Géothermie

Géoscience : le géostockage relève le défi climatique

16 août 2023 By Accenta

La géoscience forme un univers passionnant ! Elle regroupe l’ensemble des sciences de la Terre telles que la géologie, la géophysique, la géochimie et bien entendu, la géothermie. Autant de domaines interdépendants, liés par le prisme des sous-sols. De fait, les découvertes des uns participent aux progrès des autres. C’est ainsi que les évolutions de la géoscience ont permis l’avènement de la géothermie moderne. Puis, dès 2016, la société Accenta a eu l’idée d’acoquiner les innovations les plus prometteuses avec l’intelligence artificielle. Une démarche visionnaire, puisqu’elle aboutit à la naissance du géostockage, la réponse thermique la plus évoluée actuellement.

Au menu de cet article :

De la géoscience au géostockage
Géosciences + géothermie = géothermie moderne
Géothermie moderne + IA = géostockage
Le géostockage au cœur des enjeux de société
Enjeux écologiques : moins de CO2 diffusés
Enjeux énergétiques : + de kWh à disposition
Enjeux économiques : moins d’euros dépensés

De la géoscience au géostockage

Sans remonter à l’époque des bains thermaux appréciés des romains, la géothermie classique du XXe siècle se contentait de prélever les calories du sol.

Son utilisation était alors dédiée à de seules fins de chauffage et parfois, en certains endroits du monde, pour la production d’électricité.

Géosciences + géothermie = géothermie moderne

Les sciences de la terre ont ouvert la voie à de nouvelles perspectives, ce qui nous fait dire : géoscience + géothermie = géothermie moderne

La géoscience à l’origine de la géothermie

La géoscience et ses différentes disciplines ont permis de transposer à l’univers souterrain les grands principes physiques et chimiques autour desquels s’est développée la géothermie traditionnelle. En voici quelques exemples :

Le transfert thermique (Fournier, 1822, « Théorie analytique de la chaleur ») qui s’opère entre le sol exploité et les sondes géothermiques
La conductivité thermique qui traduit le potentiel des sols à transmettre et à recevoir la chaleur
La capacité thermique massique qui révèle la quantité de calories emmagasinée par un solide
Le principe de Carnot selon lequel la chaleur se diffuse naturellement d’une zone chaude vers une zone froide
Etc.

C’est donc sur ces bases scientifiques et bien d’autres encore qu’a pu évoluer l’exploitation de l’énergie des sols.

L’éclosion de la géothermie moderne

Puis, le déploiement des géosciences aiguisa les connaissances des lois qui régissent le monde souterrain.

D’autres découvertes ont été appliquées à la géothermie et ont ainsi élargi ses fonctions initiales :

Le stockage saisonnier de calories et de frigories
La géorégulation des sols
La climatisation par géothermie

Ces innovations ont participé à la consécration de la géothermie moderne à partir de laquelle Accenta a pu imaginer le géostockage.

Géothermie moderne + IA = géostockage

S’il fallait résumer la solution de décarbonation des bâtiments la plus efficiente à l’heure actuelle, ça pourrait donner ça :

Géothermie moderne + IA = géostockage

Voici comment est né ce système anti-carbone.

Le géostockage issu de l’intelligence collective

En 2016, un consortium visionnaire expérimente la gestion par intelligence artificielle (IA) des meilleurs procédés de géothermie moderne.

L’objectif des investigations consiste à créer des algorithmes capables de booster les performances des technologies existantes. Le groupe de pionniers est composé ainsi :

La société Accenta
Le Bureau de Recherche Géologique et Minière (BRGM)
Le Centre d’Efficacité énergétique des Systèmes des Mines Paristech
L’École polytechnique

Ces émulations « géoinformatiques » aboutissent 2 ans plus tard au dépôt de plusieurs brevets qui bousculent les rendements standards des installations géothermiques.

Une plateforme intelligente de conduite continue

L’innovation majeure de ces travaux collégiaux se matérialise par une plateforme informatique vouée au pilotage des flux et des équipements thermiques du bâtiment.

Désormais, les fonctions étendues de la géothermie moderne (stockage de l’énergie, régénération des sols exploités et climatisation) sont pilotées par des logiciels dédiés, dans un souci de rendement optimal.

Pour parvenir à leur fin, les ingénieurs ont intégré dans le dispositif de pilotage :

L’ajustement des flux énergétiques en temps réel à partir des informations transmises par des capteurs (taux d’occupation de chaque zone, température et humidité ambiantes, éclairages, etc.)
L’anticipation du système aux évolutions de la météo
La possibilité de gérer d’autres énergies telles que la chaleur fatale ou le solaire
Un pilotage automatique à distance (qui peut d’ailleurs aussi être actionné manuellement)

Ce système de thermorégulation proactif marque la fin des plannings d’exploitation fixes.

Les chaufferies et les climatiseurs s’allument et s’éteignent au bon moment, les flux circulent à bon escient, le tout en fonction de paramètres internes et externes du bâtiment.

