Géothermie

La géothermie

La croûte terrestre est chaude. L’eau infiltrée en profondeur et réchauffée à son contact est utilisée depuis l’Antiquité dans certaines régions pour chauffer les thermes, les serres et les bâtiments : c’est ce qu’on appelle habituellement la géothermie. Mais ce terme a aujourd’hui une signification plus large : il désigne, plus généralement, l’art de capter l’énergie dans la terre.

Le chauffage géothermique à capteurs enterrés offre aujourd’hui de nouvelles possibilités pour récupérer cette énergie géothermique contenue dans le sol en captant à faible profondeur les calories contenues dans la terre pour le chauffage des habitations, et ce quelle que soit la région.

Principe de fonctionnement

Une thermopompe est un appareil électrique capable de transférer la chaleur d'un endroit à un autre. Les réfrigérateurs et les climatiseurs sont deux exemples bien connus de cette technologie.

Les thermopompes déplacent la chaleur par l'évaporation et la condensation d'un fluide frigorigène qu'un compresseur fait circuler entre deux serpentins. Le frigorigène est évaporé à basse pression dans l'un des serpentins, ce qui lui permet d'absorber la chaleur contenue dans la terre. Il est ensuite pompé jusqu'à l'autre serpentin, où il se condense à haute pression et libère la chaleur absorbée au début du cycle.

Le captage horizontal

Il nécessite, selon les conditions climatiques, une surface extérieure comprise entre 100% et 150% de la surface à chauffer. Le réseau de capteurs est enterré à environ 60 cm de profondeur. Cette solution du captage horizontal est la plus simple à installer.

Le captage vertical

Il existe deux alternatives lorsque la surface extérieure disponible est insuffisante pour le captage horizontal ou quand le terrain est accidenté. Dans ce cas, l'énergie est captée en profondeur, soit dans le sol, soit dans la nappe phréatique.

La restitution de la chaleur par plancher radiant à basse température


Il s’agit d’un système presque idéal puisqu’il permet une répartition de la température uniforme aussi bien verticalement qu’horizontalement. Il s'installe sous le plancher grâce à un réseau de tuyaux noyés dans le plancher, idéalement dans une dalle en béton de 7,5 cm d’épaisseur.

Cette dernière offre plusieurs avantages :

• augmenter la masse thermique de la maison et absorber plus efficacement les écarts brutaux de température extérieure,
• améliorer l’isolation phonique entre étages,
• éliminer l’humidité des niveaux enterrés des maisons (sous-sol, rez de jardin) et les rendre donc parfaitement habitables en toutes saisons.

Les systèmes à expansion directe (DX)

Plus simple, plus économique, plus performante, la géothermie à expansion directe utilise un gaz réfrigérant rencontrant et excédant les exigences de Kyoto: le R-407C. Contrairement au circuit fermé avec de l’antigel, les systèmes à expansion directe n’ont ni échangeur de chaleur fluide-frigorigéne ni pompe de circulation. Cela permet d’atteindre un meilleur coefficient de performance (COP). Celui-ci est en effet voisin de 4 (1kWh consommé par le compresseur permet de fournir 4 kWh).

• Le sol est utilisé directement comme condenseur ou évaporateur selon le cycle de fonctionnement (chauffage ou climatisation).
• Le gaz est contenu dans des tuyaux en cuivre et ceux-ci sont enfouis directement dans le sol où ils transférent l’énergie et intégrés directement dans les dalles des planchers.

Les applications des systèmes géothermiques

Elles sont nombreuses et en font un système à privilégier dans les maisons à basse consommation énergétique : un système mécanique unique (compresseur) permet en effet de fournir l’énergie nécessaire aux besoins :

• Chauffage des locaux par plancher radiant
• Climatisation couplée à la ventilation centralisée
• Chauffage de l’eau sanitaire
  
• Chauffage de la piscine