INRS
INRS / EAU TERRE ENVIRONNEMENT
PROJET DE DOCTORAT SCIENCES DE LA TERRE

Impact de l’hétérogénéité du sous-sol et de l’écoulement souterrain lors des tests de réponse thermique en géothermie

INRS

L'Institut national de la recherche scientifique est une université francophone dédiée à la recherche et à la formation aux cycles supérieurs.

Le Centre Eau Terre Environnement concentre ses activités sur les ressources hydriques et terrestres dans une perspective de développement durable.

DESCRIPTION DU PROJET

Le projet de doctorat vise le développement des tests de réponse thermique (TRT) utilisés  pour l’évaluation de la conductivité thermique du sous-sol lors de la conception des systèmes de pompe à chaleur géothermique. L’installation de ces systèmes qui offrent d’importantes économies d’énergie est en croissance au Canada et peu de gens possèdent de l’expertise dans ce domaine.

La méthode qui sera utilisée pour les travaux de terrain est celle des TRT avec sections de câble chauffant dont la commercialisation est souhaitée. Les essais d’injection de chaleur seront combinés à des mesures de température à haute résolution afin d'effectuer un profilage thermique du sous-sol. Les températures enregistrées durant les essais et le profilage thermique seront analysées à l’aide de méthodes analytiques et numériques pour évaluer l’impact de l’hétérogénéité du sous-sol et l’écoulement souterrain lors des TRT. L’analyse du profil thermique devra prendre en considération la topographie et les variations paléoclimatiques de la température en surface. Le contexte hydrogéologique des sites à l’étude sera évalué et les résultats de terrain seront validés par l’analyse de la conductivité thermique des déblais de forage en laboratoire. Le dimensionnement de systèmes géothermiques types avec méthodes analytiques sera effectué selon les résultats des TRT pour évaluer les avantages des méthodes développées. Les travaux seront réalisés dans les régions de Québec et Montréal avec la collaboration d’entreprises du domaine de la géothermie.

Les objectifs spécifiques du projet sont :

  1. Développer des méthodes de terrain efficientes pour évaluer l’hétérogénéité du sous-sol et l’écoulement souterrain afin d’optimiser la conception des systèmes de pompes à chaleur;
  2. Quantifier par simulation les impacts de l’hétérogénéité du sous-sol et de l’écoulement souterrain sur ces systèmes pour définir le besoin de les considérer lors de la conception;
  3. Valider les nouvelles méthodes de terrain par le biais d’analyses de laboratoire.

Le candidat envisagé pour ce projet réalisera ses études doctorales au Centre Eau Terre Environnement de l'INRS à Québec dans une nouvelle équipe œuvrant en géothermie. Il sera appelé à collaborer avec des chercheurs de l’École de Technologie Supérieure (ETS) de Montréal. Le développement professionnel du candidat sera favorisé dans le travail en équipe, la gestion du projet et la communication.

DATE PRÉVUE DE DÉBUT

Janvier 2016

DIRECTION DE RECHERCHE

Jasmin Raymond , Louis Lamarche (ETS)

PROGRAMME D'ÉTUDE

Doctorat en sciences de la terre au Centre Eau Terre Environnement de l'INRS. Pour plus d'information.

BOURSE

L'INRS offre un soutien financier à ses étudiants. La durée des bourses est de 3 ans pour un doctorat. Les étudiants sont encouragés à présenter leurs résultats de recherche lors d’au moins un congrès international pour lequel l’INRS défraie les coûts.

PROFIL RECHERCHÉ

Formation académique de 1er et 2e cycle universitaire dans les domaines suivants : géologie, génie géologique, génie physique (option géosciences), génie mécanique. Autonomie et  intérêts pour la recherche. Une expérience en géothermie est un atout.

POUR SOUMETTRE VOTRE CANDIDATURE

Veuillez faire parvenir les documents suivants dans un seul fichier PDF à jasmin.raymond@ete.inrs.ca :

  1. une lettre de présentation
  2. un CV
  3. le relevé de notes le plus récent
  4. les noms et coordonnées de deux personnes pouvant fournir des références

 

DES QUESTIONS SUR LE PROJET?

Jasmin Raymond
Professeur-Chercheur

Institut national de la recherche scientifique
Centre Eau Terre Environnement

490 de la Couronne
Québec (Qc) G1K 9A9 CANADA

Courriel : jasmin.raymond@ete.inrs.ca
Téléphone :418-654-2559
Télécopieur : 418-654-2600
PHD PROJECT EARTH SCIENCES

Impacts of underground heterogeneity and flow on thermal response tests in geothermics

INRS

The Institut national de la recherche scientifique is a university dedicated to research and training at the graduate level. French is the official language.

The Centre Eau Terre Environnement focuses its activities on the sustainable management of water and earth resources.

PROJECT DESCRIPTION

The objective of this PhD project is to develop thermal response tests (TRT) used to measure underground thermal conductivity for the design of geothermal heat pump systems. These systems which enable important energy savings are becoming more common in Canada but few people have expertise in this field.

The field method to be used involves TRT with heating cable sections which could eventually be marketed. Heat injection tests will be combined with high resolution temperature measurements to obtain underground thermal profiles. Temperatures recorded during the tests and thermal profiling will be analyzed using analytical and numerical methods to evaluate the impacts of underground heterogeneity and flow on TRT. Analysis of the thermal profile will have to take into account the topography and the paleoclimate temperature variations at the surface.The hydrogeological setting of the study sites will be evaluated and field results validated by laboratory analysis of the thermal conductivity of drill cuttings. The design of standard geothermal systems with analytical methods will be done based on TRT results to evaluate the benefits of the methods developed. Research work will be done in Québec and Montréal in collaboration with enterprises in the field of geothermal energy.

The specific objectives of the project are:

  1. To develop efficient field methods to evaluate underground heterogeneity and flow for optimizing the design of heat pump systems; 
  2. To simulate quantitatively the impacts of underground heterogeneity and flow on these systems to determine if they need to be considered in the design; 
  3. To validate the new field methods using laboratory analyses.
The PhD candidate will be supervised by Jamsin Raymond (INRS) and Louis Lamarche (ETS) and will be registered at the INRS - Centre Eau Terre Environnement in Québec City. The research will be carried out within a new INRS research group on geothermal energy in collaboration with researchers of the École de Technologie Supérieure (ETS) in Montréal. The candidate's professional development will be put forward within team work, project management and communication.

EXPECTED STARTING DATE

January 2016

RESEARCH SUPERVISION

Jasmin Raymond , Louis Lamarche (ETS)

STUDY PROGRAM

PhD in Earth Sciences at INRS Centre Eau Terre Environnement. For more information.

SCHOLARSHIP

INRS offers financial support to all its students. PhD scholarships are for 3 years. Students are encouraged to present their research results in at least one international conference for which INRS covers the costs.

DESIRED QUALIFICATIONS

Bachelor and Master’s degrees in the following fields: geology, geological engineering, physical engineering (geoscience major), mechanical engineering. Autonomy and strong interest in research. Experience in geothermal energy is an asset. Language : French.

HOW TO APPLY

Please send the following documents in one PDF file to jasmin.raymond@ete.inrs.ca:

  1. motivation letter
  2. CV
  3. most recent transcript
  4. contact information for 2 referees

 

QUESTIONS ABOUT THIS PROJECT?

Jasmin Raymond
Professor-Researcher

Institut national de la recherche scientifique
Centre Eau Terre Environnement

490 de la Couronne
Québec (Qc) G1K 9A9 CANADA

Email: jasmin.raymond@ete.inrs.ca
Phone:418-654-2559
Fax: 418-654-2600