{"id":5065,"date":"2026-05-26T10:12:05","date_gmt":"2026-05-26T08:12:05","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=course&#038;p=5065"},"modified":"2026-05-26T10:12:05","modified_gmt":"2026-05-26T08:12:05","slug":"aspects-thermiques-du-tube-en-u-simple-ou-double","status":"publish","type":"course","link":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/cours\/aspects-thermiques-du-tube-en-u-simple-ou-double\/","title":{"rendered":"Tube en U simple ou double - aper\u00e7u thermique"},"content":{"rendered":"<p>Dans les parties 2 et 3, la th\u00e9orie qui sous-tend le comportement thermique des champs de forage a \u00e9t\u00e9 largement abord\u00e9e. Dans ce chapitre, nous utiliserons ces connaissances pour r\u00e9pondre \u00e0 l'une des questions les plus courantes en mati\u00e8re de conception g\u00e9othermique : \u201cQu'est-ce qui est le mieux, un tube en U simple ou double ?\u201d<br \/>\n<\/p>\n\n\n<\/p>\n<p><iframe title=\"Chapitre 5.1 : Simple vs Double - Perspectives thermiques\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/yNOPMJRwUj8?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<p>\n\n<h2>Tube en U simple ou double ? Telle est la question.<\/h2>\n<p>Dans le monde de la conception g\u00e9othermique, peu de sujets semblent aussi sensibles ou susceptibles de susciter des d\u00e9bats que la question de l'utilisation d'un tube en U simple ou double. D\u00e8s que vous commencez \u00e0 r\u00e9pondre \u00e0 cette question, vous vous retrouvez dans un trou de lapin de points de vue diff\u00e9rents et de consid\u00e9rations surprenantes.<\/p>\n<p>Dans ce chapitre, l'accent sera mis sur les implications des deux choix de conception en mati\u00e8re de comportement thermique, alors que dans le chapitre suivant, l'accent sera mis sur les implications des deux choix de conception en mati\u00e8re de comportement thermique. <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/cours\/aspects-hydrauliques-du-tube-en-u-simple-ou-double\/\">Partie 5.2<\/a>, L'accent sera mis sur les aspects hydrauliques.<\/p>\n<div class=\"note\">Bien entendu, il existe d'autres mod\u00e8les de sondes, comme la sonde coaxiale et d'autres mod\u00e8les innovants. Comme ceux-ci seront pr\u00e9sent\u00e9s dans la partie 6 de ce cours, une partie de la discussion de ce chapitre sera revue \u00e0 ce moment-l\u00e0.<\/div>\n<h2>Aspects thermiques<\/h2>\n<p data-start=\"2\" data-end=\"467\">Lorsque l'on aborde les aspects thermiques li\u00e9s au choix de l'\u00e9changeur de chaleur g\u00e9othermique, l'accent est mis sur la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage. Comme nous l'avons vu dans la partie 2.2, nous voulons que cette r\u00e9sistance soit aussi faible que possible afin d'am\u00e9liorer le transfert de chaleur entre le fluide et le sol. Une r\u00e9sistance de forage plus faible permet g\u00e9n\u00e9ralement de r\u00e9duire le nombre de m\u00e8tres de forage (et donc le co\u00fbt d'investissement) et d'am\u00e9liorer les performances globales du syst\u00e8me.<\/p>\n<div class=\"recap\">\n<p>Vous trouverez ci-dessous une repr\u00e9sentation graphique des diff\u00e9rents \u00e9l\u00e9ments qui constituent la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage.<\/p>\n<figure id=\"attachment_3956\" class=\"wp-caption alignnone\" aria-describedby=\"caption-attachment-3956\"><picture class=\"wp-image-3956 size-full\"><source srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance.png.webp 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-300x126.png.webp 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-1024x431.png.webp 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-768x323.png.webp 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-1536x646.png.webp 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/03\/Resistance-2048x862.png.webp 2048w\" type=\"image\/webp\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><\/picture><\/figure>\n<figure id=\"attachment_4770\" aria-describedby=\"caption-attachment-4770\" style=\"width: 2560px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4770 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-scaled.png\" alt=\"Repr\u00e9sentation visuelle des \u00e9l\u00e9ments importants de la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage.