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    La géothermie

    La géothermie utilise la chaleur stockée naturellement sous la terre. Des capteurs puisent ce flux et le convertissent en énergie. Cette dernière peut servir à alimenter le circuit de chauffage d’un bâtiment par le biais d’une pompe à chaleur (PAC). Elle peut également assurer la production d’électricité grâce à une centrale géothermique profonde.

    La géothermie est-elle une solution écologique ? Quels sont les avantages et les inconvénients d’exploiter les calories présentes dans le sol ?  Éléments de réponse.

    Article mis à jour le 7 décembre 2020
    Sommaire

      Qu’est-ce que la géothermie ? 

      La géothermie est une solution énergétique en pleine émergence face à la crise qui touche l’énergie fossile. On distingue la géothermie terrestre et la géothermie marine.

      • La géothermie terrestre

      Elle utilise la chaleur contenue dans le sous-sol et dans le réservoir géothermique comme source d’énergie. En profondeur, la température augmente de 3°C tous les 100 mètres.

      • La géothermie marine

      Ce procédé repose sur l’exploitation de la différence entre l’eau froide des fonds marins et l’eau chaude de surface. Un système de canalisation pompe l’eau. Cette dernière passe par des échangeurs et des pompes à chaleur. Elle sert pour diverses utilisations, notamment le chauffage et la climatisation d’un bâtiment.

      La géothermie permet de produire de l’électricité et de la chaleur à partir d’énergies renouvelables et inépuisables. La chaleur du sous-sol peut effectivement être exploitée pour produire de l’énergie propre et gratuite.

      Avec une température qui oscille entre 2 000 et 12 000°C, le centre de la terre propage de la chaleur vers la surface du sol. Cette énergie peut être récupérée à partir de 5 mètres de profondeur.

      Comment fonctionne la géothermie ?

      La géothermie

      La chaleur sous la terre est captée à l’aide d’un fluide caloporteur qui circule dans des tuyaux souterrains. Ce fluide remonte jusqu’à la pompe à chaleur pour créer de l’énergie utile pour chauffer un bâtiment ou une maison.

      Pour prélever de la chaleur en profondeur, il faut injecter de l’eau dans le sous-sol. L’eau est réchauffée et récupérée à l’aide d’un système de pompage. En outre, l’énergie peut être tirée des nappes d’eau chaude souterraine.

      À partir de 70°C, cette eau est utilisée pour le chauffage. Lorsque la température dépasse les 100 °C, la vapeur captée est transformée en électricité.

      L’intérêt d’utiliser la géothermie

      La géothermie est une énergie puisée à partir de la chaleur de la terre. Elle est donc inépuisable et permet des applications variées :

      • Production d’électricité ;
      • Production de chaleur par le biais d’une pompe à chaleur géothermique.

      La récupération de la chaleur sous le sol terrestre ou marin se fait par forage. Des capteurs puisent l’énergie souterraine. La géothermie permet de produire de l’énergie toute l’année, de jour comme de nuit. Ce n’est pas le cas des pompes à chaleur aérothermiques.

      Peut-on chauffer sa maison avec la chaleur du sol ?

      La chaleur souterraine peut être utilisée pour chauffer une maison. Cette source d’énergie peut provenir:

      • Des eaux de pluie ;
      • Du rayonnement du soleil ;
      • De la propagation de la chaleur provenant du centre de la terre.

      L’exploitation de la chaleur du sol

      Pour exploiter la chaleur du sol, on utilise des sondes géothermiques ou des capteurs. Ces derniers peuvent être :

      • Verticaux : ils sont utilisés dans les petits terrains et sont placés jusqu’à 100 mètres sous la surface du sol ;
      • Horizontaux : ils conviennent aux terrains spacieux et exigent 1,5 à 2 fois la surface habitable du logement.

      L’installation des capteurs dans le sol nécessite des travaux de forage ou de terrassement. Tout dépend du type de géothermie utilisé. Ces travaux déterminent le coût du système de chauffage géothermique. Outre le système de captage vertical et horizontal, le captage peut également se faire avec la nappe d’eau chaude.

      Les capteurs sont installés dans des puits forés situés à moins de 1 000 mètres de profondeur. Pour préserver la nappe, le forage de deux trous est nécessaire. Le premier trou permet de capter l’eau. Quant au second, il sert à rejeter l’eau qui vient d’être utilisée par la pompe à chaleur.

      L’installation d’un système de chauffage géothermique

      La chaleur puisée par les capteurs est distribuée à l’aide d’une pompe à chaleur pour chauffer une habitation. Cette distribution se fait en plusieurs étapes :

      • Transmission de la chaleur au PAC par le biais du fluide colporteur ;
      • Chauffage du fluide frigorigène ;
      • Mise sous tension du fluide/gaz ;
      • Production de vapeur haute tension ;
      • Transmission de la chaleur à l’eau du circuit de chauffage ;
      • Retour de la chaleur à l’état liquide.

      Pour les constructions neuves de plus de deux ans avec un système de chauffage géothermique, il est possible de bénéficier de certaines aides de l’État. On peut notamment citer le crédit d’impôt de 30 %, le Prêt à taux zéro, le taux de TVA réduit, ainsi que la subvention de l’Anah.

      Quels sont les différents types de géothermie ?

      L’exploitation de la chaleur du sol dépend de plusieurs facteurs tels que les conditions géographiques et la température. Pour produire de l’énergie, il existe trois types de géothermie :

      • La géothermie profonde

      Elle est destinée à la production d’électricité à grande échelle, telle que les installations dans les réseaux de chauffage urbain. La géothermie profonde permet en effet d’atteindre des températures élevées jusqu’à 150°C. Pour cela, les capteurs sont placés à plus d’1 km de profondeur.

      • La géothermie peu profonde 

      On parle aussi de géothermie à basse température. Ce procédé est utilisé pour la production de chaleur dans plusieurs immeubles ou même dans une ville. Le système de captage est situé entre 100 et 500 mètres de profondeur pour une température ne dépassant pas les 30°C.

      • La géothermie à très basse température

      Cette technique est utilisée pour chauffer les maisons individuelles. Le capteur peut être placé à partir de 5 mètres de profondeur. Pour produire de la chaleur, le système est relié à une pompe à chaleur géothermique.

      Techniques de géothermie :

      ProfondeurSystème de captageTempérature
      Géothermie profonde> 1 000 mètrescaptage horizontal ou verticaljusqu’à 150°C
      Géothermie peu profonde< 500 mètrescorbeille géothermique> 30 °C
      Géothermie très peu profonde< 100 mètressonde géothmermique< 30 °C

      Source : Energuide

      Les avantages de la géothermie

      La géothermie permet de produire de l’énergie propre et gratuite. Celle-ci n’étant pas polluante, elle n’émet pas de gaz à effet de serre. Par ailleurs, cette technique présente l’avantage d’être :

      • Économique : le système de chauffage géothermique est plus rentable que le système de chauffage aérothermique ;
      • Écologique : la production de chaleur ne dégrade pas l’environnement ;
      • Disponible : la géothermie fonctionne dans toutes les régions et ne subit aucune contrainte météorologique.

      Les inconvénients de la géothermie

      Le principal inconvénient de la géothermie réside dans le coût des installations. En effet, la mise en place d’un système de chauffage géothermique est une opération coûteuse. Plusieurs éléments sont pris en compte, tels que la technologie utilisée pour les capteurs et la puissance de la pompe à chaleur géothermique. À cela s’ajoute la nature du terrain. D’ailleurs, ce n’est qu’à partir de la cinquième année d’utilisation qu’elle est rentable. 

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