Géothermie

Source d’énergie géothermique : l’anti-carbone des bâtiments

22 juin 2022 By Accenta

Plébisciter une source d’énergie pour chauffer et rafraîchir nos immeubles et lieux de vie… Vaste programme, n’est-ce pas ? Un choix qui anime beaucoup de discussions tant chez les particuliers qu’entre professionnels du bâtiment. En effet, la transition écologique en cours appelle à imaginer des solutions bas carbone, durables et intelligentes. De fait, les performances énergétiques des différentes ressources durables sont débattues et comparées. La source d’énergie géothermique, boostée par de récentes avancées technologiques, est de plus en plus recommandée pour le chauffage et la climatisation du bâti. Alors, pourquoi recourir à la géothermie devient une évidence ? Vu les enjeux actuels, la question ne manque pas de profondeur et mérite d’être creusée : zoom sur l’une des sources d’énergie les plus vertueuses pour répondre à l’urgence climatique.

Pourquoi choisir une source d’énergie géothermique ?

L’exploitation d’une ressource naturelle : la chaleur de la Terre

Au Conseil du Parlement européen, le 23 avril 2009, la promotion des sources d’énergie renouvelable est à l’ordre du jour. Il est question de géothermie, cette « énergie emmagasinée sous forme de chaleur sous la surface de la Terre (1). »

En effet, sous nos pieds, la température augmente progressivement avec la profondeur. Une chaleur souterraine utilisée depuis des millénaires, qui s’explique essentiellement par :

La radioactivité naturelle des roches de la croûte terrestre ;

Les échanges thermiques avec les zones internes du globe (et des températures pouvant atteindre 1 000 à 4 300 °C).

Un énorme potentiel énergétique

Tout est presque dit dans le mot « renouvelable ». D’un côté, nous avons les énergies fossiles épuisables telles que le gaz naturel, le pétrole et le charbon ; de l’autre, il y a les énergies inépuisables que sont l’éolien, le solaire, l’hydraulique et la chaleur de la croûte terrestre.

La fin des premières est annoncée, car disponibles en quantités limitées, tandis que les secondes se trouvent en abondance, presque partout. De plus, les énergies renouvelables ne produisent pas de dioxyde de carbone, puisque sans combustion. En d’autres thermes 😉 : elles ne génèrent pas de pollution contribuant au réchauffement climatique.

Malheureusement, en 2020, elles ne représentent qu’environ 13 % de la consommation énergétique finale de la France. Pourtant, dans la course aux ressources propres, la géothermie se distingue par des avantages concrets :

La température du sous-sol ne dépend ni du climat ni de la météo. Sa production est donc permanente et non intermittente.
Sa technologie avancée permet de stocker différentes sources d’énergie, chaudes ou froides, afin de les utiliser en cas de pic de besoins.
Sa pollution visuelle et sonore est quasi nulle.

Une source d’énergie qui répond à tous les besoins des bâtiments

Chauffer son immeuble avec une PAC géothermique

Le chauffage est la principale utilisation de ce type d’installation, avec, bien sûr, l’objectif de réaliser des économies. Une fois en place, la chaleur est distribuée par l’intermédiaire d’un plancher chauffant, de radiateurs, ou ventilo-convecteurs.

Évidemment, le sol chauffant reste la meilleure option pour un bâtiment en construction. Les autres modes de diffusion offrent des alternatives pour les logements anciens, en cas de rénovation énergétique, permettant ainsi d’éviter des travaux et des frais trop conséquents.

Produire de l’eau chaude sanitaire grâce à la géothermie

Savez-vous qu’avec un cumulus électrique le coût de production d’eau chaude est de 600 €/an pour une équipe de 4 collaborateurs ?

En couplant un ballon à la pompe à chaleur géothermique ou en utilisant une PAC double service avec ballon intégré, vous réaliserez de vraies économies. La fabrication d’eau chaude sanitaire devrait être alors de l’ordre de 180 €/an (2).

Climatiser et rafraîchir sa maison avec la géothermie

La PAC réversible

Grâce à des pompes à chaleur « réversibles », on inverse le processus :

En hiver, les calories extraites du sous-sol servent à chauffer les bâtiments.
En été, la chaleur est prélevée afin d’être rejetée dans le sol pour refroidir l’environnement.

Sur certaines installations (abordées plus précisément par la suite), l’énergie ainsi récupérée peut être stockée via des capteurs. Cette technique intelligente augmente nettement la performance de votre équipement.

Le géocooling

Le géocooling est un moyen ultra-cool et super économique pour rafraîchir un bâtiment de manière naturelle. Comment ? En interposant un échangeur de chaleur entre le circuit de chauffage de votre pompe à chaleur et le système de captage de l’énergie.

En plus, ce mode de fonctionnement prolonge la durée de vie d’une pompe à chaleur (PAC), car la pompe est à l’arrêt tandis que seuls les circulateurs (ou les pompes hydrauliques de forage) s’activent. Plus parlant, ce système géothermique produit 50 kWh de froid, pour 1 kWh d’électricité consommée (3).

Plus globalement, une PACg fournit en moyenne 4 kilowattheures d’énergie propre, pour 1 kWh d’électricité (2). C’est donc un mode de chauffage bénéfique en tous points : économique et environnemental, approvisionné par une énergie renouvelable locale et non polluante.

En bref, une source d’énergie aussi vieille que la Terre et salutaire pour l’avenir.

