Les tunnels de métro en service de longue durée sont confrontés à un problème de dégradation continue de l’environnement thermique, ce qui affecte sérieusement leur exploitation sûre et efficace. La technologie des tunnels énergétiques est l’une des techniques efficaces pour résoudre ce problème. Les recherches existantes n’ont pas encore entièrement révélé les caractéristiques de transfert de chaleur des tunnels énergétiques à bouclier basés sur des échangeurs de chaleur capillaires (CHE) dans des conditions de flux d’infiltration, limitant l’application de cette technologie dans le génie. Sur la base d’un projet démonstratif, cet article établit un modèle numérique tridimensionnel de couplage thermique et d’infiltration pour les tunnels énergétiques du métro basés sur CHE, et analyse l’effet des paramètres de fonctionnement de l’échangeur de chaleur sur la performance thermique du tunnel énergétique sous conditions de flux d’infiltration. Les résultats montrent que l’infiltration peut améliorer considérablement la performance de transfert de chaleur du tunnel énergétique à bouclier, lorsque la vitesse d’infiltration augmente de 0 m/s à 2,3×10⁻⁵ m/s, la quantité de chaleur transférée pendant la saison de chauffage et celle de refroidissement augmentent respectivement de 106,77 % et 276,00 % ; la capacité d’échange thermique de la boucle CHE proche de l’entrée de l’infiltration est légèrement supérieure à celle éloignée de l’entrée. De plus, la vitesse d’entrée et la température du CHE ont une influence significative sur la performance du transfert de chaleur : lorsque la vitesse d’entrée augmente de 0,06 m/s à 0,12 m/s, la quantité de transfert thermique en saison de refroidissement et de chauffage augmente respectivement de 89,53 % et 72,66 % ; lorsque la température d’entrée augmente de 6 ℃ en saison de refroidissement et diminue de 6 ℃ en saison de chauffage, la quantité de transfert thermique augmente respectivement de 58,80 % et 177,01 %. L’augmentation de la vitesse d’entrée du CHE et l’augmentation de la différence de température entraînent une diminution de l’uniformité de la distribution de la température des segments. Cette recherche peut fournir un support théorique pour la conception et l’application des tunnels énergétiques à bouclier.

tunnel énergétique;flux d’infiltration;échangeur de chaleur capillaire;performance de transfert de chaleur;métro