\" width=\"2560\" height=\"1077\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-scaled.png 2560w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-1024x431.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-768x323.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-1536x646.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-2048x862.png 2048w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Borehole-resistance-components-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 2560px) 100vw, 2560px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4770\" class=\"wp-caption-text\">Repr\u00e9sentation visuelle des \u00e9l\u00e9ments importants de la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"136\" data-end=\"492\">Dans notre discussion sur les tubes en U simples et doubles, le principal facteur est le transfert de chaleur par convection, en particulier la transition d'un \u00e9coulement laminaire \u00e0 un \u00e9coulement turbulent. La r\u00e9sistance conductrice entre le tuyau et le coulis est \u00e9galement importante, car un tube en U double a une surface de transfert de chaleur deux fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle d'un tube en U simple et sa r\u00e9sistance sera donc plus faible. La r\u00e9sistance du tuyau lui-m\u00eame joue un r\u00f4le moins important puisque le mat\u00e9riau du tuyau et l'\u00e9paisseur de la paroi restent constants, sauf indication contraire.<\/p>\n<\/div>\n<p data-start=\"474\" data-end=\"540\">Dans les sections suivantes, certains aspects thermiques cl\u00e9s sont abord\u00e9s :<\/p>\n<ol>\n<li>L'influence de la s\u00e9lection des fluides (par exemple, le type d'antigel utilis\u00e9)<\/li>\n<li>L'influence de la conductivit\u00e9 thermique du coulis<\/li>\n<li>L'influence de la variation des propri\u00e9t\u00e9s des fluides<\/li>\n<li>L'influence d'un d\u00e9bit variable<\/li>\n<\/ol>\n<div class=\"note\">\n<p data-start=\"777\" data-end=\"1376\">Toutes les simulations ci-dessous sont r\u00e9alis\u00e9es \u00e0 partir d'un trou de forage d'une profondeur de 100 m et d'une profondeur d'enfouissement de 70 cm. Le diam\u00e8tre du trou de forage est de 140 mm, la conductivit\u00e9 du coulis est de 1,5 W\/(mK) et la conductivit\u00e9 thermique du sol est de 2 W\/(mK). Les tuyaux sont plac\u00e9s exactement \u00e0 la moiti\u00e9 du rayon du trou de forage, c'est-\u00e0-dire \u00e0 une distance de 35 mm entre le centre du trou et le centre du tuyau. Le fluide utilis\u00e9 est le MPG avec 25 v\/v% \u00e0 5\u00b0C. Tous les tuyaux ont une pression nominale de PN16 (SDR11) et une conductivit\u00e9 thermique de 0,4 W\/(mK). Le diam\u00e8tre par d\u00e9faut des tuyaux est de 32 mm. Tous les \u00e9carts par rapport aux hypoth\u00e8ses ci-dessus sont explicitement mentionn\u00e9s ci-dessous.<\/p>\n<\/div>\n<div class=\"caution\">Les graphiques ci-dessous ne doivent pas \u00eatre consid\u00e9r\u00e9s comme des directives de conception, car la r\u00e9sistance du trou de forage d\u00e9pend \u00e9galement de param\u00e8tres tels que la profondeur et le rayon du trou, l'\u00e9paisseur de la paroi du tube, l'espacement entre les tubes et d'autres facteurs qui ne sont pas pris en compte ici.<\/div>\n<h3>Influence de la s\u00e9lection des fluides<\/h3>\n<p>Le graphique ci-dessous montre la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et un tube en U double \u00e0 diff\u00e9rents d\u00e9bits. Comme on peut le voir, les deux graphiques montrent une forte diminution au point o\u00f9 le fluide passe d'un \u00e9coulement laminaire \u00e0 un \u00e9coulement turbulent, comme indiqu\u00e9 dans le document <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/cours\/resistance-thermique-effective-du-trou-de-forage\/\">Partie 2.2<\/a>. Au cours de cette transition, la composante convective de la r\u00e9sistance du trou de forage diminue de mani\u00e8re significative, entra\u00eenant \u00e9galement une diminution de la r\u00e9sistance totale.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5067\" aria-describedby=\"caption-attachment-5067\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-5067 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_1.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_1.