Quelle installation géothermique choisir pour géostocker ?

Une installation géothermique offre des solutions de chauffage et de climatisation bas carbone très concurrentielles, notamment pour les grands bâtiments visés par le décret tertiaire. Les progrès technologiques réalisés ces dernières années boostent les rendements tout en diminuant les coûts d’exploitation et d’investissement. Vous êtes d’ailleurs nombreux actuellement à valoriser vos biens immobiliers avec ce type d’équipement. De fait, le marché de l’énergie souterraine est en pleine expansion et les offres d’appareillages thermodynamiques sont multiples. Pas toujours facile de faire le choix le plus adapté à vos besoins, n’est-ce pas ? D’autant plus que pour exploiter tout le potentiel de votre dispositif, il est important de le doter d’un système de pilotage intelligent tel que le géostockage. On vous dévoile tout pour réaliser la meilleure installation géothermique possible pour votre bâti.  

 

 

Au menu de cet article : 

Panorama des équipements de géothermie de minime importance (GMI)

Les offres du marché

Comment choisir son installation géothermique ?

Les équipements géothermiques traditionnels

Pompe à chaleur géothermique traditionnelle pour le chauffage

La production d’eau sanitaire avec chauffe-eau thermodynamique géothermique

Climatisation avec le free cooling ou géocooling

La PACg réversible pilotée par géostockage

Une solution thermique 5 en 1

Quel est le coût d’une installation valorisée par géostockage ?

 

Panorama des équipements de géothermie de minime importance (GMI) 

Commençons par un rapide panorama des équipements disponibles sur le marché. 

Les offres du marché 

Chauffage, climatisation, eau sanitaire, ventilation, la géothermie couvre tous les besoins thermiques, de la maison individuelle jusqu’aux sites industriels. Voici les principales options possibles :  

• La pompe à chaleur géothermique (PACg) ;
• Le chauffe-eau thermodynamique géothermique ;
• La climatisation géothermique, connue également sous le nom de free cooling ou de géocooling ;
• La PACg réversible.

 

Bon à savoir : 

Dans le cadre de la géothermie de minime importance (ou géothermie de surface), ces appareils sont destinés à traiter une énergie dont la température se situe tout au long de l’année entre 15 et 20 °C. Celle-ci est prélevée entre 10 et 200 m de profondeur.

 

Comment choisir son installation géothermique ?

Bien entendu, le choix de votre équipement géothermique dépend de votre projet. 3 critères essentiels sont à considérer : 

• Les caractéristiques et les besoins de votre bâtiment ; 
• La quantité et la qualité des ressources à disposition dans le sous-sol ; 
• Le respect de la réglementation et des normes en vigueur.

C’est pourquoi tout projet géothermique commence par un audit thermique des bâtiments existants ou en construction pour en évaluer les besoins réels et y ajuster une solution 100 % personnalisée. Ce recueil de données permet d’anticiper les travaux et le budget nécessaires avant de vous décider.

Par ailleurs, une étude géologique détermine la configuration et le potentiel énergétique des sous-sols. Là encore, les observations définissent l’installation géothermique la mieux adaptée aux spécificités de votre site. 

 

Bon à savoir : 

Quel que soit votre projet géothermique, veillez à faire appel à une entreprise Reconnu Garant de l’Environnement (RGE).

 

Les équipements géothermiques traditionnels

Penchons-nous à présent sur les composants et le mécanisme des différentes installations. 

Pompe à chaleur géothermique traditionnelle pour le chauffage

Une pompe à chaleur géothermique (PACg) de base est composée des éléments suivants : 

• Un évaporateur accueille le fluide chargé de calories (15-20 °C), avant de le transformer en vapeur ; 
• Un compresseur augmente la température du gaz (environ 40 °C) ; 
• Un condenseur procède à un nouveau changement d’état du gaz pour être transmis aux équipements de diffusion (convecteur, radiateur, plancher chauffant, etc.) ; 
• Un détendeur abaisse la température du fluide. 

La PACg positionnée en surface est reliée à un dispositif de prélèvement de l’énergie souterraine installé en amont par forage géothermique (captage vertical) ou terrassement (captage horizontal) : 

• Le captage horizontal alimente les besoins thermiques des maisons individuelles par énergie géosolaire ; 
• Le captage vertical sur nappe phréatique ou aquifère puise les calories directement dans l’eau souterraine ;  
• Le captage vertical sur champ de sondes récupère la chaleur dans les roches et les sédiments. 

