, qui

est atteint en moins d'une semaine par les ondes thermiques, la tempéra¬

ture croît jusqu'à .C2° C en fin de mois d'Août et descend au dessous de

13,5° C dès le mois de Janvier pour se stabiliser ensu.'i.te vers 13° C.

Si ces températures restent acceptables pour une utilisation en

chauffage, elles sont difficilement compatibles avec une utilisation en

période de climatisation.

Par contre, la température reste comprise entre 15° C et 14° C pendant

tout l'hiver au puits P4 qui bénéficie d'un déphasage de 41 jours. Elle ne

dépasse pas 14,6° C en été comme l'indiquent les fluctuations thermiques

du troisième cycle d'utilisation des installations au cours duquel un

régime stabilisé est atteint.

4.1.3. - Conclusion

Si du point de vue hydrodynamique la configuration étudiée parait a

priori ne devoir poser aucun problème en raison des faibles abaissements

calculés, il semble souhaitable, pour des raisons thermiques, d'accroître

la distance d'implantation des puits par rapport aux digues. Une implanta¬

tion des ouvrages plus centrale, à une distance du rivage de l'ordre de 250 m

par exemple, devrait conduire à observer des déphasages thermiques de l'ordre

de 2,5 à 3 mois, nettement plus favorables pour l'exploitation.

15

4.2. - HYPOTHESE 2 - PRELEVEMENT DU DEBIT SUR UN OUVRAGE CENTRAL ET REINJEC¬

TION DANS LE REMBLAI A PROXIMITE DU RIVAGE

4.2.1. - Remarque préliminaire

Cette hypothèse ne correspond pas nécessairement dans la pratique à la

réalisation d' ouvrages de prélèvement et de rejet uniques mais elle peut

être considérée comme représentative d'ouvrages multiples suffisamment

proches les uns des autres constituant des groupes assimilables aux 2

éléments d'un doublet.


L'implantation des ouvrages de pompage et de rejet, effectuée en concer¬

tation avec SETEC, est donnée sur la planche n° 3 donnée en annexe.

Le calcul montre que le rabattement le plus fort est obtenu sur la

maille sur laquelle le débit de pompage (460 m3/h) a été imposé et où il

atteint 0,55 m.

En ce qui concerne le puits de réinjection, compte tenu de la proximité

du rivage et de l'adoption sur ce site d'une perméabilité élevée en raison de

la nature du remblai, le relèvement dû à la réinjection du débit de fonction¬

nement reste inférieur à 0,1 m.

La répartition des abaissements calculés sur l'ensemble de la plateforme

est donnée par les courbes reportées sur la planche n° 3 en annexe.


Les calculs effectués conduisent à des résultats nettement plus favo¬

rables pour l'exploitation. Le temps de percée du front thermique le plus

court est en effet de 41 jours.

Au cours de la phase de climatisation, la température de l'eau pompée

ne varie guère que d'un degré environ et reste inférieure à 15° C.

Les variations sont par contre un peu plus importantes lors de la

phase de chauffage avec toutefois une température qui reste supérieure à

15° C pendant trois mois environ.

15

4.2. - HYPOTHESE 2 - PRELEVEMENT DU DEBIT SUR UN OUVRAGE CENTRAL ET REINJEC¬

TION DANS LE REMBLAI A PROXIMITE DU RIVAGE

4.2.1. - Remarque préliminaire

Cette hypothèse ne correspond pas nécessairement dans la pratique à la

réalisation d' ouvrages de prélèvement et de rejet uniques mais elle peut

être considérée comme représentative d'ouvrages multiples suffisamment

proches les uns des autres constituant des groupes assimilables aux 2

éléments d'un doublet.


L'implantation des ouvrages de pompage et de rejet, effectuée en concer¬

tation avec SETEC, est donnée sur la planche n° 3 donnée en annexe.

Le calcul montre que le rabattement le plus fort est obtenu sur la

maille sur laquelle le débit de pompage (460 m3/h) a été imposé et où il

atteint 0,55 m.

