(jura). - Infoterre

DÉLÉGATION GÉNÉRALE
ALA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE
35, rue Saint-Dominique -75007 Paris
BUREAU DE RECHERCHES
GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 -45018 Orléans Codex
ACTION COMPLÉMENTAIRE COORDONNÉE "GÉOTHERMIE"
Décision d'Aide n° 75.07.1249
ETUDE EXPÉRIMENTALE D'UN DOUBLET HYDRÜTHERMIQUE
DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL DU SITE DE BONNAUD
(Jura)
par
H. FABRIS
avec la collaboration de C. DUMAY (stagiaire) et M. FLOHR
78 SGN 398 GTH Juillet 1978
DÉLÉGATION GÉNÉRALE
ALA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE
35, rue Saint-Dominique -75007 Paris
BUREAU DE RECHERCHES
GÉOLOGIQUES ET MINIÈRES
SERVICE GÉOLOGIQUE NATIONAL
B.P. 6009 -45018 Orléans Codex
ACTION COMPLÉMENTAIRE COORDONNÉE "GÉOTHERMIE"
Décision d'Aide n° 75.07.1249
ETUDE EXPÉRIMENTALE D'UN DOUBLET HYDRÜTHERMIQUE
DESCRIPTION DU DISPOSITIF EXPÉRIMENTAL DU SITE DE BONNAUD
(Jura)
par
H. FABRIS
avec la collaboration de C. DUMAY (stagiaire) et M. FLOHR
78 SGN 398 GTH Juillet 1978

RESUME
Le BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES, le BUREAU DE
GEOLOGIE APPLIQUEE, 1'ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT
DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS et le COMMISSARIAT AL'ENERGIE
ATOMIQUE ont procédé àdes études expérimentales de transferts thermiques
dans un milieux poreux, avec l'assistance financière de la DELEGATION
GENERALE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE.
Ce premier rapport présente le dispositif expérimental de
BONNAUD et les matériels de mesure qui ont été utilisés.
Les résultats expérimentaux sont rassemblés dans le rapport
78 SGN 399 GTH.
RESUME
Le BUREAU DE RECHERCHES GEOLOGIQUES ET MINIERES, le BUREAU DE
GEOLOGIE APPLIQUEE, 1'ASSOCIATION POUR LA RECHERCHE ET LE DEVELOPPEMENT
DES METHODES ET PROCESSUS INDUSTRIELS et le COMMISSARIAT AL'ENERGIE
ATOMIQUE ont procédé àdes études expérimentales de transferts thermiques
dans un milieux poreux, avec l'assistance financière de la DELEGATION
GENERALE DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE.
Ce premier rapport présente le dispositif expérimental de
BONNAUD et les matériels de mesure qui ont été utilisés.
Les résultats expérimentaux sont rassemblés dans le rapport
78 SGN 399 GTH.

TABLE DES MATI ERES
4.2.3.1. la protection du personnel
4.2.3.2. la protection du matériel.
Pages
RESUME
INTRXHmON  1
A. LE SITE2
J. Situation 
2. Conditions géologiques et hydrogéologiques locales  2
3. Description du dispositif expérimental mis en place dans le
cadre âe l'étude antérieure, réalisée pendant l'ATP Hydro¬
géologie 1973 é5
4. Equipement complémentaire  5
4.1. Caractéristiques techniques des forages  5
4.2. Description de la station technique  10
4.2.î.Vh-t^oMatlon  10
4.2.Z. VUxUl de VappcuizÂZ wUZUt  12
4.2.2.1. la pompe principale  12
4.2.2.2. la chaudière  12
4.2.2.3. la réserve de fuel  12
4.2.2.4. la pompe de reprise  13
4.2.2.5. le ballon d'eau chaude  13
4.2.2.B. la régulation de température  13
4.2.2.7. le débitmètre  14
4.2.3. loji iiUpoÁ¿ti^6 de. p£>tzcXA,on, ,15
15
15
5. Mise en service de la station  ,15
5.1. Problèmes de débit  ,16
5.2. Problèmes d'aspiration.  16
5.3. Problèmes liés aux particules solides transportées
par 1'eau16
TABLE DES MATI ERES
4.2.3.1. la protection du personnel
4.2.3.2. la protection du matériel.
Pages
RESUME
INTRXHmON  1
A. LE SITE2
J. Situation 
2. Conditions géologiques et hydrogéologiques locales  2
3. Description du dispositif expérimental mis en place dans le
cadre âe l'étude antérieure, réalisée pendant l'ATP Hydro¬
géologie 1973 é5
4. Equipement complémentaire  5
4.1. Caractéristiques techniques des forages  5
4.2. Description de la station technique  10
4.2.î.Vh-t^oMatlon  10
4.2.Z. VUxUl de VappcuizÂZ wUZUt  12
4.2.2.1. la pompe principale  12
4.2.2.2. la chaudière  12
4.2.2.3. la réserve de fuel  12
4.2.2.4. la pompe de reprise  13
4.2.2.5. le ballon d'eau chaude  13
4.2.2.B. la régulation de température  13
4.2.2.7. le débitmètre  14
4.2.3. loji iiUpoÁ¿ti^6 de. p£>tzcXA,on, ,15
15
15
5. Mise en service de la station  ,15
5.1. Problèmes de débit  ,16
5.2. Problèmes d'aspiration.  16
5.3. Problèmes liés aux particules solides transportées
par 1'eau16

