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Dimensionnement dDimensionnement d’’une sonde une sonde

ggééothermique.othermique.

YoucefYoucef. . HalliHalliÉÉcole Polytechnique de Montrcole Polytechnique de MontrééalalDDéépartement de gpartement de géénie mnie méécaniquecanique

MTH 6301 - Design et analyse d’expériences.

2

PLAN DE LA PLAN DE LA PRESENTATIONPRESENTATION

ProblProbléématique.matique.Objectif.Objectif.ParamParamèètres de contrôletres de contrôleDesign expDesign expéérimental.rimental.Optimisation.Optimisation.Conclusion.Conclusion.

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Boucle d'eau mitigée

entréeT

A A Tg

pompe Tsortie

Réseaude PAC

sol

A-A

puitstuyau

coulis

Sonde Sonde problprobléématiquematique

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Sonde Sonde problprobléématiquematique

sortieentréeT

L ?

T

Sur-dimensionnement

coûts élevés↓

Sous-dimensionnement

Problèmes opérationnels

↓

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h b y 10y m 1m h 6h

in,ground out,groundg p

q R q R q R q RL T T

(T T )2

+ + +=

++ −

Sonde Sonde Objectif: minimiser la longueurObjectif: minimiser la longueur

ÉÉquation de dimensionnementquation de dimensionnement

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SondeSondeParamParamèètres de contrôletres de contrôle

* Diam* Diamèètre du forage.tre du forage.* Diam* Diamèètre des tuyaux.tre des tuyaux.* Conductivit* Conductivitéé du sol.du sol.* Conductivit* Conductivitéé du coulis.du coulis.* Distance entre les forages.* Distance entre les forages.* Configuration.* Configuration.

7

Sonde Sonde 2 ou 4 tuyaux ?2 ou 4 tuyaux ?

A-A

Tuyaux HDPE

A A 2 4

8

Sonde Sonde Type de coulis ?Type de coulis ?

A-A

Coulis (Conductivité thermique ?)

A A 2 4

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Sonde Sonde DiamDiamèètre du forage ?tre du forage ?Position des tuyaux ?Position des tuyaux ?

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espaceur

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SondeSondePlan factoriel Plan factoriel completcomplet

* r* réésolution IVsolution IV* deux modalit* deux modalitééss* facteurs contrôlables: 6* facteurs contrôlables: 6* nombre de traitements: 64* nombre de traitements: 64* r* rééppéétition=0tition=0

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Sonde Design expSonde Design expéérimentalrimentalORD_ESSA

DIAM_FOR

DIAM_TUY

COND_SOL

COND_COU

DIST_FOR

CONF_TUY

LONG_SON

47 1 -1 1 1 1 -1 157 2 -1 -1 -1 1 1 136 3 1 1 -1 -1 -1 1

2 4 1 -1 -1 -1 -1 -150 5 1 -1 -1 -1 1 137 6 -1 -1 1 -1 -1 111 7 -1 1 -1 1 -1 -134 8 1 -1 -1 -1 -1 124 9 1 1 1 -1 1 -121 10 -1 -1 1 -1 1 -1

5 11 -1 -1 1 -1 -1 -148 12 1 1 1 1 -1 1

7 13 -1 1 1 -1 -1 -156 14 1 1 1 -1 1 140 15 1 1 1 -1 -1 141 16 -1 -1 -1 1 -1 1

---------------------------------------------------------------------------------------------13 50 -1 -1 1 1 -1 -120 51 1 1 -1 -1 1 -160 52 1 1 -1 1 1 135 53 -1 1 -1 -1 -1 162 54 1 -1 1 1 1 146 55 1 -1 1 1 -1 116 56 1 1 1 1 -1 -1

9 57 -1 -1 -1 1 -1 -158 58 1 -1 -1 1 1 115 59 -1 1 1 1 -1 -144 60 1 1 -1 1 -1 159 61 -1 1 -1 1 1 161 62 -1 -1 1 1 1 152 63 1 1 -1 -1 1 130 64 1 -1 1 1 1 -1

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Sonde ModalitSonde Modalitéés des facteurss des facteurs

ModalitModalitééssFacteurs de contrôleFacteurs de contrôle

MINMIN MAXMAX

1 DiamDiamèètre du foragetre du forage 10 cm10 cm 15 cm15 cm

2 DiamDiamèètre du tuyautre du tuyau 3/4 3/4 "" 1 1 ""

3 ConductivitConductivitéé du soldu sol 1.4 W/1.4 W/mm--kk 3.3 W/3.3 W/mm--kk

4 ConductivitConductivitéé du coulisdu coulis 0.7 W/0.7 W/mm--kk 2.08 W/2.08 W/mm--kk

5 Distance entre les foragesDistance entre les forages 4 m 4 m 8 m8 m

6 ConfigurationConfiguration 2 tuyaux2 tuyaux 4 tuyaux4 tuyaux

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Sonde Sonde Phase de Phase de tamisagetamisage..

Analyse statistiqueAnalyse statistique

DDéétermination des facteurs termination des facteurs significatifssignificatifs.

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SondeSonde Optimisation Optimisation

* Phase d’optimisation..

* Choix d’un plan adéquat. * Facteurs variant à trois modalités.* Modélisation.

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Sonde Sonde ConclusionConclusion

• Investigation du processus et prendre les facteurs les plus significatifs, leurs interactions ainsi que leurs effets sur la variable de réponse. . Cette Cette éétude sera rtude sera rééppééttéée pour deux autres e pour deux autres configurationsconfigurations

•• Optimiser le processus et prendre un plan Optimiser le processus et prendre un plan adadééquat.quat.

•• ModModéélisation.lisation.

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Sonde Sonde GGééothermiqueothermique

QUESTIONS?QUESTIONS?