Etude du gisement géothermique et l’exploitation de la géothermie pour les diverses applications dans les régions arides et semi-arides

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse vise à évaluer le potentiel de la géothermie pour le refroidissement et le chauffage dans les conditions climatiques du milieu saharien par l'exploitation d'une pompe à chaleur géothermique (PACG). Par conséquent, une étude de faisabilité et de performance a été réalisée d'une pompe à chaleur géothermique (PACG) couplée à un échangeur de chaleur au sol horizontal (ECH) utilisé pour refroidir et chauffer une unité résidentielle équipée d'un système de plancher radiant (PR) dans les conditions météorologiques de Ouargla, ville situé dans le sud-est de l'Algérie. Un système de simulation dynamique est développé à l'aide du logiciel TRNSYS pour modéliser les performances du système PACG. Pour vérifier la fiabilité des programmes du PAC , y compris ECH, la procédure de modélisation a été validée par rapport aux données expérimentales d'un système de pompe à chaleur géothermique horizontale (PACGH) installé au Centre de recherche et de technologie de l'énergie (CRTEn), Tunisie, et un bon accord a été obtenu. Ensuite, pour obtenir un équilibre acceptable entre l'efficacité du système et le coût total des PACGH, une analyse économique a été effectuée pour déterminer les paramètres de conception optimaux de l’ECH. Les résultats de simulation obtenus à partir de cette étude ont indiqué que les PACGH pourraient résoudre efficacement les problèmes de refroidissement et de chauffage et réduire la consommation d'énergie traditionnelle dans les zones sahariennes; il est possible d'abaisser la température moyenne de l'air intérieur au-dessous de 26 °C pendant la saison de refroidissement et d'augmenter la température moyenne de l'air intérieur pour atteindre 24.5°C pendant la saison de chauffage. En se concentrant principalement sur l'optimisation énergétique et économique, le COP optimisé du PACG qui combine la fiabilité et l'économie du refroidissement et du chauffage à long terme étaient respectivement de 3,89 et 4,36.