De nombreux bénéfices économiques et environnementaux découlent de cette gestion technique intelligente.

Aujourd’hui, dans les contextes de réchauffement climatique, de crises énergétiques et de tensions géopolitiques, le géostockage est au cœur des enjeux vitaux de la transition écologique. Regardons de plus près sa capacité à y répondre.

Le géostockage au cœur des enjeux de société

Manifestement, les pionniers du géostockage ont visé juste puisque les brevets déposés ont été lauréats en 2018 du Programme d’Investissements d’Avenir de l’Ademe et primés en 2021 par le ministère de la Transition écologique dans le cadre des programmes Greentech Innovation.

Par ailleurs, la reconnaissance de ses capacités de décarbonation est pleine et entière grâce aux nombreuses collectivités et grands groupes qui l’exploitent sur près de 8 millions de m2.

Enjeux écologiques : moins de CO2 diffusé

Sur le plan environnemental, le géostockage offre jusqu’à -95 % d’émissions de carbone. C’est le résultat d’une énergie propre qui offre son énorme potentiel calorifique sans transport ni combustion.

En fait, son impact carbone se résume à l’électricité nécessaire pour le fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique (PACg).

Par ailleurs, grâce à la géorégulation des sols, le géostockage régénère en permanence les milieux exploités.

De fait, il s’agit d’un procédé durable qui n’enregistre aucune baisse de rendement pendant tout le cycle de vie des équipements (environ 50 ans pour le champ de sondes et +/- 25 ans pour la PACg).

Enjeux énergétiques : + de kWh à disposition

Au niveau des performances énergétiques, le géostockage marque une véritable rupture avec les rendements proposés habituellement par la majorité des énergies renouvelables.

Il ne souffre d’aucune forme d’intermittence et sa capacité de production de calories est illimitée. Pour ce faire, voici ses secrets :

L’exploitation intelligente de l’abondante chaleur naturelle des sols
Une réponse thermique consolidée par un mix énergétique composée de chaleurs fatale et solaire
La possibilité de recourir à tout moment à des réserves permanentes de chaud et de froid

En fait, la grande force du géostockage est d’agir efficacement sur chaque étape du cycle thermodynamique tout en s’appuyant sur les techniques géothermiques les plus avancées.

C’est donc tout le système qui est sublimé, pour finalement faire grimper le coefficient de performance (COP), habituellement de 4, jusqu’à 6 ou 7.

Enjeux économiques : moins d’euros dépensés

Souvent, lorsqu’un système ou un produit intègre les technologies les plus pointues, son prix grimpe en flèche.

Avec le géostockage, c’est le contraire : sa mise en œuvre entraîne une importante baisse des coûts d’investissement et des charges d’exploitation. Explications.

Un investissement revu à la baisse

Pour géostocker, il faut investir. Vos dépenses les plus importantes se résument à une pompe à chaleur, un terrain attenant au bâtiment, ainsi que le matériel et la main-d’œuvre nécessaires à l’installation du champ de sondes.

La bonne nouvelle est que grâce aux rendements élevés du géostockage, les besoins de l’infrastructure sont réduits d’autant :

La surface de terrain requise peut être divisée jusqu’à 7 fois, car le nombre de sondes et leur espacement sont nettement inférieurs qu’avec la géothermie traditionnelle
Les opérations de forage et de mise en place des sondes demandent donc moins de matière et de travail
La pompe à chaleur, elle aussi, peut être choisie avec une moindre puissance que dans le cadre d’une exploitation conventionnelle

À ces 3 importantes sources d’économie, il convient d’ajouter les aides publiques, susceptibles de couvrir une bonne partie des dépenses restantes.

Des charges d’exploitation qui diminuent

Les bâtiments tertiaires ou industriels qui s’appuient sur les procédés de géostockage affichent une baisse drastique de leur consommation d’énergie.

Celle-ci peut atteindre jusqu’à – 80 % ! Du coup, la plupart des propriétaires financent leur mise de départ avec les économies réalisées sur les charges de production.

Au final, ils assurent un retour sur investissement après une période d’exploitation de 5 à 7 ans.

En résumé, la géoscience a permis l’émergence de la géothermie moderne et Accenta a fait le reste ! L’entreprise française a compilé les meilleures innovations sous un même concept en sublimant leur rendement avec l’intelligence artificielle.

Résultat, le géostockage est actuellement la solution de décarbonation la plus rentable du marché. Un leadership confirmé par les données de terrain qui attestent de sa capacité à répondre à grande échelle aux enjeux de la transition énergétique.

Et vous, êtes-vous satisfait de vos systèmes de chauffage et de climatisation ? Répondent-ils au foisonnement de normes environnementales qui régissent désormais l’immobilier ?

Quels que soient vos besoins concernant votre empreinte carbone, n’hésitez pas à prendre contact avec Accenta, le pionnier des bâtiments durables.

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Sources et liens utiles :