En ce qui concerne le puits de réinjection, compte tenu de la proximité

du rivage et de l'adoption sur ce site d'une perméabilité élevée en raison de

la nature du remblai, le relèvement dû à la réinjection du débit de fonction¬

nement reste inférieur à 0,1 m.

La répartition des abaissements calculés sur l'ensemble de la plateforme

est donnée par les courbes reportées sur la planche n° 3 en annexe.


Les calculs effectués conduisent à des résultats nettement plus favo¬

rables pour l'exploitation. Le temps de percée du front thermique le plus

court est en effet de 41 jours.

Au cours de la phase de climatisation, la température de l'eau pompée

ne varie guère que d'un degré environ et reste inférieure à 15° C.

Les variations sont par contre un peu plus importantes lors de la

phase de chauffage avec toutefois une température qui reste supérieure à

15° C pendant trois mois environ.

Rg. 3 _ VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 2

20*

«

ae

I5<

10*

N D J M Av. Juil

7^ ^

J F M Av. J

/\

0 J F

o>

fS r- o I

Rg. 3 _ VARIATIONS DE TEMPERATURE DE L'EAU POMPEE _ HYPOTHESE 2

20*

«

ae

I5<

10*

N D J M Av. Juil

7^ ^

J F M Av. J

/\

0 J F

o>

fS r- o I

17

Le graphique donné en figure 3 donne les variations de température

au puits de pompage : l'onde chaude arrive au début de l'hiver et l'essen¬

tiel de l'onde froide seulement au printemps.

4.2.4. - Conclusion

Cette dernière hypothèse conduit à des résultats thermiques nettement

plus favorables que ceux obtenus pour l'hypothèse précédente :

en effet, le déphasage entre les besoins de chaleur et de froid et l'arrivée

des ondes thermiques est tel que l'on disposera d'une eau légèrement plus

froide pour assurer la climatisation et d'une eau à température supérieure

à la normale pendant la saison de chauffage.

Du point de vue hydrodynamique, les abaissements restent faibles

puisqu'ils ne dépassent guère 0,5 mètres sur la maille de prélèvement.

Le gonflement dû à la réinjection est très faible (de l'ordre de 0,1 m)

en raison de la proximité du rivage.

17

Le graphique donné en figure 3 donne les variations de température

au puits de pompage : l'onde chaude arrive au début de l'hiver et l'essen¬

tiel de l'onde froide seulement au printemps.

4.2.4. - Conclusion

Cette dernière hypothèse conduit à des résultats thermiques nettement

plus favorables que ceux obtenus pour l'hypothèse précédente :

en effet, le déphasage entre les besoins de chaleur et de froid et l'arrivée

des ondes thermiques est tel que l'on disposera d'une eau légèrement plus

froide pour assurer la climatisation et d'une eau à température supérieure

à la normale pendant la saison de chauffage.

Du point de vue hydrodynamique, les abaissements restent faibles

puisqu'ils ne dépassent guère 0,5 mètres sur la maille de prélèvement.

Le gonflement dû à la réinjection est très faible (de l'ordre de 0,1 m)

en raison de la proximité du rivage.

19

C O- N, C L U S I O N GENERALE

Les simulations hydrodynamiques effectuées montrent que les abaissements

dûs aux pompages restent faibles dans les deux hypothèses. Ils sont d'autant

plus faibles que les ouvrages de prélèvement sont situés à proximité du rivage,

Une telle configuration n'est toutefois pas envisageable pour une exploi¬

tation dans les conditions les meilleures du point de vue thermique. Les

simulations ont en effet montré que les temps de percée des fronts thermiques

étaient d'autant plus courts qu'on se rapprochait des digues et que les fluc¬

tuations de température de l'eau de mer étaient d'autant mieux ressenties sur

les ouvrages de pompage.

