Climatisation géothermique : le froid propre et pas cher des bâtiments

La climatisation géothermique est aujourd’hui la solution de froid la plus adaptée au dérèglement climatique. Pourquoi ? Car elle exploite une énergie propre et quasi gratuite. De plus, lorsqu’elle est optimisée par les technologies de géostockage, elle est encore plus efficiente et n’alimente pas les îlots de chaleur urbains. Tout le contraire des climatiseurs traditionnels, d’ailleurs appelés à disparaître progressivement en raison de leurs forts impacts carbone. Une question récurrente surgit alors : est-il vraiment possible de climatiser efficacement un bâtiment sans polluer et sans se ruiner ?

Accenta dit oui ! Et cet article vous en fournit les preuves.

 

 

Au sommaire :

 

La climatisation géothermique traditionnelle : les principes de base
Pourquoi l’énergie géothermique est-elle aujourd’hui encensée par les experts ?
Comment installer un champ de sondes sans danger pour l’environnement ?
Comment la chaleur de la Terre peut-elle refroidir votre bâtiment ?

La climatisation géothermique optimisée par le géostockage
Stocker le froid de l’hiver
La chaleur peut aussi être… fatale
Des algorithmes pour piloter les frigories

 

 

La climatisation géothermique traditionnelle : les principes de base

 

La climatisation géothermique (ou le chauffage) s’appuie sur les principes de la géothermie de minime importance. Pour comprendre le succès croissant de ce système de thermorégulation des bâtiments, voici une rapide présentation de ces 3 principaux composants : une énergie, un champ de sondes, une pompe à chaleur.

 

 

Pourquoi l’énergie géothermique est-elle aujourd’hui encensée par les experts ?

Nous connaissons depuis longtemps les conséquences de la surexploitation des énergies fossiles que sont le gaz naturel, le pétrole et leurs dérivés. Mais depuis que le dérèglement climatique se fait pressant et concret, tous les regards se tournent vers les énergies renouvelables.

Or, dans la famille des ressources propres et durables qu’avons-nous ? le solaire, l’éolien, la biomasse, l’hydraulique et la géothermie :

• Les 3 premiers sont précieux, mais révèlent certaines limites, notamment en termes d’intermittence, de manque de puissance et même de nuisances environnementales en ce qui concerne l’éolien
• L’hydraulique concerne surtout la fabrication d’électricité à grande échelle via des centrales et ne vise pas directement les parcs immobiliers

 

Du coup, on s’intéresse enfin à la géothermie et l’on s’aperçoit que cette énergie encore trop méconnue et pas assez exploitée réunit toutes les caractéristiques attendues de la ressource du XXIe siècle, sans endosser les inconvénients de ses consœurs. En effet, elle est réputée :

• – 100 % écologique, propre et naturelle, car elle ne nécessite ni transport ni combustion
• – 100 % renouvelable, et même à l’infini lorsque son exploitation est gérée par géostockage
• – Économique, son coût de production est très faible et parmi les plus bas du marché quand l’énergie est pilotée intelligemment
• – D’une puissance illimitée, elle alimente depuis des années de grands sites industriels et tous types de bâtiments de service
• – Non soumise aux intermittences dictées par les conditions météorologiques
• – Disponible quasiment partout grâce à différentes technologies adaptables à la nature des sols
• – Indépendante face au contexte géopolitique et ses conséquences telles que vétos et explosions des prix
• – Sans perturbations pour le voisinage, car elle ne fait pas de bruit, ne dégage pas de mauvaises odeurs, et ne déforme pas le paysage

 

Voilà le fabuleux potentiel sur lequel mise la programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE). Celle-ci prévoit en effet de multiplier par 6 la production de chaleur par géothermie entre 2020 (7 TWh) et 2028 (48 TWh).

Il est donc possible de climatiser un établissement en toute bonne conscience environnementale. Mais avant cela, il faut aller la chercher cette énergie. Pas de panique, c’est bien plus simple qu’avant et Accenta est là pour vous accompagner.

 

 

Comment installer un champ de sondes sans danger pour l’environnement ?

C’est incontournable : pour utiliser l’énergie renouvelable la plus rentable du marché, il est nécessaire de creuser quelques trous. Une opération bien plus facile que lorsqu’il a fallu, au début du XXe siècle, équiper tout l’Hexagone de pylônes et de poteaux électriques.

 

Pour en finir avec les idées reçues !

Pourtant, le forage décourage encore certains propriétaires mal informés. Pourquoi ?

