Géothermie La géo-énergie : une solution de chauffage écologique

28 juin 2022 By Accenta

La géo-énergie représente avant tout une solution écologique au dérèglement climatique. Nous constatons tous la tendance marquée vers des températures extrêmes. Perte de bien-être, frais médicaux, impacts économiques… Les derniers épisodes caniculaires en France confirment la nécessité d’une transition énergétique. L’une des solutions se trouve juste en dessous de nos pieds : la géo-énergie, également appelée géothermie de surface ou géothermie superficielle. Beaucoup plus efficace et économique que nos systèmes électriques traditionnels, cette énergie verte permettrait de réchauffer ou de rafraîchir, selon nos besoins. Tour d’horizon sur cette alternative énergétique propre, déjà très utilisée en Suisse. 

 

La géo-énergie, de quoi s’agit-il ?

 

La géo-énergie est une énergie renouvelable qui dépend de la chaleur de la Terre. Elle permet d’apporter du chaud durant les périodes hivernales et de la fraîcheur en saison estivale. Cette production représente une véritable alternative aux radiateurs et aux climatiseurs classiques. 

 

Le principe consiste à récupérer les calories qui se dégagent des roches, au-delà des cinq premiers mètres du sol. À cette faible profondeur, la température varie entre 12 et 15 °C en Métropole. Elle reste ainsi relativement constante tout au long de l’année. 

 

Cette inertie thermique est intéressante pour le confort thermique d’un bâtiment, puisqu’elle reste plus fraîche que l’air ambiant en été et plus chaude en hiver. De plus, nous pouvons obtenir 4 kWh de frais ou de chaud pour seulement 1 kWh d’électricité ! Non seulement le rendement est très intéressant, mais en plus cela réduit les éventuelles surtensions des systèmes électriques.

 

La géo-énergie s’avère ainsi particulièrement avantageuse comme solution bas carbone dans le contexte climatique actuel. D’autant plus que cette énergie terrestre est gratuite, durable et représente une faible empreinte au sol. Elle est d’ailleurs la seule source d’énergie localement disponible et exploitable sans avoir besoin de détériorer l’environnement.  

 

La géothermie de surface, pour quels usages ? 

 

La géothermie superficielle répond aux productions de chaud et/ou de froid destinées :

 

  • au chauffage, à l’eau chaude sanitaire ;
  • aux procédés de refroidissement dans un processus de fabrication ;
  • aux usages agricoles : chauffage des serres horticoles ou maraîchères, bâtisses d’élevage ;
  • à des besoins de chaud et de froid simultanés ou alternés : piscines, hôpitaux, grandes surfaces commerciales… 

 

Ce procédé est profitable pour 90 % des territoires français, puisqu’il convient à tous les types de bâtiments : 

 

  • neufs, anciens ;
  • agricole, industriel ; 
  • tertiaire, résidentiel. 

 

De plus, la géothermie de surface s’adapte aussi bien aux constructions de bâtiments qu’aux rénovations thermiques. La seule condition à respecter réside dans la zone d’application. Le prélèvement de l’énergie propre doit effectivement s’opérer dans un secteur qui ne représente pas de risque géologique. 

 

Le retour sur investissement est variable, car il dépend de :

 

  • l’emplacement du terrain ;
  • la taille du bâtiment ;
  • la nature du sous-sol, ses ressources et sa profondeur.

 

Utiliser la température du sous-sol est bien plus efficace que celle de l’air extérieur comme pour les climatiseurs ou chauffages habituels. Le pré-chauffage ou pré-rafraîchissement naturel réduit la consommation d’énergie par 4 ou 5 !

 

Comment exploiter la géothermie superficielle ?

 

Les calories ou frigories  puisées dans le sol ne sont pas directement exploitables. Nous devons passer par une technologie souterraine puis par la pompe à chaleur géothermique ou le free cooling.

 

Techniques mises en place dans le sous-sol

 

Il existe deux techniques de géo-énergie. L’option retenue dépend des ressources du sous-sol.

 

Système ouvert

 

Cette solution est réservée aux sous-sols dotés d’une nappe phréatique. C’est généralement le cas dans les centres-villes. Il s’agit de creuser deux puits de 25 à 50 cm de diamètre. L’un sert à prélever l’eau de la nappe, l’autre à la restituer une fois son énergie extraite à l’aide d’un échangeur thermique

 

Système fermé

 

Cette géométrie est employée lorsque le sous-sol ne comporte pas ou peu d’eau souterraine. Plusieurs forages de 15 cm de diamètre sont effectués. Chacun d’eux comporte un tube en forme de U. À l’intérieur, circule un fluide envoyé dans le sol. Ce liquide, une fois chauffé naturellement, est pompé pour être remonté à la surface.

 

Pompe à chaleur géothermique (PACg)

 

La PACg aide à ajuster la température de l’énergie extraite afin de l’adapter à nos systèmes de chauffage ou de refroidissement. Comme la majorité des PAC, les versions géothermiques sont pour la plupart réversibles. Le mode simultané est aussi envisageable.

 

Free cooling ou refroidissement passif

 

Le free cooling est une ventilation intensive produite à partir d’un simple échangeur de chaleur. Cette technique assure les mêmes fonctions qu’un climatiseur sans passer par une PAC. Il s’agit d’extraire les frigories du sous-sol pour refroidir grâce à la circulation d’eau. Relié à un chauffage au sol, le refroidissement passif du bâtiment varie entre 2 et 4 °C. 

 

Géo-énergie et pompe à chaleur air-air, quelle différence ?

 

Le principe de fonctionnement de la géo-énergie et de la pompe à chaleur est similaire. La principale différence entre ces deux systèmes réside dans leur source de départ. Nous avons vu que la géothermie de surface prélève les calories du sous-sol. La pompe à chaleur air-air, elle, récupère celles de l’air extérieur. 

 

Concrètement, lorsqu’il fait 3 °C dehors et 12 °C dans le sous-sol, nous avons besoin de moins d’énergie pour réchauffer une pièce avec la géothermie superficielle. En effet, nous partons de 12 °C, tandis que la pompe à chaleur aérothermique démarre à 3 °C. Le principe est identique en été. 

 

L’écart de température étant moindre avec la géo-énergie, l’énergie électrique consommée reste plus faible que celle produite avec la pompe à chaleur. Le rendement est donc beaucoup plus intéressant. 

 

C’est un fait, la géo-énergie dévoile un véritable potentiel énergétique. En plus des bénéfices de confort et de décarbonation, elle offre des solutions de géostockage capables d’optimiser le rendement de votre installation géothermique. Pourtant, cette source naturelle de chaleur est encore trop peu exploitée en France. Vous souhaitez en savoir plus ?  Vous aimeriez intégrer la géo-énergie dans votre bâtiment ? L’équipe Accenta vous accompagne pas à pas pour adapter les ressources de la géo-énergie aux spécificités de votre bâtiment. Améliorer votre confort tout en réduisant votre facture d’énergie, c’est possible ! 

 

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Source :

 

https://www.encyclopedie-energie.org/geo-energie-pompes-chaleur-geothermiques/

https://www.larevuedelenergie.com/la-geo-energie-loubliee-du-mix-energetique-francais/

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