L’énergie issue de la géothermie
La géothermie ou « chaleur de la terre » se présente sous forme de réservoirs de vapeur ou d'eaux chaudes ou encore de roches chaudes.
La géothermie, c’est l’exploitation de la chaleur naturelle de notre planète. On la classe dans les énergies renouvelables puisque la chaleur de la terre est illimitée à l’échelle humaine. C’est donc une ressource quasi-inépuisable, considérée comme propre, mais relativement peu accessible.
Chaleur, froid et électricité
Lorsque le réservoir géothermique est à une température modérée, la géothermie est exploitée pour de la production de chaleur. Lorsque la température du réservoir géothermique est plus élevée, il est possible de produire de l’électricité.
Plus on fore dans la croûte terrestre, plus la température augmente (environ 20-30°/km). Dans les régions volcaniques, on observe pour de faibles profondeurs des températures très élevées. Selon la profondeur à laquelle on fore, on différencie alors 3 types de géothermie :
Les différents types de géothermie
La géothermie à haute énergie
C’est une source d’énergie contenue dans des réservoirs localisés à plus de 1.500 mètres de profondeur. La température y est supérieure à 80°C et permet de produire de l’électricité.
En France, la seule centrale géothermique profonde française exploitée de manière industrielle est située à Bouillante, près du volcan guadeloupéen de la Soufrière.
La géothermie à basse et très basse énergie
La géothermie basse énergie explore des aquifères situés entre 1 500 et 2 500 mètres de profondeur. La température située entre 30°C et 80°C est trop faible pour produire de l’électricité mais idéale pour produire de la chaleur. Les applications vont du chauffage urbain au thermalisme, en passant par le chauffage des serres et le séchage des produits agricoles.
La géothermie très basse énergie est l’exploitation d’une ressource peu profonde présentant une température inférieure à 30°C. Cette température ne permet pas une utilisation directe de la chaleur. Elle nécessite la mise en œuvre de pompes à chaleur (PAC) qui prélèvent cette énergie à basse température pour l’augmenter à une température suffisante pour le chauffage d’habitations par exemple.
La géothermie dans l’habitat
Capter l’énergie thermique du sous-sol, la transformer pour la rendre utilisable, puis s’en servir pour chauffer votre habitation, votre piscine et même chauffer l’eau chaude sanitaire, voilà un des buts principaux de l’utilisation de la géothermie chez vous.
En inversant le système, la géothermie vous permettra également de rafraîchir votre maison. Ceci est possible grâce à un système technique : la pompe à chaleur géothermique.
La pompe à chaleur est une machine constituée d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse. Ces organes sont au nombre de quatre
Principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur
Dans l’évaporateur, la chaleur prélevée dans le sol par les capteurs (source froide) est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise,
Le compresseur électrique aspire le fluide frigorigène réchauffé,
La compression élève la température du fluide frigorigène,
Dans le condenseur, le fluide frigorigène cède la chaleur au fluide du circuit de chauffage (plancher chauffant, radiateurs, convecteurs : les sources chaudes),
En ce condensant, le fluide frigorigène revient à l’état liquide,
Le détendeur abaisse la pression du liquide frigorigène. Il amorce ainsi la vaporisation.
Exploitation
Différents types d’exploitation : On peut exploiter l’énergie, soit naturellement présente dans le sous-sol, soit celle présente dans les aquifères.
Captage
Il existe deux types de captage :
Les capteurs horizontaux :
Le captage horizontal consiste à récupérer la chaleur par le biais de capteurs disposés horizontalement à environ 60 cm de profondeur. Ces capteurs sont des tuyaux en polyéthylène ou en cuivre gainé adaptés à la circulation sous pression et en circuit fermé du fluide frigorigène. Les capteurs horizontaux nécessitent une surface de terrain de 1,5 à 2 fois la surface à chauffer. Par exemple, pour une habitation de 100 m2, il faudra disposer d’au moins 150 m2 de surface extérieure.
