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La géothermie de surface, une ressource renouvelable ?

principe géothermie

Le constat : le chauffage, l’eau sanitaire et la climatisation représentent 30% de la consommation d’énergie et participent à hauteur de 20% des émissions carbone de la France.

La géothermie, est une technique ancienne modernisée par les avancées technologiques ! En effet, les Anciens exploitait déjà l’énergie calorique, captée par le sol, dans l’utilisation des sources thermales. C'était le cas à Chaudes Aigues, dans le Cantal, du XIII siècle jusqu'en 2009, où les habitants bénéficiaient d'un chauffage par géothermie gratuit !

Il existe 3 types de géothermie qui dépendent de la profondeur, de la température et de la manière d’exploiter la géoenergie. Nous allons nous intéresser à celle qui est le plus répandue en France : la géothermie de surface.

Les principes de la géothermie de surface

La géothermie de surface repose sur le fait d’extraire les calories (l’énergie) présente dans le sous-sol. Plus précisément, il s’agit de valoriser cette énergie située dans les premiers 200 mètres du sous-sol, en géothermie verticale, où la température oscille toute l’année entre 10 et 20°C.

Cela se traduit par la mise en place d’équipements thermodynamiques (centrale géothermique) avec pompe à chaleur géothermique eau/eau dite PAC géothermique, qui vont venir capter les calories, la chaleur du sol, et alimenter en chauffage les bâtiments ou préchauffer l’eau sanitaire par exemple. En été, la géothermie peut également servir à alimenter les circuits de rafraîchissement des bâtiments.

L’installation géothermique sera capable de couvrir les besoins de chauffage, d’eau chaude sanitaire, de climatisation ou rafraîchissement des bâtis (géocooling).

Le geocooling est à l’inverse de la géothermie. En effet, l’installation va capter les calories du bâtiment pour les évacuer dans le sol.

En bref : la pompe à chaleur est reliée à des sondes verticales, ou des échangeurs horizontaux, à l’intérieur desquels circule un liquide caloporteur qui viendra capter la chaleur du sol et cette énergie sera transmise dans l’habitation pour le chauffage notamment.

les 2 principes techniques de la géothermie de surface

La géothermie de surface, ou géothermie de très faible à faible énergie, peut être déployée dans tout type de bâtiment, de la maison individuelle aux bâtiments publics ou tertiaires.

Géothermie et écologie

La géothermie constitue une solution énergétique pour répondre aux problématiques thermiques du bâtiment et participer à la baisse des émissions carbone. Ce type d’installation participe également à la déshumidification de l’air ambiant, vous évitant de recourir à des produits nocifs pour la santé et mauvais pour l’environnement.

Les pompes à chaleur géothermiques présentent un COP (Coefficent de performance) supérieur à 5, ce qui signifie que pour 1 kW/h consommé, la pompe à chaleur peut fournir une énergie de chauffage équivalente à  5 kW/h d’électricité.  

Le potentiel de la géothermie est immense et peut être exploitée sur 90% du territoire français, tout en couvrant 70% des besoins en chauffage de l’hexagone. Mais…ce type d’énergie ne représente qu’1 petit % de la chaleur produite.

Or l’usage de la géonergie à grande échelle, permettrait une décarbonation des bâtiments tout en leur octroyant une certaine autonomie énergétique.

Cette énergie renouvelable, et autonome, la chaleur provenant du sous-sol, ne nécessite pas de stockage, et se renouvèle naturellement. Cette source d’énergie n’est pas tributaire d’un éventuel épuisement des stocks dans la mesure où elle est alimentée par la croûte terrestre.

La géothermie favorise une réduction des dépenses énergétiques de chauffage et de production d’eau chaude pouvant aller jusque 70%.

usine utilisant le principe de géothermie

Les points de vigilance avec la géothermie

Vous l’aurez compris la géothermie de surface représente une excellente idée pour qui veut réaliser des économies d’énergie et disposer d’un semblant d’autonomie énergétique, sous réserve qu’il n’y ait pas de défaillance électronique, d’erreurs d’implantation ou de ‘bourdes’ de dimensionnement de l’installation.

Si erreur de dimensionnement il y a, vous exposez la PAC à un risque de vieillissement prématuré et au gel du sol résultant d’un prélèvement trop intense des calories.

La qualité des matériaux et des soudures de votre pompe à chaleur est également importante et impactera la performance globale de l’extraction de la géoenergie.

A retenir : les échangeurs horizontaux sont plus contraignants dans la mesure où l’installation occupe plus d’espace extérieur et empêche la plantation d’arbres.

La pompe à chaleur géothermique reste la Rolls-Royce du chauffage écologique, il existe cependant d’autres solutions moins onéreuses comme une pompe à chaleur air/Eau. Le principe est similaire, les calories seront captées dans l’air ambiant à moindre prix, avec une performance moindre en hiver (sur les températures négatives).

N’oubliez pas que l’isolation thermique est la priorité !

Sources :

Géosciences pour une Terre durable - brgm

https://www.sorbonne-universite.fr/dossiers/conversation-2021/il-existe-plusieurs-types-de-geothermie-comment-marchent-ils-et-quels-sont-les-risques

Syndicat des énergies renouvelables