Il conviendrait donc de s'orienter vers des prélèvements aussi centraux

que possible par rapport aux limites de la plateforme. Par contre, en ce qui

concerne les ouvrages de réinjection, si cette hypothèse était retenue, il y

aurait lieu de les implanter à proximité du rivage pour limiter la remontée

du niveau d'eau dans le remblai.

Il convient enfin de rappeler qu'un certain nombre d'hypothès<è ont dû

être formulées pour la réalisation de la présente étude notamment en ce qui

concerne :

- les valeurs de perméabilité qui résultent d'essais ponctuels parfois mal

adaptés à la valeur des paramètres mesurés.

- la répartition de ces perméabilités qui a été faite d'après les coupes

schématiques des remblais mis en place et en supposant ces perméabilités

homogènes au sein d'une même formation.

- la géométrie des réservoirs qui a dû être simplifiée pour pouvoir être

représentée sans trop alourdir les outils de calcul.

19

C O- N, C L U S I O N GENERALE

Les simulations hydrodynamiques effectuées montrent que les abaissements

dûs aux pompages restent faibles dans les deux hypothèses. Ils sont d'autant

plus faibles que les ouvrages de prélèvement sont situés à proximité du rivage,

Une telle configuration n'est toutefois pas envisageable pour une exploi¬

tation dans les conditions les meilleures du point de vue thermique. Les

simulations ont en effet montré que les temps de percée des fronts thermiques

étaient d'autant plus courts qu'on se rapprochait des digues et que les fluc¬

tuations de température de l'eau de mer étaient d'autant mieux ressenties sur

les ouvrages de pompage.

Il conviendrait donc de s'orienter vers des prélèvements aussi centraux

que possible par rapport aux limites de la plateforme. Par contre, en ce qui

concerne les ouvrages de réinjection, si cette hypothèse était retenue, il y

aurait lieu de les implanter à proximité du rivage pour limiter la remontée

du niveau d'eau dans le remblai.

Il convient enfin de rappeler qu'un certain nombre d'hypothès<è ont dû

être formulées pour la réalisation de la présente étude notamment en ce qui

concerne :

- les valeurs de perméabilité qui résultent d'essais ponctuels parfois mal

adaptés à la valeur des paramètres mesurés.

- la répartition de ces perméabilités qui a été faite d'après les coupes

schématiques des remblais mis en place et en supposant ces perméabilités

homogènes au sein d'une même formation.

- la géométrie des réservoirs qui a dû être simplifiée pour pouvoir être

représentée sans trop alourdir les outils de calcul.

20

Les approximations s'appliquent tant aux simulations hydrodynamiques

que thermiques et conduisent à considérer les résultats énoncés comme des

ordres de grandeur qui ont permis néanmoins de comparer les avantages et les

inconvénients des deux hypothèses formulées pour l'exploitation.

Il conviendra de vérifier que ces hypothèses restent valables après le

creusement des premiers ouvrages et la réalisation d'essais de production dt

longue durée.

Signalons que l'importance des débits à exploiter et à réinjecter nécessi¬

tera des conditions de forage et d'équipement des ouvrages particulièrement

soignées, et qu'il appartiendra de bien contrôler afin qu'on ait toute garantie

sur leur qualité et leur pérennité.

20

Les approximations s'appliquent tant aux simulations hydrodynamiques

que thermiques et conduisent à considérer les résultats énoncés comme des

ordres de grandeur qui ont permis néanmoins de comparer les avantages et les

inconvénients des deux hypothèses formulées pour l'exploitation.

Il conviendra de vérifier que ces hypothèses restent valables après le

creusement des premiers ouvrages et la réalisation d'essais de production dt

longue durée.

Signalons que l'importance des débits à exploiter et à réinjecter nécessi¬

tera des conditions de forage et d'équipement des ouvrages particulièrement

soignées, et qu'il appartiendra de bien contrôler afin qu'on ait toute garantie

sur leur qualité et leur pérennité.

climatisation b.r

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