Tout savoir sur l’énergie géothermique
L’amélioration des considérations environnementales a généré un délaissement progressif des énergies fossiles au profit des alternatives renouvelables. Parmi elles, l’énergie géothermique est une des options envisageables dans le cadre d’un projet de construction durable ou de rénovation d’un système de chauffage déjà existant. Grâce à l ’énergie naturellement présente dans le sol, la géothermie apporte à la fois des solutions de chauffage durant l’hiver, de rafraîchissement pendant l'été, mais garantit également la production d’eau chaude au sein du foyer. Un tel procédé vous assure une réduction conséquente du montant des factures d'électricité tout en minimisant l’impact sur l’environnement.
Étant une alternative très flexible, l’énergie géothermique peut convenir à un logement particulier tout comme à des bâtiments de plus grandes envergures (commerces, usines, etc…)
La section suivante vous présente les principales informations concernant l’exploitation et l’usage de l’énergie géothermique.
Fonctionnement de l'énergie géothermique
Étymologiquement issu du grec (“géo” la terre, et “thermos” la chaleur), le terme géothermie est utilisé pour qualifier à la fois la science relative aux phénomènes thermiques souterrains, mais aussi son mode d’exploitation.
La géothermie est davantage considérée comme un processus de transfert d’énergie plutôt que de production à proprement parler. On estime en effet que plus de 46% de l’énergie solaire est absorbée et emmagasinée dans la croûte terrestre sous forme de chaleur. La géothermie vise par conséquent à l’exploiter afin de la restituer sous forme de chauffage à échelle humaine. Ainsi, les économies réalisées sur les factures d’électricité par l’intermédiaire de ce procédé se mesurent aux alentours de 50%. L’énergie géothermique est également réputée pour être une alternative respectueuse de l’environnement, garantissant des résultats particulièrement satisfaisants. En effet la chaleur du sous-sol étant constante, cette source est considérée comme l’une des plus fiables.
L’énergie générée par la croûte terrestre peut être utilisée à travers deux types de systèmes:
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CVC (Chauffage, Ventilation, et Climatisation)
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PAC géothermique (Pompe À Chaleur)
Ces deux procédés font appel à un agencement de captage souterrain sous forme de boucle qui peut être fermé (horizontal, vertical, ou phréatique) ou ouvert. La longueur et complexité de ces boucles dépend en premier lieu de la quantité d’énergie géothermique désiré. De cette façon, un foyer particulier ne disposera pas du même réseau de captage souterrain qu’un bâtiment industriel.
L’énergie géothermique par CVC
Il s’agit du procédé que l’on retrouve traditionnellement dans le cadre des chaudières, réfrigérateurs, etc. … L’énergie géothermique y est transférée par l’intermédiaire de l’eau ou de l’air par un système de dispersion. Cette méthode offre au logement des solutions de chauffage, refroidissement, approvisionnement en eau chaude, et air conditionné.
L’énergie géothermique par PAC
Cette alternative fonctionne grâce à réseau de tuyaux souterrains permettant d’extraire l’énergie géothermique et de la redistribuer à la fois sous forme de chauffage et de rafraîchissement.
Certaines PAC peuvent réduire les dépenses mensuelles en énergie de moitié. Ainsi, malgré un coût initial plus élevé que dans le cadre des options conventionnelles, le retour sur investissement est rapide, la rentabilité assurée sur le long terme, et les frais de maintenance moins important. Ces nombreux avantages ont contribué à l'essor des pompes à chaleur en France au cours de la dernière décennie, comme l'illustre le graphique ci-après:
Les avantages de la géothermie
Les solutions géothermiques sont à la fois efficaces, rentables et silencieuses. Elles assurent un apport satisfaisant en énergie pour un minimum de contraintes, ne nécessitant pas de recours à une installation encombrante et bruyante. Ne disposant pas de conduit d’évacuation, elles ne génèrent pas non plus de rejets polluants et permettent de maintenir une empreinte carbone réduite.
En termes d’impact environnemental, la mise en place d’une telle installation revient à planter un hectare d’arbres ou à retirer deux voitures de la circulation. Mais avant tout, il s’agit d’un moyen efficace de diviser jusqu’à quatre le montant de ses factures de chauffage.
Le coût des solutions par l’énergie géothermique
Le prix des procédés ayant recours à l’énergie dépend essentiellement du mode de captage choisi, ainsi que de la surface totale considérée. De manière générale le prix total d’une telle installation se situe entre 20000€ et 25000€ (matériel et main d’oeuvre compris). Néanmoins, il est important de souligner que le retour sur investissement est réalisé rapidement et le matériel est amorti sous un nombre limité d’années. D’autres part, de nombreuses aides et subventions - tels que les crédit d’impôt - permettent de réduire l’investissement initial et ainsi améliorer la rentabilité de l’équipement.
Ainsi, on estime qu’une solution utilisant l’énergie géothermique est rentabilisée entre sept et dix ans. Cette durée dépend notamment de la superficie bénéficiant du chauffage géothermique: plus le bâtiment ou la surface est important, plus rapide sera l’amortissement.
Quelle superficie est nécessaire à la mise en place d’une solution utilisant l’énergie géothermique?
Suivant vos besoins et possibilités, différentes options d’exploitation de la géothermie sont envisageables. On distingue trois types de circuits ayant chacun leur propre installation:
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Captage horizontal au sol: Il consiste à enfouir les sondes à une profondeur limitée (0,6m à 1m20) mais requiert une surface étendue (équivalente à 1,5 fois la surface à chauffer).
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Captage vertical au sol: Cette solution est privilégiée dans le cadre de petites superficies (tel qu’un jardin). Il vise à enterrer le circuit à une profondeur pouvant atteindre 100m, garantissant ainsi une meilleure protection des variations de températures. Cependant, il s’agit d’une solution plus coûteuse puisque sa mise en place exige un forage de plus grande envergure.
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Captage vertical sur nappe phréatique: De la même manière que la précédente alternative, il consiste à capter l’énergie en profondeur mais la recueille depuis une nappe phréatique et non dans la terre. La constance de la température dans ce milieu permet à cette solution de bénéficier d’un fort coefficient de performance, à savoir le rapport entre l’énergie utilisée et celle produite.
Quelle efficacité au vu de la consommation d’énergie?
Comme il a été mentionné auparavant, une façon simple de mesurer la performance d’une solution géothermique est de mettre en rapport la quantité de kW générée pour 1kW d'électricité utilisé. Ainsi, on estime que le coefficient de performance des pompes à chaleur géothermiques se situe entre 3 et 5, traduisant une faible consommation d'électricité.
