Projet pilote de chauffage géothermique à puits unique installé à Munich, Allemagne.

Un projet de recherche dirigé par la TUM à Munich, en Allemagne, vise à évaluer un nouveau design coaxial à puits unique pour les systèmes de pompes à chaleur géothermiques dans des aquifères perméables.

Un système innovant à puits unique pour les pompes à chaleur géothermiques sera bientôt installé dans le quartier de Pasing à Munich, en Allemagne, visant à permettre le déploiement de solutions de chauffage géothermique dans des emplacements urbains avec un espace minimal. Plusieurs tests seront réalisés sur le système en 2026, avec une mise en service complète et une conversion du système de chauffage prévue en 2027.

Le projet est rendu possible grâce à une collaboration étroite entre l'Université Technique de Munich (TUM), Stadtwerke München (le service public municipal de Munich), la Ville de Munich et la société de forage de puits BauGrund Süd.

Une solution de pompe à chaleur géothermique pour les zones urbaines

Bien que la ressource géothermique à Munich ait déjà été bien étudiée et exploitée pour l'approvisionnement en chaleur, le manque d'espace constitue souvent un obstacle insurmontable. Cela est vrai pour environ un tiers des propriétés municipales et privées à Munich, qui sont simplement trop petites pour accueillir un système à deux puits pour l'évacuation et l'injection d'eau. Pour faire avancer la transition énergétique, des solutions doivent être développées pour permettre le chauffage géothermique même dans des endroits où l'espace disponible est limité.

Le pilote à puits unique cherche à combler cette lacune. Il adapte le système de sonde coaxiale à puits unique déjà prouvé pour une utilisation dans des aquifères hautement perméables et plus homogènes, comme ceux trouvés à Munich. Le système se distingue des systèmes de sondes coaxiales conventionnels en tirant parti de la haute vitesse d'écoulement des eaux souterraines, rendant ainsi les systèmes de pompes à chaleur géothermiques considérablement plus rentables.

"La caractéristique unique de notre système est que l'extraction et la réinjection des eaux souterraines se font via un seul puits. Un joint interne empêche l'eau refroidie à l'intérieur du puits de s'écouler directement vers la zone d'extraction. La vitesse d'écoulement naturel relativement élevée des eaux souterraines empêche cela de se produire à grande échelle au sein de l'aquifère lui-même," explique le Dr. Kai Zosseder, titulaire de la chaire d'hydrogéologie à l'Université Technique de Munich.

"Il est gratifiant de voir un concept de recherche théorique évoluer vers une solution pratique capable de contribuer de manière significative à la transition énergétique."

"Grâce au système à puits unique, nous créons une opportunité de rendre les pompes à chaleur géothermiques une option viable et abordable pour un plus large éventail d'utilisateurs, accélérant ainsi considérablement la transition énergétique dans son ensemble," ajoute le Dr. Karin Thelen, directrice générale de SWM pour la transition énergétique régionale.

Tests et comparaisons en cours

Avant l'installation des sondes, des puits de contrôle des eaux souterraines ont été installés et des tests de pompage ont été réalisés sur le site de l'étude à Oselstraße à Pasing. Cela a été fait pour déterminer les conditions hydrogéologiques. Deux puits ont ensuite été forés.

Deux systèmes à puits unique différents seront installés sur le site de l'étude. Le premier comporte deux tuyaux parallèles dans un seul forage, l'un pour l'extraction d'eau et l'autre pour la réinjection. Le second système utilise une configuration tuyau-dans-tuyau, qui est plus efficace en termes d'espace. Les deux systèmes ont été conçus pour répondre à l'ensemble des besoins de chauffage du centre pour enfants sur le site de l'étude.

Des capteurs de température et de niveau d'eau ont été installés à l'intérieur des puits. Une série de capteurs de température ont également été installés dans les puits de surveillance des eaux souterraines pour suivre les variations de température à différentes profondeurs. Des tests de traceurs sont également prévus pour évaluer l'hydraulique des systèmes à puits unique. Tous ces tests seront réalisés en 2026, en vue d'une mise en service et d'un approvisionnement en chauffage d'ici 2027. Le système intégré sera ensuite surveillé en continu tout au long de son fonctionnement jusqu'en 2029.

"Je suis très heureux qu'un centre de garde d'enfants municipal serve de site pilote pour le système innovant de pompe à chaleur de l'Université Technique de Munich. L'éducation au développement durable (EDD) est un principe directeur pour tous les établissements d'enseignement de la Ville de Munich. Et lorsque les bâtiments eux-mêmes peuvent également servir de outils d'apprentissage pratiques et concrets pour les enfants, c'est une situation gagnant-gagnant," a commenté le conseiller municipal à l'éducation, Florian Kraus.