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La géothermie avec Thermo Pieux

Mini colloque sur les électro technologiesAvril 2010

La présentation …

Le Groupe Techno Pieux;Les Produits;La géothermie avec les capteurs géothermiques Thermo Pieux (THP);La protection cathodique ;Le projet d’implantation au CÉGEP deLe projet d implantation au CÉGEP de Thetford.

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LE GROUPE TECHNO PIEUX

L’historique Techno Pieux…1993 Fondation de Techno Pieux;

1994 Création des 3 premières concessions;

1996 Agrandissement des installations 4 autres concessions s'ajoutent;1996 Agrandissement des installations, 4 autres concessions s ajoutent;

1998 Début de l'assemblage des équipements R2 Dpieux. Les marques de commerce sont déposées;

2000 Techno Pieux appuie sa croissance sur 22 concessionnaires au Québec;

2001 Une nouvelle série du R2 DPieux voit le jour. De nouvelles concessions s'ajoutent dont 1 en Ontario et 1 aux États-Unis;

2002 Techno Pieux obtient du CCMC (Centre canadien des matériaux de construction) la certification de conformité au Code national du bâtiment du Canada;

2003 Acquisition d’un nouvel immeuble industriel et d’un site d'entreposage de 11000 m². Techno Pieux France voit le jour;

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L’historique Techno Pieux…2004 La Techno Protection vient compléter le système Techno Pieux. 36 concessions au

Canada et 3 aux États-Unis;

2005 Le R2 DPieux est offert en série plus robuste;

2006 L'usine produit plus de 60 000 Techno Pieux. Techno Pieux Belux est créée en Belgique.

2007 Techno Pieux fait l'acquisition d'une 2ème usine sur une propriété de 15500 m².

2008 Développement des Thermo Pieux et début des projets pilotes.

2009 La conception d’un nouvel équipement d’installation de gabarit industriel, permet une offre de service adaptée aux grands projets. 82,000 Techno Pieux livrés en 2009

2010 Avec ses 75 concessionnaires, Techno Pieux offre ses solutions pour fondations au Canada, aux États-Unis, en France, en Belgique, au Luxembourg et en Espagne.

LES PRODUITS

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Les Produits

Les Techno PieuxPi d f d tiPieux de fondation

Les Thermo PieuxCapteurs géothermiques

La Techno ProtectionSystème de protection cathodique

Les Techno PieuxLe Techno Pieux est un tuyau d’acier, muni d’une hélice à sa base, et recouvert d’une gaine de polyéthylène;

L'arbre central du pieu se caractérise par un diamètre pouvantL arbre central du pieu se caractérise par un diamètre pouvant varier de 48 mm à 152 mm et une épaisseur de paroi de 3,68 à 5,74 mm;

Les hélices sont disposées de façon à former le pas de vissage qui est soigneusement contrôlé lors de la production. Elles sont disponibles avec des diamètres allant de 150 mm à 600 mm.

Le diamètre des hélices est choisi en considérant 2 paramètres:pla capacité portante du sol, c'est-à-dire sa nature et sa compacité; la charge de l'ouvrage à supporter.

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Les équipements d’installation

Démonstration de la pose des Techno Pieux / Thermo Pieux

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LA GÉOTHERMIE AVEC LESLA GÉOTHERMIE AVEC LES CAPTEURS GÉOTHERMIQUES THERMO PIEUX (THP)

D’où vient le développement des Thermo Pieux (THP)

Idée : Attraits de départ :Idée :

Scientifique situé en France;Canicule de 2003;Installation de Techno Pieux France

Attraits de départ :

Équipement pour endroits restreints;Conductivité thermique de l’acier;Protection cathodiquePieux France Protection cathodique.

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La géothermie

Énergie disponible en grande quantité ;

Énergie renouvelable ;

Respect de l’environnement ;

Économique.

Comment fonctionne la géothermie ?

Un fluide caloporteur circule dans le sol via un capteur é th i t l' ff t d l d ti ité il t itgéothermique et par l'effet de la conductivité, il extrait

la chaleur du sol environnant. Le système peut utiliser uniquement une pompe de circulation ou selon les besoins, peut nécessiter l'usage d'une thermopompe.