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_1-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_1-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5067\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"96\" data-end=\"389\">Dans le graphique ci-dessus, il est clair que cette transition se produit \u00e0 un d\u00e9bit environ deux fois moindre pour le tube en U simple que pour le double tube en U. En effet, dans un tube en U double, le d\u00e9bit est r\u00e9parti entre deux tuyaux alors que dans un tube en U simple, il ne passe que par un seul. En effet, dans un tube en U double, le d\u00e9bit est r\u00e9parti entre deux tuyaux, alors que dans un tube en U simple, il n'en traverse qu'un seul.<\/p>\n<p data-start=\"391\" data-end=\"605\">Dans ce cas, il existe une fen\u00eatre (entre 0,25 et 0,45 l\/s) o\u00f9 le tube en U simple pr\u00e9sente une r\u00e9sistance au per\u00e7age plus faible et offre donc de meilleures performances thermiques que son homologue \u00e0 tube en U double.<\/p>\n<p data-start=\"391\" data-end=\"605\">La position et la taille de cette \u201cfen\u00eatre d'opportunit\u00e9\u201d d\u00e9pendent fortement du nombre de Reynolds, qui d\u00e9pend lui-m\u00eame des propri\u00e9t\u00e9s du fluide (voir plus loin) et du diam\u00e8tre du tuyau. Dans le graphique ci-dessous, une seule sonde DN40 est ajout\u00e9e \u00e0 la comparaison.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5071\" aria-describedby=\"caption-attachment-5071\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-5071 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_5.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double (DN32) et un U simple (DN40).\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_5.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_5-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_5-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5071\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double (DN32) et un U simple (DN40).<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"607\" data-end=\"898\">En raison du diam\u00e8tre plus important, la transition vers un \u00e9coulement turbulent se produit \u00e0 un d\u00e9bit plus \u00e9lev\u00e9 (juste avant 0,3 l\/s). Cela signifie que la plage de d\u00e9bit dans laquelle le DN40 simple est plus performant que le DN32 double est plus petite par rapport \u00e0 un DN32 simple, bien que l'am\u00e9lioration relative soit plus importante.<\/p>\n<p data-start=\"607\" data-end=\"898\">Outre le diam\u00e8tre du tube, le nombre de Reynolds est \u00e9galement influenc\u00e9 par le type d'antigel. Dans le graphique ci-dessous, la m\u00eame comparaison entre un tube en U simple et un tube en U double est pr\u00e9sent\u00e9e pour de l'eau ordinaire. En raison de sa viscosit\u00e9 favorable, l'eau atteint un \u00e9coulement turbulent \u00e0 des d\u00e9bits tr\u00e8s faibles.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5068\" aria-describedby=\"caption-attachment-5068\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5068 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_2.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double pour de l&#039;eau \u00e0 5\u00b0C.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_2.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_2-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_2-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5068\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double pour de l'eau \u00e0 5\u00b0C.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"95\" data-end=\"411\">Dans ce cas, la fen\u00eatre dans laquelle un tube en U simple est plus performant qu'un tube en U double est tr\u00e8s petite (&lt;0,15 l\/s) et presque inexistante dans la pratique. On peut donc dire que, dans la situation d\u00e9crite ci-dessus, le tube en U double est toujours plus performant que le tube en U simple en termes de performances thermiques.<\/p>\n<h3>Influence de la conductivit\u00e9 du coulis<\/h3>\n<p data-start=\"106\" data-end=\"372\">Un aspect qui peut surprendre \u00e0 premi\u00e8re vue est que la conductivit\u00e9 thermique du coulis joue \u00e9galement un r\u00f4le dans ce d\u00e9bat. Comme nous l'avons rappel\u00e9 au d\u00e9but de ce chapitre, la troisi\u00e8me composante de la r\u00e9sistance du trou de forage est la r\u00e9sistance conductrice entre le tube et l'injection.