Géothermie
- Pompes à chaleur géothermiques
- Capter les calories
- Bien dimensionner les capteurs
- Prendre quelques précautions
- Choisir une configuration
- Un cas à part, les PAC sur eau de nappe
Pompes à chaleur géothermiques
Elles valorisent les calories du sol ou de l’eau des nappes par le biais de réseaux de capteurs, de sondes ou de forages d’eau. Ce type de PAC (pompe à chaleur) est très performant quelle que soit la température hivernale. En effet, les capteurs sont installés à la profondeur requise pour que la température y soit à peu près constante toute l’année et toujours suffisante.
Géothermie de surface
Aux profondeurs qui intéressent les pompes à chaleur géothermiques (ou pompes sur capteurs enterrés), l’énergie du sol provient pour l’essentiel du rayonnement solaire et de la migration des eaux de pluie dans le sol.
Capter les calories
Dans
les PAC géothermiques, le prélèvement de chaleur se fait par le biais de
tubes enterrés dans le sol.
Ces capteurs peuvent être placés en configuration horizontale ou
verticale. Dans ce dernier cas, on parle aussi de sondes géothermiques
verticales.
Dans ces boucles circule en circuit fermé de l’eau additionnée d’antigel ou le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (selon la technologie employée).
Les capteurs horizontaux peuvent équiper une PAC à détente directe, une PAC à fluides intermédiaires ou une PAC mixte.
Les capteurs
verticaux sont constitués de deux tubes de polyéthylène formant un U
installés dans un forage (jusqu’à
On y fait circuler en circuit fermé de l’eau additionnée de liquide
antigel.
Seules les PAC à fluides intermédiaires
peuvent être équipées de
capteurs verticaux.
Bien dimensionner les capteurs
La longueur totale des tubes d’un capteur horizontal
dépasse plusieurs centaines de mètres. Ils sont repliés en boucles
distantes d’au moins
On estime la surface de capteur nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface
habitable à chauffer. Pour une maison de
Pour les capteurs verticaux, deux sondes géothermiques d’environ
L’emprise au sol est faible par rapport à des capteurs horizontaux mais
la réalisation du forage exige un minimum de place et une bonne
accessibilité.
Prendre quelques précautions
Les capteurs horizontaux doivent respecter certains principes de pose.
Pelouse, massifs de fleurs et buissons peuvent cohabiter avec le capteur
horizontal enterré.
La surface au-dessus du capteur doit être perméable (pas de terrasse ou
de construction) et ne pas être traversée par des réseaux d’eau (risque
de gel). Le terrain ne doit pas être trop pentu, pour ne pas avoir à
faire de remblai. Dans un sol rocheux ou argileux, il est préférable
d’installer les capteurs sur un lit de sable.
Pose de capteurs géothermiques horizontaux
Les sondes géothermiques sont plus délicates à poser.
En plus des précautions signalées pour la pose des capteurs horizontaux, il est nécessaire de faire appel à une entreprise de forage qualifiée (le bureau de recherches géologiques et minières - BRGM - gère une liste de foreurs engagés dans une démarche de qualité) et de respecter les procédures administratives concernant la protection des sous-sols.
Pose de capteurs géothermiques verticaux
Choisir une configuration
Actuellement, en France, les PAC géothermiques les
plus répandues sont celles à capteurs horizontaux. Elles sont moins
coûteuses que les PAC à capteurs verticaux mais nécessitent de disposer
d’une surface de terrain suffisante.
Elles sont donc surtout réservées au chauffage des maisons
individuelles.
Les configurations verticales sont bien développées à l’étranger et l’on
commence à voir de plus en plus de réalisations en France. Ces systèmes
sont plus coûteux mais leur emprise au sol est nettement plus réduite.
Ils peuvent donc convenir pour chauffer des maisons individuelles et
aussi de petits ensembles de logements et d’immeubles de bureaux qui
sont limités par la surface environnante.
Ces PAC peuvent être intégrées à une installation de chauffage central
classique existante (pompes à chaleur « en relève de chaudière »). Ceci
permet d’économiser du combustible et de limiter les rejets d’une
chaudière à gaz ou au fioul.
Un cas à part, les PAC sur eau de nappe
Elles aussi font partie des PAC géothermiques. La chaleur du sous-sol
est celle contenue dans l’eau de nappes aquifères peu profondes (moins
de
Les PAC sur eau de nappe nécessitent un ou deux forages de 30 à
Les forages sont soumis à des réglementations nationales et locales. Avant d’envisager un tel projet, il faut faire le point sur les démarches administratives à entreprendre et contacter un spécialiste (hydrogéologue agréé, Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), bureau d’études spécialisé).
Dans les systèmes à un seul forage, l’eau de nappe
prélevée est rejetée dans une rivière, un plan d’eau ou un réseau d’eaux
pluviales (si ce type de rejet y est toléré) après qu’on y ait prélevé
les calories nécessaires.
Dans le système à deux forages, le deuxième forage sert à réinjecter
l’eau utilisée dans la nappe. Ce système, bien que plus coûteux, est
fortement recommandé car il évite le gaspillage de l’eau souterraine,
précieuse
par nature.
Un débit suffisant
Pour qu’une pompe à chaleur sur eau de nappe donne toute satisfaction,
il faut que le débit d’eau puisé dans la nappe soit suffisant et stable
dans le temps. Le débit requis peut atteindre ou dépasser 1 m3/h et
s’élever jusqu’à 3 m3/h pour une maison individuelle, selon son degré
d’isolation.
Et en rivière ?
Il
est possible d’utiliser l’eau d’une rivière pour faire fonctionner une
pompe à chaleur. Selon le débit prélevé par la pompe, le débit d’étiage
du cours d’eau et le type de cours d’eau (domanial ou non), cet usage
peut être soumis à déclaration ou à autorisation et assujetti à une
redevance du domaine public (rivières domaniales). Pour plus de
renseignements, contacter la direction départementale de l’agriculture
et de la forêt. C’est auprès d’elle que se font les démarches
nécessaires.