En été, dans un cycle de refroidissement, le compresseur, transfère la chaleur du bâtiment au fl id d l b l L fl id di i l h l d lfluide de la boucle. Le fluide dissipe la chaleur dans le sol et, une fois rafraîchi, retourne au bâtiment.

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Le circuit fermé verticaltraditionnel :

Adaptée aux propriétés de p p pfaible surface;Forage possible dans le roc;Concept bien connu;Équipement de grand gabarit;Forage problématique dans le sol fortement composé d’eau;sol fortement composé d eau;Concept réglementé dans certains territoires.

Le circuit fermé horizontalLa longueur totale des tubes d’un capteur horizontal dépasse plusieurs centaines de mètres. Ils sont repliés en boucles distantessont repliés en boucles distantes d’au moins 40 cm, pour éviter un prélèvement trop important de la chaleur du sol. Dans le cas contraire, il y aurait des risques de gel du sol.

On estime la surface de capteur nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. P i d 150 2 lPour une maison de 150 m2, le capteur occupera entre 225 et 300 m2 du jardin.

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Le système Thermo Pieux (THP)

Le Thermo Pieux est un Techno Pieux dont ec o eu do tl'arbre central est occupé par une gaine au design spécifique;Cette gaine permet au fluide de circuler dans le THP et contribue à une captation ou à une diffusion rapide de la chaleur avec le sol.

L’efficacité du Thermo PieuxParoi en acier :

L'échange de chaleur s'effectue par la paroi d’acier en contact direct avec le sol. L’acier

èd d iété dpossède des propriétés de conductivité supérieure aux matériaux traditionnels utilisés.

Le volume de liquide intérieur:Le volume contenu dans un THP de 3 m est de 10,75 litres ce qui correspond à 7 m pour une boucle en U avec diamètre 1 ¼ .

Longueur du capteur:L l t l iti dLe volume et la composition de la paroi ont pour effet d'augmenter l'efficacité du système et ainsi, diminuer la longueur du circuit où circule le fluide.

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Configuration en ligne

Configuration en « étoile »

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Programme R&DPilote laboratoire - description

Contenant d’eau de 400 litres ;Contenant d eau de 400 litres ;Température d’eau de départ à environ 5,8 °C ;Sondes de température à l'entrée et à la sortie du circuit pour mesurer le delta T ;1 sonde de température dans le contenant pour mesurer la température de l'eau.pChauffe-eau de 5 KW permettant de chauffer l’eau à l’entrée du système à environ 39°C.Durée des essais : 6 heures

Programme R&D…

Essai 1 : Boucle en U de 162 cm de longueur avec un tuyau HDPE de 3,175 cm de diamètre ;tuyau HDPE de 3,175 cm de diamètre ;

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Programme R&D…

Essai 2 : THP de 162 cm de longueur ;

Programme R&D…Essai 3 : Boucle en U de 162 cm de longueur avec un tuyau HDPE de 3,175 cm dans un tuyau d' i d 20 d di èt li d b t itd'acier de 20 cm de diamètre rempli de bentonite;

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Programme R&DPilote laboratoire 1 – Analyse des résultats

Évolution du delta T pendant la troisième heure des 3 essais

9,00Delta T HDPE

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

empé

ratu

re (D

elta

T)

Delta T bent.

Delta T THP

0,00

1,00

2,00

,

10-Feb-09;18:49:48 10-Feb-09;18:59:38 10-Feb-09;19:09:28 10-Feb-09;19:19:18 10-Feb-09;19:29:08 10-Feb-09;19:38:58 10-Feb-09;19:48:48

Temps

Te

Programme R&DPilote laboratoire 2 – Analyse des résultats

Évolution du delta T pour les 3 essais

20,00Delta T HDPE

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

Tem

péra

ture

Delta T HDPE

Delta T bent.

Delta T THP

0,00

2,00

4,00

10-Feb-09;16:49:48 10-Feb-09;17:48:58 10-Feb-09;18:48:08 10-Feb-09;19:47:18 10-Feb-09;20:46:28 10-Feb-09;21:45:38 10-Feb-09;22:44:48

Temps

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Quelques réalisations …

THP - Garage hors gel 16 THP th l h ff d’ d16 THP sans thermopompe pour le chauffage d’un garage de 120 m² avec 3 portes de garage.