Pages
B. MESURES ET MATERIELS EMPLOYES 17
i. Campagne de l'été 1976 17
1.1. Mesures discontinues  17
I. / .T.VlézomWUe,17
1.1.Î.LoQA tkVimlquLQM 17
1.2. Mesures continues ,description de la Chaîne
SOPHIS 18
1.2.7. U ^YVitQliith.ZJuJi19
/.2.Z. Le bloc tie,cXAoyilque,19
7.2.3. Le4 captQJuJiM 21
7.2.4. L'alàmnt£uUon21
2. Campagne de l 'été 197721
2.1. Modification de la Chaîne SOPHIS 21
2.2. Amélioration du mode de traitement des données. 22
2.2.7. VtpoLÚMmmt deJi logà tko/imlquu 23
2.2.2. Ve.pOLUtl2m2.y1t rfeó mt&uJi2M pÁ.tzomtOUqu2Á 23
2.2.3. DtpoiuJU^moM. doM m2ÁUJi2Á cíe contndle. de
la. Chaîne. SOPHIS 23
CniCLUSICN28
ANNEXE 1;Coupe granulométrique du niveau Aquifère.
ANNEXE 2 : Documentation relative àla pompe principale,
ANNEXE 3:Documentation relative àla chaudière et son brûleur,
ANNEXE 4 : Documentation relative àla régulation.
ANNEXE 5;Documentation relative au débitmètre.
ANNEXE 6:Description des caractéristiques de la chaîne SOPHIS.
Pages
B. MESURES ET MATERIELS EMPLOYES 17
i. Campagne de l'été 1976 17
1.1. Mesures discontinues  17
I. / .T.VlézomWUe,17
1.1.Î.LoQA tkVimlquLQM 17
1.2. Mesures continues ,description de la Chaîne
SOPHIS 18
1.2.7. U ^YVitQliith.ZJuJi19
/.2.Z. Le bloc tie,cXAoyilque,19
7.2.3. Le4 captQJuJiM 21
7.2.4. L'alàmnt£uUon21
2. Campagne de l 'été 197721
2.1. Modification de la Chaîne SOPHIS 21
2.2. Amélioration du mode de traitement des données. 22
2.2.7. VtpoLÚMmmt deJi logà tko/imlquu 23
2.2.2. Ve.pOLUtl2m2.y1t rfeó mt&uJi2M pÁ.tzomtOUqu2Á 23
2.2.3. DtpoiuJU^moM. doM m2ÁUJi2Á cíe contndle. de
la. Chaîne. SOPHIS 23
CniCLUSICN28
ANNEXE 1;Coupe granulométrique du niveau Aquifère.
ANNEXE 2 : Documentation relative àla pompe principale,
ANNEXE 3:Documentation relative àla chaudière et son brûleur,
ANNEXE 4 : Documentation relative àla régulation.
ANNEXE 5;Documentation relative au débitmètre.
ANNEXE 6:Description des caractéristiques de la chaîne SOPHIS.