Le saviez-vous ?

Les systèmes de chauffage et climatisation Accenta utilisent une technologie innovante qui réduit jusqu’à 14 fois les émissions de CO2 par rapport à un équipement alimenté au fioul.

En savoir plus sur la PAC géothermique

Les pompes à chaleur se déclinent en 2 versions. La première, celle qui nous intéresse, appelée « géothermique », fonctionne avec la chaleur de la terre. La deuxième, « aérothermique », opère grâce à l’air extérieur.

Propriétés de la PAC géothermique

1. Fournir du chaud : puisé sous terre, il est restitué dans les locaux.

2. Générer du froid : récupérées dans le bâtiment, les calories sont transmises dans le sol.

3. Produire de l’eau chaude sanitaire : en la préchauffant grâce aux calories souterraines.

Même à faible profondeur (moins de 200 mètres), les sources d’énergie géothermique sont facilement exploitables. Les techniques, maintenant parfaitement éprouvées et répandues s’adressent à tous et concernent tout type de construction : logements collectifs, bâtiments publics ou privés, maisons individuelles, etc. À chaque cas de figure, sa solution géothermique avec, à la clé, un équipement à fort rendement.

Avantages de la pompe à chaleur géothermique

Nous avons déjà évoqué sa source d’énergie illimitée et non polluante. Ajoutons également d’autres avantages (3 ):

Elle ne nécessite aucun transport, car elle est produite sur place ;

Elle se fait discrète visuellement, car le captage n’est pas visible de l’extérieur ;

Elle est généralisable à plus de 90 % sur le territoire français ;

Elle est performante avec une classe énergétique de A++ ;

Elle est économique à la production ;

Elle est presque autonome en fournissant entre 75 et 83 % d’énergie extraite du sol pour un appoint de seulement 17 à 25 % d’énergie électrique.

Inconvénients de la pompe à chaleur géothermique

Nul n’est parfait. Les principaux inconvénients de la PAC géothermique sont :

Le coût qu’elle engendre à l’achat. Mais cet investissement n’en est pas moins rentable (d’autant plus que les besoins de chauffage sont importants).
La nécessité de posséder un peu de terrain autour de son bâtiment (si l’installation se fait en surface du sol par capteurs horizontaux).

Vous voyez un autre inconvénient de votre côté ?

Quelles techniques pour une PAC géothermique ?

Pour chauffer et rafraîchir un bâtiment individuel ou collectif, les PACg puisent la chaleur soit dans les roches, soit dans l’eau d’une nappe phréatique.

Le captage horizontal avec un réseau de capteurs

Pour ce type d’installation, la surface au sol nécessaire est comprise entre 270 et 340 m² pour une puissance d’extraction d’environ 20/25 W/m² (2). Un réseau de tubes est alors enterré (sous le seuil de gelée de la région), à au moins 80 cm de la surface.

Le captage vertical par un forage dans le sol

Cette technique permet de limiter avantageusement la place requise à l’installation. En effet, 30 à 50 m² de surface de terrain (avec une séparation de 10 m entre les forages) suffiront à libérer en moyenne entre 40 et 50 W/m2 (2).

Deux forages, de 90 à 110 mètres de profondeur, contiennent des sondes verticales géothermiques. Ce sont des tubes en polyéthylène haute densité dans lesquels circulent le fluide caloporteur.

Le captage sur nappe phréatique

Cette méthode, appelée également solution d’aquathermie, suppose la présence d’une nappe souterraine proche du bâtiment avec un débit d’eau suffisant. Cette dernière devra fournir 1,8 m3 par heure, ce qui réclame un débit de 200 litres/h/kW en moyenne (2).

Là encore, 2 forages : l’un pour la production de chaleur, l’autre pour rejeter l’eau dans la nappe ou l’aquifère.

Les corbeilles géothermiques

Nettement moins répandues, les corbeilles géothermiques sont des sortes d’échangeurs en tubes spiralés enterrés à moins de 5 m de profondeur. À l’intérieur de celles-ci (entre 5 et 10 corbeilles pour une maison individuelle), toujours notre fluide caloporteur qui récupère les calories du sol via un échangeur.

Choisir des professionnels qualifiés pour son installation

La conception et l’installation d’une PAC géothermique impliquent des compétences étendues ainsi que de solides connaissances géologiques, thermiques et thermodynamiques.

Faire appel à des spécialistes qualifiés, en mesure de certifier leur expertise, vous protège d’éventuelles déconvenues. À cet effet, les pouvoirs publics ont mis en place la mention RGE (Reconnu Garant de l’Environnement), ainsi que des plateformes-conseils et des aides financières.

Pour sélectionner des professionnels RGE et retrouver toutes les informations utiles, rendez-vous sur « Agir pour la transition écologique » (6). Un site administré par l’ADEME (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie).

En somme, aujourd’hui la géothermie offre une source d’énergie ultra compétitive, capable de répondre à tous les besoins de climatisation et de chauffage bas-carbone de votre parc immobilier. Lorsque cette chaleur ancestrale est associée aux technologies de géostockage d’Accenta, elle produit des résultats surprenants : stockage de chaud et de froid, production hybride couplée avec d’autres énergies renouvelables, pilotage et optimisation par intelligence artificielle, etc. N’hésitez pas à nous contacter pour tout savoir sur nos innovations exclusives, éprouvées sur de nombreux sites.

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Sources :