La géothermie utilise une propriété du sous-sol qui est d’avoir toute l’année une température stable entre 12°C et 14°C sur une grande profondeur.
La température du sous-sol se trouve être plus élevée que celle de l’air extérieur l’hiver et plus basse l’été. La géothermie va donc aller chercher la chaleur relative du sous-sol l’hiver et la fraicheur relative du même sous-sol l’été.
La géothermie sur sondes verticales consiste à faire circuler un fluide en circuit fermé dans des sondes géothermiques implantées verticalement dans le sol. Ce liquide remonte les calories de la terre à la pompe à chaleur géothermique (PAC) qui, grâce à un cycle thermodynamique, va les transmettre à l’eau du circuit de chauffage du bâtiment.
Le fonctionnement en 3 étapes :
- Le captage de la chaleur en profondeur
- Des forages jusqu’à maximum 200 mètres de profondeur sont réalisés dans le sol.
- Une sonde géothermique (tubes en U en polyéthylène) est insérée dans chaque forage, puis le forage est scellé avec un ciment spécial.
- Un liquide antigel (eau additionnée de glycol) circule en circuit fermé dans ces tubes pour absorber les calories de la terre.
- Le chauffage avec l’élévation de la température par la PAC
- Le fluide réchauffé dans les sondes remonte en surface et entre dans la pompe à chaleur (PAC) géothermique.
- Un premier échangeur (évaporateur) transmet cette énergie à un gaz frigorigène contenu dans la PAC, qui est ensuite compressé pour accroître fortement sa température.
- Un second échangeur (condenseur) cède cette chaleur à l’eau du circuit de chauffage du bâtiment (plancher chauffant, radiateurs ou ventilo-convecteurs) ou à l’eau chaude sanitaire.
- Le rafraîchissement et la restitution des calories au sous-sol
- En été, le système peut fonctionner en géothermie passive (géo-cooling) : l’eau circulant dans le circuit du bâtiment transfère directement la chaleur du bâtiment à l’eau glycolée circulant dans les sondes, au travers d’un échangeur.
- Le géo-cooling est une méthode très économique pour rafraîchir un bâtiment étant donné qu’il n’y a que des pompes de circulation en fonctionnement.
- Avec une PAC réversible il est possible de faire de la géothermie active. Dans ce cas, le cycle thermodynamique de la PAC est inversé et il est possible de faire du froid. Par contre, le compresseur tourne et la consommation électrique est plus importante.
- En général les deux systèmes sont installés. Si la température de consigne du bâtiment ne peut être atteinte par le système passif seul (géo-cooling), alors la PAC se met en marche automatiquement pour produire du froid actif.
- Dans les deux cas, froid passif ou froid actif, les calories du bâtiment se retrouvent injectés dans le sous-sol. Ce qui va compenser tout ou partie des calories qui y ont été prélevées l’hiver.
Avantages de la géothermie :
La géothermie sur sondes verticales est possible sur la majorité du sous-sol Corrézien.
La géothermie sur sondes n’émet pas de gaz à effet de serre et ne perturbe pas le sous-sol.
La PAC géothermique est installée à l’intérieur du bâtiment donc non soumise aux aléas climatiques. Sa durée de vie envisageable est de 20 à 25 ans contre 10 à 15 ans pour une PAC Air/Eau.
La PAC géothermique est silencieuse.
Son rendement (COP) est égal à 5, ce qui veut dire qu’1 kWh électrique consommé produit 5 kWh thermiques, sensiblement meilleur que celui d’une PAC Air/Air ou Air/Eau dont le COP peut être proche de 1 lorsque la température extérieure est très basse en hiver ou très élevée en été.
En mode climatisation, contrairement à une PAC Air/Air ou Air/Eau, la PAC Géo ne rejette pas de calories dans l’air mais dans le sol. Ce qui ne fait pas de point chaud à proximité du bâtiment.
Le champ de sondes possède une durée de vie de 80 ans et plus.
Contraintes de la géothermie sur sondes verticales :
Il faut avoir l’espace suffisant pour réaliser le champ de sondes, en respectant les distances minimales (3m des fondations, 5m des limites de propriété, 5m des arbres, 10m entre sondes)
La mise en place d’une géothermie prend plus de temps et coûte plus cher du fait de la partie sous-sol
Pour avoir un bon rendement, l’eau du circuit de chauffage doit être à basse température (45°C maxi), ce qui implique un bâtiment performant énergétiquement (bâtiment neuf ou parfaitement rénové).
Lors d’un projet important, pour faire le dimensionnement définitif de la longueur de sondes, il peut être nécessaire de réaliser une sonde test pour mesurer la conductibilité thermique moyenne du sous-sol sur la profondeur envisagée (Test de Réponse Thermique).
Les aides financières :
Le Fond Chaleur de l’Ademe (délégué et géré par l’AGGLO) :
- Jusqu’à 70% du coût de l’étude de faisabilité
- Jusqu’à 70% du coût du Test de Réponse Thermique
- Une aide forfaitaire calculée sur la quantité de MWh extraits et réinjectés dans le sous-sol
Les CEE (Certificats d’Economie d’Energie), qui peuvent être bonifiés si la géothermie vient en remplacement d’une énergie fossile (fioul, gaz).
Les diverses aides départementales, régionales, d’état ou européennes pour les porteurs de projet éligibles dans les limites des seuils autorisés.
Ils l’ont déjà fait :
Des collectivités Voutezac (mairie), Juillac (cantine), Ussac (maternelle), Sainte-Féréole (maison de l’autonomie), Cosnac (école en cours) ainsi que des sociétés industrielles ou tertiaires.
* : il y a d’autres formes de géothermies (sur nappes, corbeilles géothermiques, boucle d’eau tempérée) à étudier au cas par cas, mais la géothermie sur sondes verticales est la plus courante en Corrèze.