THP - Serre de production florale160 THP avec une longueur de 8 m en moyenne, avec 9 thermopompes de 15 KW pour le chauffage d’une serre de 2400 m².

THP S tè if bâti t i lTHP – Système passif, bâtiment commercial64 THP sans PAC pour le chauffage de la zone tampon (entre-toit) en hiver et le refroidissement du bâtiment de 2000 m².

THP – Garage hors gel

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THP – Serre de production florale

THP – Serre

17,19°C à 13h3617,7°C à 15h06

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20Performance des THP en serre

T OUT THP

T IN THP

6

8

10

12

14

Tem

péra

ture

(°C

)

1,141 à 9h06

3,4°C à 20h362,8°C à 8h56

0

2

4

Temps

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THP – Système passif de géothermie

64 THP sans thermo pompe pour le chauffage de la zone tampon de l’entre-toit et la climatisation du bâtiment.

Le système Thermo PieuxLes avantages

Efficacité supérieure au niveau de l'échange de chaleur entre le fl ide circ lant dans le circ it et le solfluide circulant dans le circuit et le sol ;

Idéal pour les sols à haute teneur en eau (zone aquifère);

Capteurs permettant la recharge du sol, pour les cas où il n’y a pas écoulement souterrain ;

Durabilité à long terme avec la protection cathodique ;

Coût compétitif ;

Système flexible pour augmentation de la capacité de chauffage et de refroidissement (ajouts futurs de THP).

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Processus d’installation desThermo Pieux

1. Sondage du terrain;g ;2. Plan d’installation des Thermo Pieux;3. Excavation;4. Pose des Thermo Pieux;5. Branchement des THP;6. Installation de la Techno Protection;7. Remblaiement.

LA PROTECTION CATHODIQUE

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Corrosion et principe de protection cathodique

ÉLECTROLYTE

Le mécanisme anodique: L’oxydation

Fe++

Fe++

Fe++

Fe++

Fe++Fe++

Fe++

e-

e- e-

e-

e-e-

e-

e-e-

e-

e-e-e-

ANODE

ÉLECTROLYTE

Fe°

Fe++Fe++

Fe++ e- e-

e-e- e-

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e- H

Le mécanisme cathodique:

H2

e-

e-

e-

e-

ee-

e- e-

e-

e-

e-e-e-

e-e-

CATHODE H0

H0H+

H2

H0H0

H+H+

H+H+

H+

H+

H+

ee-e- H+

H+

H0ÉLECTROLYTE

e-Chemin électrique

Corrosion, un phénomène électrochimique

Α C+ ions

- ions

Electrolytic Path

A C+ ions

- ions

CheminElectrolytic Path

Conventional Current Flow

Cheminélectrolytique

Sens conventionnel du courant

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Site cathodique Site anodique

Corrosion, un phénomène électrochimique

e-e- e-

e-e-e-e-

e-e- e-

Fe++ Fe++Fe++

Fe++OH-

OH-

H+

H+ H+

H+

H+HH

H2

q Site anodique

e-Fe++

Fe++ OH-

Fe(OH)2

Fe(OH)2

Fe(OH)2H+

H+

H+

H

Production de l’acier et le processus de corrosion

OXYDE DE FER FOURNEAU BESSEMER

USINAGEAcier

AcierOXYDE DE FER

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Source Source externeexternerr externeexterne

de de courantcourant

Stru

ctur

e à

Stru

ctur

e à

prot

éger

prot

éger

ANODEANODE

Système à courant imposéTechno Protection

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Normes en vigueur

RP 0169NACE : National Association of Corrosion Engineers100 mv de polarisation cathodique-850 mv de potentiel, protection cathodiqueen marcheen marche

Polarisation suffisante

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Exemple d’application :Mosquée Hassan II, Casablanca

LE PROJET D’IMPLANTATION AU CÉGEP DE THETFORD

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Application - CÉGEP de Thetford

Merci de votre attention !

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