13ème Journées Nationales de Géotechniques et de Géologie de l'ingénieur>
Thermo-Mechanical Behavior of an Instrumented Energy Pile under Real Operating Conditions: First-Year Monitoring at Oradea Hospital
Leyla Cogalan  1@  , Octavian Bujor  2, *@  , Roxana Vasilescu  3@  , Hussein Mroueh  1@  , Zsolt Nagy  2@  , Iulia Prodan  2@  
1 : Laboratoire de Génie Civil et Géo-Environnement (LGCgE) - ULR 4515
Université d'Artois, Université de Lille
Université d'Artois - Technoparc FUTURA - 62400 BETHUNE -  France
2 : Technical University of Cluj-Napoca
Str. Constantin Daicoviciu nr 15, 400020 Cluj - Napoca -  Roumanie
3 : PINTO
Responsable R&D
48 Rue Jules Verne -  France
* : Auteur correspondant

Les bâtiments représentent près de 40 % de la consommation énergétique totale en Europe, dont 80 % dédiée au chauffage, au refroidissement et à l'eau chaude sanitaire (Commission européenne, 2024). Pour atteindre la neutralité carbone d'ici 2050, le recours à des solutions locales, bas carbone et économiquement viables est indispensable. Les géostructures énergétiques, et en particulier les pieux énergétiques, offrent une réponse prometteuse. En intégrant des échangeurs de chaleur dans les fondations, elles remplissent simultanément un rôle porteur et géothermique, réduisant coûts et impacts environnementaux (Brandl, 2006 ; Di Donna & Laloui, 2014).

Cette étude présente le suivi en conditions réelles d'exploitation d'un pieu énergétique sous l'extension du service d'urgence de l'hôpital d'Oradea (Roumanie), bâtiment opérationnel depuis 2020. La fondation comprend 230 pieux énergétiques (600 mm de diamètre, 10 m de profondeur), dont quatre sont équipés de cordes vibrantes intégrant des thermistances à différentes profondeurs. L'analyse porte sur un pieu suivi durant une année complète, couvrant des phases de chauffage, de refroidissement et de repos dans un climat continental.

Les profils de température révèlent une dynamique saisonnière : valeurs négatives en hiver (janvier–mars), associées à l'extraction de chaleur, et valeurs positives en été (juillet–septembre), correspondant à une injection. L'amplitude maximale est observée en août (ΔT > +12 °C), tandis que les conditions les plus froides apparaissent en mars (ΔT ≈ –10 °C). Les mesures mécaniques indiquent des déformations axiales corrélées aux cycles thermiques, variant de –170 µε (compression) à +120 µε (traction).

Ces résultats apportent une base expérimentale précieuse pour la validation des modèles thermomécaniques couplés, confirmant la linéarité approximative des gradients thermiques, la réponse élastique des matériaux, et l'influence déterminante des conditions aux limites sur la distribution des contraintes et des déformations.


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