 

Concrètement, un système de captage est composé de tubes en polyéthylène, appelés sondes géothermiques dans le cas d’une installation verticale. Elles remplissent le rôle d’échangeur thermique grâce à un liquide caloporteur (ou fluide frigorigène) injecté dans le circuit. Celui-ci capte puis transporte la chaleur depuis le milieu souterrain exploité jusqu’à la pompe à chaleur géothermique.

À partir de ce procédé géothermique de base, plusieurs déclinaisons sont possibles. 

 

La production d’eau sanitaire avec chauffe-eau thermodynamique géothermique

Pour produire de l’eau chaude, l’installation la plus utilisée en France est encore le ballon d’eau chaude électrique. Pourtant, ce n’est pas celle à privilégier si vous souhaitez alléger votre facture d’énergie durablement ! 

Un chauffe-eau thermodynamique géothermique est beaucoup moins énergivore et émetteur de CO2 qu’un ballon électrique classique. Il permet de réaliser d’importantes économies. Cette installation géothermique se compose :

• D’un ballon de stockage de l’eau ;
• D’une pompe à chaleur (PAC) eau/eau ou sol/eau.

Pour ce genre d’équipement, les calories captées dans le sol sont délivrées au ballon de stockage. L’eau conserve la température désirée grâce à une alternance automatique entre la mise en marche et l’arrêt de l’appareil. 

 

Bon à savoir :

La mise en service d’un chauffe-eau thermodynamique géothermique ne s’improvise pas puisqu’il nécessite un dispositif de captage. Il est donc recommandé de prévoir ce type de matériel dès la construction du bâtiment ou dans le cadre d’importants travaux d’amélioration des performances énergétiques. 

Par ailleurs, notez que l’appareil doit être vérifié par un professionnel agréé une fois par an minimum pour contrôler son étanchéité, ses réglages et, si nécessaire, le nettoyer.

 

Climatisation avec le free cooling ou géocooling

Le géocooling, ou free cooling, est un principe de rafraîchissement naturel des locaux. Sans faire intervenir une pompe à chaleur géothermique, cette technique permet de profiter spontanément de la température du sous-sol (15-20 °C). Une solution économique pour apporter de la fraîcheur rapidement lors des chaudes journées estivales.

Comment cela fonctionne-t-il ? Un fluide caloporteur circule dans un échangeur géothermique installé dans le sous-sol. Le tout étant relié directement aux émetteurs adaptés présents dans le bâti : plancher rafraîchissant, climatiseur, ventilo-convecteur, etc.

Bien, après ce rapide aperçu des équipements géothermiques standards, passons à présent aux choses sérieuses : et si on géostockait pour tirer le meilleur de votre appareillage thermodynamique ?  

 

La PACg réversible pilotée par géostockage 

La pompe à chaleur géothermique réversible est l’appareil thermodynamique le plus adapté aux grands bâtiments publics, industriels ou tertiaires. Elle livre en effet des performances inégalées sur le marché des énergies renouvelables… À condition d’être pilotée intelligemment par géostockage.

 

Une solution thermique 5 en 1

Sans géostockage, votre PACg ressemble à une voiture de formule 1 conduite par un élève d’auto-école. Découvrons les secrets que cache ce système géothermique sous son capot.  

 

1. La production de froid

En soi, une PACg réversible n’a rien d’extraordinaire : elle fonctionne comme une pompe à chaleur standard et se compose des mêmes éléments ; à la nuance près que son cycle thermodynamique peut être inversé au profit d’un mode de climatisation efficace. 

Cela signifie que l’énergie géothermique remontée par les sondes n’est pas dirigée vers le compresseur pour être chauffée, mais vers le détendeur pour être refroidie à 7-12 °C. Cet inversement du sens de circulation du fluide ne sert pas uniquement la production de froid, il permet de décupler les possibilités et l’efficacité de toute l’installation.    

Vous me direz, jusque là, rien d’exceptionnel. Lisez la suite, on accélère crescendo. 

 

2. Bénéficiez des avantages du stockage intersaisonnier de l’énergie 

Pour commencer, le géostockage permet à la PACg d’accumuler de l’énergie sous vos pieds pendant plusieurs mois. On parle alors de stockage intersaisonnier sur champs de sondes ou de BTES (Borehole Thermal Energy Storage).  

Il s’agit d’un procédé basé sur le principe du transfert thermique afin de constituer des réservoirs de chaleur ou de fraîcheur dans les roches traversées par les sondes. 