<\/p>\n<p data-start=\"374\" data-end=\"744\">Puisque l'\u00e9nergie doit voyager du tuyau \u00e0 la paroi du trou de forage \u00e0 travers le coulis, l'utilisation d'un coulis avec une conductivit\u00e9 thermique plus \u00e9lev\u00e9e (par exemple 2 W\/(mK)) am\u00e9liorera la performance du syst\u00e8me. Dans la figure ci-dessous, la m\u00eame comparaison est faite, mais la conductivit\u00e9 thermique du coulis est r\u00e9duite \u00e0 1 W\/(mK), ce qui fait dispara\u00eetre l'avantage du tube en U unique.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4290\" class=\"wp-caption aligncenter\" aria-describedby=\"caption-attachment-4290\"><picture class=\"wp-image-4290 size-full\"><source srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Thermal-aspects-MPG-bad-grout.png.webp 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Thermal-aspects-MPG-bad-grout-300x225.png.webp 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/09\/Thermal-aspects-MPG-bad-grout-16x12.png.webp 16w\" type=\"image\/webp\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><\/picture><\/figure>\n<figure id=\"attachment_5069\" aria-describedby=\"caption-attachment-5069\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5069 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_3.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double pour une conductivit\u00e9 thermique du coulis de 1 W\/(mK).\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_3.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_3-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_3-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5069\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double pour une conductivit\u00e9 thermique du coulis de 1 W\/(mK).<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"72\" data-end=\"545\">La raison pour laquelle il existait auparavant une gamme de d\u00e9bits dans laquelle un tube en U simple \u00e9tait plus performant qu'un tube en U double \u00e9tait la diminution de la composante convective de la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage. Maintenant que le coulis a une conductivit\u00e9 thermique plus faible, cette r\u00e9sistance joue un r\u00f4le dominant dans la r\u00e9sistance globale. \u00c9tant donn\u00e9 qu'un tube en U simple n'a que la moiti\u00e9 de la surface de transfert de chaleur d'un tube en U double, la transition vers un \u00e9coulement turbulent n'est plus suffisante pour surmonter cette limitation. La chaleur est pour ainsi dire \u201cpi\u00e9g\u00e9e\u201d autour du tube en U unique.<\/p>\n<h3>Influence des propri\u00e9t\u00e9s variables des fluides<\/h3>\n<p>Comme indiqu\u00e9 dans <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/cours\/proprietes-variables-des-fluides\/\">Partie 3.2<\/a>, En outre, les propri\u00e9t\u00e9s du fluide ne sont pas constantes dans le temps, puisqu'elles changent avec la temp\u00e9rature. Cela implique que la fen\u00eatre d'opportunit\u00e9 dans laquelle le tube en U simple est plus performant que le tube en U double n'est pas fixe, mais d\u00e9pend de la temp\u00e9rature consid\u00e9r\u00e9e. Pour donner une image compl\u00e8te, le graphique ci-dessus est revisit\u00e9 ci-dessous, maintenant pour des temp\u00e9ratures de fluide de 0\u00b0C et 17\u00b0C.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5070\" aria-describedby=\"caption-attachment-5070\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5070 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_4.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double \u00e0 0\u00b0C et 17\u00b0C.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_4.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_4-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_4-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5070\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double \u00e0 0\u00b0C et 17\u00b0C.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Dans le graphique ci-dessus, il est clair qu'une temp\u00e9rature de fluide plus \u00e9lev\u00e9e provoque la transition vers un \u00e9coulement turbulent \u00e0 un d\u00e9bit plus faible. La raison pour laquelle cela est important a \u00e9t\u00e9 discut\u00e9e dans la partie 2.1. Les champs de forage peuvent \u00eatre limit\u00e9s soit par la temp\u00e9rature moyenne maximale du fluide, soit par la temp\u00e9rature moyenne minimale du fluide et, en fonction de la temp\u00e9rature critique, la r\u00e9ponse \u00e0 notre question peut varier. Les deux cas sont illustr\u00e9s ci-dessous.