• Peut-être parce que les fausses idées ont la dent dure : non, la géothermie de minime importance ne provoque pas de séismes ☺️et non, la présence d’eau sous le bâtiment n’est pas indispensable
• Ou peut-être parce que les professionnels de la géothermie n’ont pas assez communiqué sur les progrès réalisés et les technologies disponibles dans le domaine

 

En 2023, poser quelques sondes géothermiques est devenu un jeu d’enfants. En tout cas, ce n’est plus un frein pour les dirigeants ambitieux.

D’autant plus qu’avec la géothermie moderne, symbolisée par les innovations du géostockage, le nombre de sondes est divisé par 2. Résultats :

• Moins de surface foncière à mobiliser
• Un forage plus rapide et surtout moins cher en terrain, en matériel et en main-d’œuvre

 

Pour vous rendre compte de ce que ça représente, voici comment se passe un forage.

 

 

L’installation du champ de sondes

Le champ de sondes fait la liaison entre le milieu souterrain exploité et la surface. Il se matérialise par de doubles tubes en U.

Pour installer les sondes géothermiques, le foreur perce quelques trous dans le terrain dédié, à proximité des bâtiments à desservir. Ces trous mesurent environ 150 mm de diamètre, leur nombre et leur profondeur (en général entre 100 et 200 m) dépendent des besoins de l’établissement et du potentiel calorifique des sous-sols.

Qu’est-ce qu’on cherche ? Des roches souterraines dans lesquelles est contenue une chaleur naturelle. Une fois repérées, elles sont traversées par les sondes pour permettre le transfert de chaleur.

Le fluide caloporteur qui circule dans les sondes prend alors le relais et, comme son nom l’indique, porte les calories en surface.

Notez que le fluide frigorigène, potentiellement émetteur de CO2, n’entre jamais en contact avec son environnement. Il chemine dans un circuit hermétiquement clos.

Par ailleurs, l’utilisation des fluides est sévèrement encadrée par la législation européenne et les plus nocifs, les fluorés, sont désormais interdits.

Finalement, cette opération de plomberie souterraine ne représente guère plus que quelques tubes en PVC raccordés à une chaufferie.
Peut-être pensez-vous que c’est bien beau tout ça, mais que fait-on de cette chaleur, alors que le sujet qui nous intéresse concerne la climatisation ? C’est là qu’entre en scène la PACg. La quoi ? La PACg 😊.

 

 

Comment la chaleur de la Terre peut-elle refroidir un bâtiment ?

Ce tour de magie est réalisé par une pompe à chaleur géothermique (PACg 😉) à partir d’une énergie dite de basse température.

 

La mission de la PACg

D’abord, il faut savoir que la PACg est chargée d’adapter l’énergie à la température requise pour le climatiseur, soit 7 °C à 12 °C (ou pour la chaufferie, soit 45 °C à 65 °C, ou encore pour l’eau sanitaire, soit 90 °C).

 

Une chaleur relative

Ensuite, il faut relativiser la notion de chaleur évoquée dans le cadre de la géothermie de surface, aussi appelée géothermie de basse température. L’énergie prélevée à 100 ou 200 m sous terre affiche généralement une température de 15 °C à 20 °C.

 

Le saviez-vous ?

En France, à partir de 10 m de profondeur, la température du sous-sol n’est plus soumise aux conditions extérieures. En France, elle augmente en moyenne de +3 °C tous les 100 m. C’est ce qu’on appelle le gradient géothermique. Ça signifie qu’à une profondeur donnée, la température des roches exploitées est stable.

 

Un froid pas cher

C’est à ce moment que vous êtes censé crier « mais c’est génial ! ». Oui, vous venez de vous apercevoir que la PACg ne fournit qu’un effort limité pour abaisser l’énergie de +/– 17 °C à environ 10 °C. Et moins de travail, c’est moins de consommation d’électricité et une durée de vie prolongée !

Pour bien comprendre les économies générées, imaginez l’électricité nécessaire à une pompe à chaleur aérothermique lorsqu’elle refroidit un air extérieur à 38 °C.

Vous constatez que les performances écologiques, énergétiques et économiques de la climatisation géothermique offrent des avantages décisifs sur n’importe quel autre système de refroidissement.

Pourtant, nous n’avons que présenté les avantages d’une climatisation géothermique traditionnelle. Vous appréciez le potentiel ? Dans ce cas, lisez ce qui suit, le plus surprenant est à venir.

 

 

La climatisation géothermique optimisée par le géostockage

 

Le géostockage est une forme optimisée de géothermie classique. C’est pourquoi on parle également de géothermie moderne. Le dispositif additionne plusieurs technologies interconnectées dans le but de décupler le rendement des équipements thermorégulateurs.

