Un test de réponse thermique dure 48 à 72 heures et se joue sur une seule sonde d'essai. Beaucoup le confondent avec le calcul du nombre de forages à prévoir. Il n'en fait rien. Il mesure trois propriétés du sous-sol, reprises ensuite pour dimensionner le champ de sondes.
Sommaire
Ce que mesure le test de réponse thermique
Le test de réponse thermique, ou TRT, est une mesure faite directement dans le sol, sur une sonde d'essai posée au droit du futur champ de sondes. Il chiffre la façon dont le terrain absorbe et transmet la chaleur. Trois grandeurs sortent de cette mesure.
| Grandeur mesurée | Notation | Unité | Ce qu'elle renseigne |
|---|---|---|---|
| Conductivité thermique du terrain | lambda | W/m.K | Vitesse de transmission de la chaleur par le sol |
| Résistance thermique de la sonde | Rb | m.K/W | Qualité du contact entre le tube et le terrain |
| Température naturelle du terrain | T0 | degrés Celsius | Point de départ thermique avant chauffage |
Ces trois valeurs se lisent vite. Un terrain saturé en eau conduit mieux la chaleur qu'un sable sec, donc sa conductivité monte. Une cimentation ratée dégrade le contact entre le tube et le sol, ce qui fait grimper la résistance Rb.
Le TRT prolonge la reconnaissance en amont d'un projet géothermique, une fois la première sonde en place. La mesure se fait sur la sonde pilote sur laquelle se fait la mesure, choisie pour ressembler aux sondes du champ définitif, même profondeur et même mode de pose.
Bon à savoir : le test ne mesure pas tout. La capacité thermique du terrain se déduit de la coupe géologique du forage, pas des courbes du test. C'est l'ingénieur qui la renseigne à partir de la nature des roches traversées.
Comment se déroule le test sur le terrain
Le principe tient en une phrase. On chauffe le sol à puissance constante à travers la sonde et on observe comment sa température répond. Le test avance en cinq étapes.
Équiper la sonde d'essai
La sonde d'essai est installée dans le forage réalisé juste avant le test, à la profondeur prévue pour le futur champ et avec la même cimentation.
Relever la température naturelle
Avant de chauffer, on fait circuler le fluide sans apport de chaleur. Cette phase donne la température de départ du sous-sol, non perturbée.
Injecter une puissance de chauffe constante
Une résistance électrique chauffe le fluide caloporteur à puissance stable, pendant toute la durée du test. Le débit reste régulier et contrôlé.
Mesurer les températures en continu
On enregistre la température du fluide à l'entrée et à la sortie de la sonde, à intervalle régulier, jusqu'à un régime thermique quasi stable.
Interpréter les courbes
L'évolution des températures, lue sur une échelle logarithmique, donne la conductivité du terrain et la résistance de la sonde.
La durée tient à ce régime. Il faut atteindre un état thermique quasi stable pour lire correctement les courbes. Un test trop court fausse le résultat. Un test trop long n'ajoute aucune précision.
Comptez au minimum 48 à 72 heures de mesure.
La mesure in situ de la conductivité par TRT suit la norme NF EN ISO 17628, publiée en mai 2018. Le BRGM en a détaillé le protocole d'interprétation dans son rapport RP-60816-FR de mars 2012. Pour cadrer la prestation, l'ADEME met à disposition un modèle de cahier des charges dédié au TRT.
Les points à contrôler sur un TRT
Pourquoi le test ne dimensionne pas le champ
C'est la confusion la plus courante. Le TRT donne des chiffres sur le sous-sol, mais il ne dit pas combien de sondes forer ni à quelle profondeur. Ces valeurs alimentent un calcul, mené à part.
Attention : un TRT ne remplace pas le dimensionnement. Il fournit deux entrées de calcul, la conductivité du terrain et la résistance de la sonde. Le nombre de sondes, leur profondeur et leur espacement sortent ensuite d'une modélisation thermique, faite avec un logiciel de simulation, à partir des besoins de chauffage et de rafraîchissement du bâtiment.