Selon l’appareil choisi, il sera également possible de rafraîchir et climatiser sa maison par simple inversion du système : on parle de pompes réversibles. Ainsi, lorsqu’elle est en mode chauffage en hiver, la pompe extrait la chaleur du sol, alors qu’en été, en mode rafraîchissement, elle restitue à la terre les calories extraites.
Les capteurs verticaux
Cette technique est utilisée quand la surface du jardin n’est pas suffisante ou que la pente du terrain est trop conséquente. Cette technologie peut être exploitée par un ou plusieurs forages selon les besoins.
Un trou d’une profondeur de 70 à 100 mètres est réalisé dans votre jardin afin d’y insérer des tubes. Le circuit comporte un tube formant une seule boucle verticale, en forme de U. Réalisé en polyéthylène, ce tube permet la circulation du fluide sous pression et en circuit fermé
Ce système par captage vertical a l’avantage d’occuper une surface au sol nettement moins importante que le système horizontal.
D’un coût plus élevé que le captage horizontal, il offre une performance constante, la température à 80 mètres ne variant que faiblement. En revanche, il ne permet pas de rafraîchir votre maison l’été.
Contraintes d’espace
Pour les capteurs horizontaux, l’installation souterraine doit se trouver à plus de 2 mètres des arbres, être à au moins 1,50 m des réseaux enterrés non hydrauliques et à au moins 3 m des fondations, des puits, des fosses septiques ou des réseaux d’évacuations.
Pour une installation verticale, les capteurs doivent être au minimum placés à 5m des arbres.
Installation
La conception d’une pompe à chaleur, ainsi que le dimensionnement et la pose de l’installation exigent un savoir-faire spécifique. Il faut donc avant tout s’assurer que l’on s’adresse à un spécialiste.
L’installateur doit être un spécialiste en chauffage par géothermie : il doit avoir reçu une formation spécifique pour assurer aussi bien l’étude préalable, que l’installation proprement dite et le service après-vente (l’entretien du compresseur est fondamental pour éviter toute surconsommation).
Pour cela, nous vous conseillons de faire appel à des installateurs certifié QualiPac.
Qualité du matériel
Le procédé que l’on vous propose doit avoir reçu une certification Eurovent (ou avoir fait l’objet d’un Avis Technique du CSTB (Centre scientifique et technique du bâtiment). Votre installation doit être conforme à la législation en vigueur.
Pour cela, il est préférable qu’elle soit certifié du label « NF PAC » qui est une marque volontaire, délivrée par l’AFAQ-AFNOR Certification. Cette marque permet de vérifier la conformité des pompes à chaleur aux différentes normes en vigueur, françaises, européennes et internationales ainsi que le respect des performances minimales fixées par les membres du Comité particulier de la marque NF-PAC.
ATTENTION : Une pompe à chaleur est une installation robuste, mais qui doit être bien entretenu. Pour la maintenir en parfait état de fonctionnement, et pour ainsi avoir des performances optimum de votre pompe à chaleur, il vous est conseillé, par le biais d’un contrat de maintenance de la faire contrôler régulièrement.
Les démarches administratives
Elles sont relativement simples et généralement effectuées par l’installateur ou l’entreprise de forage au nom du propriétaire.
L’article 131 du code minier oblige qu’une déclaration préalable soit faite à la Direction régionale de l’industrie, de la recherche et de l’environnement (DRIRE) pour tout forage dont la profondeur dépasse 10 mètres.
A SAVOIR : Au-delà de 100 mètres de profondeur, l’installation est soumise à autorisation administrative, qui nécessite la rédaction d’un document d’incidence et une enquête publique, procédure lourde, qui explique la limitation des ouvrages à moins de 100 mètres.
Compte tenu de la puissance calorifique d’un capteur vertical (de 30 à 50 W par mètre foré), les installations de pompes à chaleur sur sondes géothermiques verticales ne font l’objet que d’une simple déclaration (gîtes géothermiques, décret 78-498 du 28 mars 1978, article 17).
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