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Géostructures énergétiques

Les géostructures énergétiques sont en pleine expansion dans le monde entier. Elles représentent une source d’énergie propre et renouvelable qui peut être utilisée pour le chauffage et la climatisation des bâtiments ainsi que pour le contrôle de la température des infrastructures. Cette technologie associe le rôle structurel des géostructures à l’approvisionnement énergétique, en utilisant le principe de la géothermie peu profonde. D’une part, en hiver, la chaleur est extraite du sol afin de satisfaire les besoins en chauffage et d’autre part, en été, la chaleur est injectée dans le sol afin de satisfaire les besoins en refroidissement. Le double rôle de ces structures rend leur conception particulièrement difficile et plus complexe que pour les projets plus conventionnels. Outre les procédures connues couramment appliquées à la mise en place d’une géostructure, plusieurs autres problèmes se posent lorsque l’on décide de l’exploiter du point de vue de l’approvisionnement d’énergie. Ces problèmes incluent notamment la conception et le dimensionnement de l’équipement géothermique, l’étude de la demande en énergie et l’optimisation du système qui en résulte, la considération des autres effets provoqués par la variation de température, sur la structure elle-même en termes de contraintes et de déplacements, et la définition des responsabilités des différents professionnels impliqués dans le projet. Comme les géostructures énergétiques constituent une nouvelle technologie en ingénierie, il est nécessaire d’approfondir les connaissances scientifiques à leur sujet et de définir des procédures de conception et de dimensionnement. Le but de cet ouvrage est de donner aux lecteurs une présentation exhaustive des connaissances possédées à ce jour concernant ces structures, et des procédures actuellement appliquées dans les régions où elles ont été mises en pratique. Ce livre est divisé en quatre parties, chacune étant composée de chapitres écrits par les meilleurs ingénieurs et chercheurs dans ce domaine. La première partie traite de la modélisation physique des géostructures énergétiques ; elle comprend des recherches en laboratoire sur le comportement thermomécanique des sols, des analyses in situ, des essais en centrifugeuse et des expériences à petite échelle. La deuxième partie comprend les résultats de simulations numériques de pieux énergétiques, de tunnels et de fondations de ponts, tout en examinant également la mise en pratique de telles structures dans différentes zones climatiques. La troisième partie traite des aspects pratiques d’ingénierie, depuis la mise en place des géostructures énergétiques jusqu’au développement d’outils de conception pour leur dimensionnement géotechnique. Enfin, cet ouvrage se conclut avec l’étude d’un cas réel.

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