La chaîne se lit en quatre temps. Une seule étape dimensionne le champ, la dernière.
| Étape | Ce qu'elle produit |
|---|---|
| Forage d'essai et sonde pilote | Un point de mesure représentatif du futur champ |
| Test de réponse thermique | La réaction du terrain au chauffage |
| Interprétation des courbes | La conductivité du sol et la résistance de la sonde |
| Modélisation thermique | Le nombre, la profondeur et l'espacement des sondes |
Sauter l'un de ces temps fausse tout le reste. Une conductivité mal mesurée conduit à forer trop, ou pas assez. Sur un grand champ, l'écart se compte en dizaines de mètres de forage inutiles, ou en performance qui manque à l'appel l'hiver.
Quand un test de réponse thermique s'impose
Le TRT ne concerne pas tous les projets. Un critère simple sépare les cas où il devient attendu de ceux où il reste facultatif, la longueur totale de sondes du champ.
Le seuil des 1000 mètres de sondes
Le test devient attendu dès que le champ dépasse 1000 mètres linéaires cumulés de sondes. En dessous, il n'est pas systématique. Le portail public de la géothermie rappelle ce seuil et le rôle du test dans les technologies de géothermie de surface. Au-delà, une erreur de conductivité coûte cher, en forages en trop ou en installation sous-dimensionnée.
Une maison individuelle en a rarement besoin
Une maison se chauffe le plus souvent avec une à trois sondes de 50 à 100 mètres, soit 50 à 300 mètres cumulés. On reste loin du seuil. Le dimensionnement s'appuie alors sur les valeurs de conductivité des atlas régionaux du BRGM, sans test dédié. Le TRT garde son intérêt pour les projets collectifs, tertiaires et industriels.
La variante à fibre optique pour les grands champs
Sur les grands champs, une version dite distribuée insère une fibre optique dans la sonde. Elle relève la température mètre par mètre, au lieu d'une seule moyenne. Cette lecture fine repère les venues d'eau et les changements de terrain en profondeur, là où une conductivité moyenne masque les contrastes.
| Type de projet | Longueur cumulée de sondes | Recours au TRT |
|---|---|---|
| Maison individuelle | 50 à 300 mètres | Rarement utile |
| Petit collectif, tertiaire | Autour de 1000 mètres et plus | Attendu |
| Grand champ de sondes | Bien au-delà de 1000 mètres | Systématique |
À noter : l'ADEME peut financer le test au titre du Fonds Chaleur. Cette aide vise les collectivités, les entreprises et les associations, dans le résidentiel collectif, le tertiaire et l'industriel. La demande doit être déposée avant tout engagement auprès du bureau d'études.
Questions fréquentes
Qu'est-ce qu'un test de réponse thermique ?
Que mesure le test de réponse thermique ?
Qu'est-ce que la conductivité thermique du sol ?
Comment se déroule un TRT ?
Combien de temps dure un test de réponse thermique ?
Le TRT dimensionne-t-il le champ de sondes ?
Quand faut-il réaliser un TRT ?
Qu'est-ce que la résistance thermique d'une sonde ?
Quelle norme encadre le test de réponse thermique ?
Un particulier a-t-il besoin d'un TRT ?
Qu'est-ce qu'un TRT distribué à fibre optique ?
Qui réalise le test de réponse thermique ?
À retenir
- Le test de réponse thermique mesure trois grandeurs du sous-sol, la conductivité thermique, la résistance de la sonde et la température naturelle du terrain.
- Il se réalise sur une sonde d'essai, à puissance de chauffe constante, pendant 48 à 72 heures au minimum.
- Il ne dimensionne pas le champ. Ses valeurs alimentent une modélisation thermique, faite à part avec un logiciel de simulation.
- La mesure suit la norme NF EN ISO 17628 et le protocole BRGM RP-60816-FR.
- Le test devient attendu au-delà de 1000 mètres linéaires cumulés de sondes. Une maison individuelle en a rarement besoin.
- Sur les projets collectifs, tertiaires ou industriels, l'ADEME finance le test au titre du Fonds Chaleur, après une étude de faisabilité.