-1-
INTRODUCTl ON
Bien que les problèmes lies au transfert de la chaleur dans les
milieux poreux aient êtê l'objet d'études théoriques depuis un certain
nombre d'années, très peu d'expériences mettant en jeu ces phénomènes ont
été réalisées àl'heure actuelle, afin de vérifier la validité des hypo¬
thèses théoriques âpartir desquelles sont établis les modèles mathématiques
de simulation.
En conséquence, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières,
le Bureau de Géologie Appliquée, l'Association pour la Recherche et le
Développement des Méthodes et Processus Industriels et la section d'Appli¬
cation des Radio-éléments du Commissariat àl'Energie Atomique ont décidé
de joindre leurs efforts avec le soutien de la Délégation Générale de la
Recherche Scientifique et Technique, dans le but de mettre en oeuvre une
station expérimentale. Les expériences entreprises ont porté d'une part
sur la réalisation d'un doublet hydrothermique comprenant un puits de pom¬
page d'eau froide et un puits d'injection d'eau chaude, et d'autre part sur
des essais d'injection àpuits unique comprenant une injection d'eau chaude
suivie d'un pompage âpartir du même puits.
Ce travail aété conduit dans le cadre d'une Action Concertée
D. G. R, S, T. (Géothermie 1976, contrats n° 75.7.1949, 75.7.1950, 75.7.1951,
75.7.1952).
L'étude expérimentale d'un doublet hydrothermique aété effectuée
àBONNAUD (Jura), sur une parcelle déjà partiellement équipée par le CENG
et le B.R.G.M. dans le cadre des recherches sur les migrations de substances
chimiques (ATP C.N.R.S., Hydrogéologie, 1973).
Le site est implanté sur une nappe captive peu profonde et comprise
entre des épontes argileuses ;il est équipé d'un ensemble de puits disposés
selon un schéma déterminé et permettant l'injection, le pompage d'eau dans
1' aquifère et le suivi de l'évolution des phénomènes thermiques. Ce dispo¬
sitif comprend également 2lignes de puits permettant de créer un écoulement
uniforme forcé de la nappe et une station équipée du matériel nécessaire
pour le pompage de l'eau de 1'aquifère, son réchauffage et le contrôle de
sa température d'injection.
Ce rapport rassemble toutes les données techniques nécessaires à
l'interprétation ultérieure des expériences. Il présente dans sa première
partie le site, sa localisation, son contexte géologique et hydrogéologique
et les équipements mis en place pour permettre le déroulement des expériences
batteries de forage, dispositifs de pompage, chaufferie.
Dans la deuxième partie, l'accent est mis sur la mesure :matériel
et méthodologie.
-1-
INTRODUCTl ON
Bien que les problèmes lies au transfert de la chaleur dans les
milieux poreux aient êtê l'objet d'études théoriques depuis un certain
nombre d'années, très peu d'expériences mettant en jeu ces phénomènes ont
été réalisées àl'heure actuelle, afin de vérifier la validité des hypo¬
thèses théoriques âpartir desquelles sont établis les modèles mathématiques
de simulation.
En conséquence, le Bureau de Recherches Géologiques et Minières,
le Bureau de Géologie Appliquée, l'Association pour la Recherche et le
Développement des Méthodes et Processus Industriels et la section d'Appli¬
cation des Radio-éléments du Commissariat àl'Energie Atomique ont décidé
de joindre leurs efforts avec le soutien de la Délégation Générale de la
Recherche Scientifique et Technique, dans le but de mettre en oeuvre une
station expérimentale. Les expériences entreprises ont porté d'une part
sur la réalisation d'un doublet hydrothermique comprenant un puits de pom¬
page d'eau froide et un puits d'injection d'eau chaude, et d'autre part sur
des essais d'injection àpuits unique comprenant une injection d'eau chaude
suivie d'un pompage âpartir du même puits.
Ce travail aété conduit dans le cadre d'une Action Concertée
D. G. R, S, T. (Géothermie 1976, contrats n° 75.7.1949, 75.7.1950, 75.7.1951,
75.7.1952).
L'étude expérimentale d'un doublet hydrothermique aété effectuée
àBONNAUD (Jura), sur une parcelle déjà partiellement équipée par le CENG
et le B.R.G.M. dans le cadre des recherches sur les migrations de substances
chimiques (ATP C.N.R.S., Hydrogéologie, 1973).
Le site est implanté sur une nappe captive peu profonde et comprise
entre des épontes argileuses ;il est équipé d'un ensemble de puits disposés
selon un schéma déterminé et permettant l'injection, le pompage d'eau dans
1' aquifère et le suivi de l'évolution des phénomènes thermiques. Ce dispo¬
sitif comprend également 2lignes de puits permettant de créer un écoulement
uniforme forcé de la nappe et une station équipée du matériel nécessaire
pour le pompage de l'eau de 1'aquifère, son réchauffage et le contrôle de
sa température d'injection.
Ce rapport rassemble toutes les données techniques nécessaires à
l'interprétation ultérieure des expériences. Il présente dans sa première
partie le site, sa localisation, son contexte géologique et hydrogéologique
et les équipements mis en place pour permettre le déroulement des expériences
batteries de forage, dispositifs de pompage, chaufferie.
Dans la deuxième partie, l'accent est mis sur la mesure :matériel
et méthodologie.