 

 

Stocker le froid de l’hiver

Le stockage intersaisonnier de l’énergie est une des clés de la transition écologique. Comment ça fonctionne ? Comme une valse d’énergie en deux temps :

• Dans un premier temps, le système récupère le surplus de frigories en saison froide, par exemple par une pompe à chaleur aérothermique reliée à la PACg ;
• Dans un second temps, le froid collecté à l’extérieur est dirigé vers une roche souterraine via le champ de sondes.

 

Cet apport régulier d’énergie constitue une bulle thermique de basse température. Les frigories peuvent ainsi être conservées pendant plusieurs mois.

L’été suivant, le froid accumulé pendant l’hiver alimente gratuitement le climatiseur. Cette opération est réalisée par un simple changement du sens de circulation du fluide frigorigène contenu dans les sondes. Bien entendu, le processus est inversé l’été pour récupérer les excédents de calories. N’est-ce pas extraordinaire ?

 

Le saviez-vous ?

Le fait d’injecter régulièrement de l’énergie dans les zones exploitées permet leur géorégulation. En étant ainsi régénérées, celles-ci conservent leurs propriétés thermiques sans limites de temps. Lorsque cet échange souterrain n’a pas lieu, comme c’est le cas avec la géothermie classique, le potentiel calorifique du milieu prélevé diminue au fil du temps.

 

 

La chaleur peut aussi être… fatale

Connaissez-vous le paradoxe du climatiseur ? À trop vouloir refroidir, il génère de la chaleur. Il participe ainsi activement à la constitution des îlots de chaleur qui font grimper la température des villes. Un comble, non ? Sa mauvaise réputation est aussi due à sa voracité énergétique et donc, à ses importantes diffusions de gaz à effet de serre.

Avec le géostockage, rien de tout ça. La chaleur émise par le climatiseur est récupérée et recyclée dans le circuit de la PACg pour en abaisser la température. Une fois prête, cette énergie gratuite est réinjectée vers le climatiseur ou vers le milieu de stockage des frigories.

Notez que la chaleur solaire, captée par des panneaux photovoltaïques ou thermiques, peut également être raccordée à la PACg. Donc, si l’on résume, une climatisation géothermique peut être alimentée par :

• Le froid stocké dans les sols
• La chaleur fatale
• La chaleur solaire

 

3 flux valent mieux qu’un pour pallier les canicules. Bye bye la climatisation d’appoint ! Mais au fait, qui décide de l’acheminement de telle ou telle énergie et du sens de circulation des fluides ? Finalement, qui gère tout ça ?

 

 

Des algorithmes pour piloter les frigories

L’intelligence artificielle ! Voilà une autre botte secrète du géostockage. Sans sa plateforme informatique de conduite continue, le géostockage serait un peu comme une Ferrari avec un moteur de 2 CV.

Cette plateforme est donc le cerveau du système. Des capteurs disposés dans le bâtiment ainsi que les prévisions météorologiques lui fournissent toutes les informations nécessaires pour prendre automatiquement les bonnes décisions au bon moment. À moins que vous ne préfériez le mode manuel, qui est également possible ?

En tout cas, en mode automatique, les énergies et les équipements de thermorégulation sont pilotés intelligemment à distance. Vous n’avez rien à faire, les algorithmes s’occupent de tout. Ils anticipent la météo et ajustent les flux en temps réel selon le taux d’occupation des locaux, la température ambiante et bien d’autres paramètres.

 

Vous connaissez maintenant les possibilités de la climatisation géothermique optimisée par géostockage. Retenez encore que les baisses de consommation d’énergie et de CO2 peuvent atteindre respectivement -80 % et -95 %. Finalement, qu’attendre d’autre d’un système de climatisation et de chauffage en pleine transition écologique sur fond de crise énergétique ? Si vous restez réticent au forage, sachez que le pilotage intelligent est un module indépendant qui s’adapte aux équipements existants de votre bâtiment. C’est alors l’occasion de faire jusqu’à 40 % d’économie d’énergie, et ce, sans travaux. Mais tout ça, les experts d’Accenta pourront bien mieux vous l’expliquer. La quasi-neutralité carbone est à portée de clic et qu’aujourd’hui elle n’est plus une option, mais une réelle obligation réglementaire et environnementale.

 

___________________________

 

Sources 

La géothermie, solution renouvelable pour rafraîchir les villes

Geocooling, fonctionnement du rafraîchissement passif | Geothermies

La géothermie, une solution à la hausse des températures | Connaissances des énergies

Comment rafraîchir un bâtiment sans consommer d’énergie