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4760\" aria-describedby=\"caption-attachment-4760\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4760 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-4.png\" alt=\"Exemple de profil de temp\u00e9rature, limit\u00e9 par la temp\u00e9rature minimale et pr\u00e9sentant un d\u00e9s\u00e9quilibre n\u00e9gatif.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-4.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-4-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-4-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4760\" class=\"wp-caption-text\">Exemple de profil de temp\u00e9rature, limit\u00e9 par la temp\u00e9rature minimale et pr\u00e9sentant un d\u00e9s\u00e9quilibre n\u00e9gatif.<\/figcaption><\/figure>\n<p data-start=\"103\" data-end=\"590\">Le champ de forage ci-dessus est clairement limit\u00e9 par la temp\u00e9rature moyenne minimale du fluide de 0\u00b0C. Pour am\u00e9liorer cette conception, nous devons donc d\u00e9cider d'utiliser un tube en U simple ou double \u00e0 une temp\u00e9rature de r\u00e9f\u00e9rence de 0\u00b0C. En regardant le graphique ci-dessus, repr\u00e9sent\u00e9 par les lignes orange et bleue, il est clair que pour un d\u00e9bit de conception compris entre 0,35 et 0,55 l\/s, le tube en U simple a une r\u00e9sistance plus faible que le tube en U double et pourrait donc permettre une taille de champ de forage plus petite.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4761\" aria-describedby=\"caption-attachment-4761\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4761 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-1.png\" alt=\"Exemple de profil de temp\u00e9rature, limit\u00e9 par la temp\u00e9rature maximale et pr\u00e9sentant un d\u00e9s\u00e9quilibre n\u00e9gatif.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-1.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-1-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/02\/Case-1-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4761\" class=\"wp-caption-text\">Exemple de profil de temp\u00e9rature, limit\u00e9 par la temp\u00e9rature maximale et pr\u00e9sentant un d\u00e9s\u00e9quilibre n\u00e9gatif.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Le champ de forage ci-dessus, en revanche, est clairement limit\u00e9 par la temp\u00e9rature moyenne maximale du fluide de 17\u00b0C. Pour am\u00e9liorer cette conception, nous devons d\u00e9cider d'utiliser un tube en U simple ou double \u00e0 une temp\u00e9rature de r\u00e9f\u00e9rence de 17\u00b0C. En examinant le graphique de r\u00e9sistance ci-dessus, repr\u00e9sent\u00e9 par les lignes verte et rouge, nous constatons qu'il existe une fen\u00eatre entre 0,15 et 0,25 l\/s dans laquelle le tube en U simple est plus performant que le tube en U double.<\/p>\n<h3>Influence du d\u00e9bit variable<\/h3>\n<p>Auparavant, tous ces graphiques ont \u00e9t\u00e9 cr\u00e9\u00e9s en fonction du d\u00e9bit, mais comme nous l'avons vu dans la partie 3.3, ce d\u00e9bit n'est pas constant dans le temps. Cela signifie qu'en th\u00e9orie, la conception id\u00e9ale de la sonde varie \u00e9galement dans le temps en raison de la variation du d\u00e9bit, et vous devez vous demander comment d\u00e9cider ce qui est le mieux adapt\u00e9 \u00e0 votre cas : le tube en U simple ou le tube en U double. Le choix de la sonde est donc encore plus sp\u00e9cifique \u00e0 chaque projet.<\/p>\n<div class=\"note\">Vous trouverez ci-dessous une question portant sp\u00e9cifiquement sur ce sujet.<\/div>\n<div class=\"advanced\">\n<p data-start=\"508\" data-end=\"858\">Dans les sections pr\u00e9c\u00e9dentes, la temp\u00e9rature du fluide a toujours \u00e9t\u00e9 suppos\u00e9e constante et ind\u00e9pendante du d\u00e9bit. Cependant, cela n'est pas tout \u00e0 fait correct. Lorsque le d\u00e9bit est plus faible, la r\u00e9sistance du trou de forage change, ainsi que la temp\u00e9rature du fluide. Cela modifie \u00e0 nouveau le nombre de Reynolds, ce qui influe sur la r\u00e9sistance du trou, et ainsi de suite.