Pour ce faire, le système intelligent stocke le surplus de calories ou de frigories dans les masses solides souterraines lors des périodes d’abondance de chaud (été) ou de froid (hiver). 

Grâce à l’inertie thermique des sols, constatée au-delà de 10 m, l’énergie peut être conservée jusqu’à la saison prochaine, avant d’être recyclée dans les circuits du bâtiment.

Ça commence à être intéressant, non ? Attachez votre ceinture, on accélère.   

 

3. Offrez-vous une énergie permanente et réellement inépuisable

Une énergie éternelle et permanente ! Vous en rêviez, les inventeurs du géostockage l’ont réalisée. 

Voici comment c’est possible : lorsque la PACg réversible injecte de la chaleur ou de la fraîcheur dans les sols pour constituer les stocks d’énergie, elle procède par la même occasion à la régénération forcée des sols. Ainsi, les réserves thermiques sont régulièrement renouvelées et leur durabilité est garantie à l’infini. 

Notez que dans le cas d’une installation géothermique standard, qui ne fait que prélever les calories à des fins de chauffage, les ressources présentes dans le sol faiblissent inexorablement. 

 

4. Utilisez toutes les ressources thermiques de votre bâtiment

Ce n’est pas fini, le géostockage offre aussi la possibilité de combiner différentes énergies propres. Il y en a au moins deux qui sont facilement exploitables dans tout type de bâtiment : 

• La chaleur fatale issue des climatiseurs ;
• La chaleur solaire, dont les méthodes de captation sont de plus en plus simples et efficientes. 

 

Ces énergies vertes supplémentaires renforcent le système et sont utilisées pour : 

• Compléter la réponse thermique en cas de forte demande ; 
• Être directement diffusées dans les bâtiments lors des intersaisons ;
• Recharger les réserves.

Voilà, il ne vous reste plus qu’à léguer vos systèmes d’appoint au musée ou à l’antiquaire. 

 

5. Sublimez votre installation géothermique par l’intelligence artificielle (IA) prédictive

Terminons notre promenade en formule 1 par le principal carburant du géostockage : les datas sciences. Toutes ces performances sont en effet possibles grâce à de puissants logiciels connectés. 

L’intelligence artificielle tient le volant de l’installation : elle prend les bonnes décisions au bon moment pour aiguiller les énergies de manière optimale. C’est pourquoi on parle de conduite continue, intelligente et prédictive : 

• En continu, car elle s’adapte sans cesse aux variations quotidiennes de la météo ou encore de l’occupation des locaux ; 
• Prédictive, car elle permet d’anticiper des évolutions à plus long terme, telles qu’un changement d’activité du bâtiment ou l’intensification des pics de chaleur dus au réchauffement climatique.

Concrètement, grâce à l’intelligence prédictive et adaptative, votre PACg est en pilotage automatique : les flux et les reflux d’énergies sont guidés par informatique en fonction du contexte intérieur et extérieur de votre bâtiment. Les réserves sont alimentées ou utilisées de façon à offrir un confort thermique optimum. 

 

Quel est le coût d’une installation valorisée par géostockage ?

Là, vous vous dites sans doute que ce dispositif semble intéressant, mais que vous allez y laisser votre chemise ! 

Pourtant, une PACg sublimée par intelligence artificielle n’est pas plus chère qu’une installation standard (chauffage au fioul ou PAC aérothermique avec système d’appoint au gaz) avec cependant des coûts de production très inférieurs.

En effet, ses hautes performances, garanties sur plusieurs décennies (oui !) génèrent d’importants avantages financiers : 

1.  Votre facture d’énergie peut chuter de 80 %, ce qui permet d’autofinancer votre crédit d’investissement* ; 

2.  Le nombre de sondes, et donc la surface d’occupation du dispositif de captage, est divisé par 2, ce qui diminue tant le prix de l’infrastructure que celui du terrain* ; 

3. Votre PACg réversible est moins onéreuse et prolonge sa durée de vie, car elle demande moins de puissance ;  

4. Votre patrimoine est valorisé par une solution thermique à la pointe de la technologie.

* Performances vérifiées à partir des données de terrain du système de géostockage Accenta.

 

En résumé, une installation géothermique se réfléchit à partir de sa capacité à être régulée par le système intelligent de géostockage. À ce titre, la pompe à chaleur réversible offre le potentiel le plus complet, ce qui réduit considérablement votre problématique de choix. Reste à savoir quelle PACg adopter pour votre pilote de formule 1. Mieux vaut alors contacter directement les ingénieurs de ce bijou technologique.