<\/p>\n<p data-start=\"863\" data-end=\"1148\">Dans le graphique ci-dessous, les tubes en U simples et doubles sont repr\u00e9sent\u00e9s pour une limite de temp\u00e9rature fixe du fluide, \u00e0 5\u00b0C, et pour une temp\u00e9rature plus r\u00e9aliste. Cette temp\u00e9rature r\u00e9aliste a \u00e9t\u00e9 calcul\u00e9e en utilisant une temp\u00e9rature initiale du sol de 9\u00b0C et une puissance d'extraction de 3 kW \u00e0 partir du trou de forage de 100 m\u00e8tres.<\/p>\n<p>Puisque $\\Delta T =\\dot{q}R_b^$, o\u00f9 $\\Delta T$ est la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre la paroi du trou de forage et le fluide en (\u00b0C), $\\dot{q}$ est l'extraction de puissance sp\u00e9cifique en (W\/m), et $R^_b$ est la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage en (mK\/W), la temp\u00e9rature du fluide peut \u00eatre calcul\u00e9e pour chaque r\u00e9sistance du trou de forage.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5073\" aria-describedby=\"caption-attachment-5073\" style=\"width: 640px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5073 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_6.png\" alt=\"R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double \u00e0 une temp\u00e9rature fixe de 5\u00b0C et \u00e0 la temp\u00e9rature corrig\u00e9e.\" width=\"640\" height=\"480\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_6.png 640w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_6-300x225.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/Figure_6-16x12.png 16w\" sizes=\"(max-width: 640px) 100vw, 640px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5073\" class=\"wp-caption-text\">R\u00e9sistance thermique effective du trou de forage pour un tube en U simple et double \u00e0 une temp\u00e9rature fixe de 5\u00b0C et \u00e0 la temp\u00e9rature corrig\u00e9e.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Il est clair que les cas \u00e0 temp\u00e9rature constante, repr\u00e9sent\u00e9s par les lignes verte et rouge, sont assez similaires aux cas \u00e0 temp\u00e9rature corrig\u00e9e, repr\u00e9sent\u00e9s par les lignes verte et bleue. La principale diff\u00e9rence se situe dans la zone de transition, o\u00f9 un certain \u00e9cart est visible en raison de l'interaction entre la r\u00e9sistance du trou de forage et la temp\u00e9rature du fluide.<\/p>\n<\/div>\n<h2>Exemple en GHEtool<\/h2>\n<p>Les conclusions des graphiques ci-dessus ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 illustr\u00e9es en GHEtool Cloud \u00e0 l'aide d'un syst\u00e8me de trois forages, chacun d'une profondeur de 125 m, avec une demande de pointe de chauffage et de refroidissement de 15 kW et 6 kW respectivement, et des demandes annuelles d'\u00e9nergie pour le chauffage, le refroidissement et l'eau chaude sanitaire de 22 MWh, 5 MWh et 3 MWh respectivement. En utilisant un d\u00e9bit constant de 1 l\/s \u00e0 travers tout le champ de forage et 25 v\/v% MPG, le r\u00e9sultat pour le tube en U double DN32 est indiqu\u00e9 ci-dessous.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5075\" aria-describedby=\"caption-attachment-5075\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5075 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation.png\" alt=\"Profil de temp\u00e9rature pour un double tube en U DN32.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5075\" class=\"wp-caption-text\">Profil de temp\u00e9rature pour un double tube en U DN32.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Cette simulation reste confortablement dans les limites, avec une temp\u00e9rature moyenne minimale du fluide de 0,07\u00b0C. Le nombre de Reynolds pendant l'extraction est de 1404, ce qui signifie que l'\u00e9coulement est laminaire et que la r\u00e9sistance thermique effective du trou de forage est de 0,1417 mK\/W.<\/p>\n<p>Lorsque la m\u00eame simulation est effectu\u00e9e pour un seul tube en U, la temp\u00e9rature moyenne minimale du fluide devient 0,09\u00b0C, ce qui est pratiquement identique. En effet, le nombre de Reynolds lors de l'extraction est maintenant de 2812, ce qui signifie que l'\u00e9coulement est transitoire et que la r\u00e9sistance du trou de forage est donc de 0,1409 mK\/W, ce qui est presque identique au cas du tube en U double.<\/p>\n<p>Dans le graphique ci-dessous, le m\u00eame exercice a \u00e9t\u00e9 effectu\u00e9 pour une seule sonde DN40, mais comme le flux est maintenant laminaire (Re = 2009), la r\u00e9sistance du trou de forage est significativement plus \u00e9lev\u00e9e (0,2111 mK\/W), ce qui conduit \u00e0 une temp\u00e9rature moyenne minimale du fluide de -2,15\u00b0C.<\/p>\n<figure id=\"attachment_5074\" aria-describedby=\"caption-attachment-5074\" style=\"width: 744px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-5074 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-DN40.png\" alt=\"Profil de temp\u00e9rature pour un tube en U DN40.\" width=\"744\" height=\"400\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-DN40.png 744w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-DN40-300x161.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2026\/05\/GHEtool-simulation-DN40-18x10.png 18w\" sizes=\"(max-width: 744px) 100vw, 744px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-5074\" class=\"wp-caption-text\">Profil de temp\u00e9rature pour un tube en U DN40.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Conclusion<\/h2>\n<p>Dans ce chapitre, l'accent a \u00e9t\u00e9 mis sur la question : \u201cQu'est-ce qui est le mieux : le tube en U simple ou double ?\u201d D'un point de vue thermique, il est apparu clairement qu'il n'y a pas de r\u00e9ponse d\u00e9finitive \u00e0 cette question apparemment simple, puisqu'elle d\u00e9pend de la temp\u00e9rature du fluide, du d\u00e9bit et m\u00eame de la conductivit\u00e9 thermique du coulis.<\/p>\n<p>L'essentiel \u00e0 retenir est que chaque projet est unique et que, selon les conditions sp\u00e9cifiques, une solution peut parfois \u00eatre meilleure que l'autre. Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que le fait de s'en tenir \u00e0 une approche unique comportait un risque inh\u00e9rent car, t\u00f4t ou tard, cette solution peut s'av\u00e9rer insuffisante ou, au contraire, excessive.<\/p>\n<p>Dans le cadre de la <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/cours\/aspects-hydrauliques-du-tube-en-u-simple-ou-double\/\">chapitre suivant<\/a>, Les aspects hydrauliques li\u00e9s \u00e0 cette question seront examin\u00e9s.<\/p>\n<h2>Questions<\/h2>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"1\">Toutes choses \u00e9tant \u00e9gales par ailleurs, quel serait l'effet du diam\u00e8tre du trou de forage sur la question du tube en U simple ou double ? Supposons que les tuyaux restent centr\u00e9s \u00e0 la moiti\u00e9 du rayon du trou de forage.<\/div>\n<div class=\"question\" data-chapter=\"1\">En raison d'un d\u00e9bit variable, la r\u00e9sistance du trou de forage change au fil du temps, de m\u00eame que la sonde id\u00e9ale. Quels sont les arguments en faveur d'une d\u00e9cision (tube en U simple ou double) bas\u00e9e soit sur la r\u00e9sistance de forage la plus faible en cas de puissance maximale, soit sur la r\u00e9sistance la plus faible en cas de conditions moyennes ?<\/div>\n<h2>T\u00e9l\u00e9chargements<\/h2>\n<ul>\n<li>T\u00e9l\u00e9charger la simulation GHEtool de ce chapitre <a href=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/course\/resources\/Course%205.1\/Course%205.1.pdf\">ici<\/a>.<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Dans les parties 2 et 3, la th\u00e9orie qui sous-tend le comportement thermique des champs de forage a \u00e9t\u00e9 largement abord\u00e9e. Dans ce chapitre, nous utiliserons ces connaissances pour r\u00e9pondre \u00e0 l'une des questions les plus courantes en mati\u00e8re de conception g\u00e9othermique : \u201cQu'est-ce qui est le mieux : un tube en U simple ou double ?\u201d<\/p>","protected":false},"template":"","section":[120],"chapter":[138],"authors":[39],"class_list":["post-5065","course","type-course","status-publish","hentry","section-chapter-1","chapter-part-5","authors-wouter-peere"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/course\/5065","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/course"}],"about":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/course"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5065"}],"wp:term":[{"taxonomy":"section","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/section?post=5065"},{"taxonomy":"chapter","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/chapter?post=5065"},{"taxonomy":"authors","embeddable":true,"href":"https:\/\/ghetool.eu\/fr_fr\/wp-json\/wp\/v2\/authors?post=5065"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}