Les usages de la géothermie

Cette section se concentre sur les usages de la géothermie très peu profonde et peu profonde. De tels systèmes géothermiques permettent de répondre à de nombreux besoins énergétiques du bâtiment (logement, bâtiment tertiaire, bâtiment industriel, etc.), que ce soit en transmettant du chaud (chauffage, eau chaude sanitaire) ou du froid (refroidissement) aux bâtiments ou en stockant de manière saisonnière de la chaleur dans le sous-sol.

Notre sous-sol s’avère être un excellent réservoir de chaleur naturelle.  En effet, au-delà de 10 m de profondeur, la température du sous-sol n’est pas influencée par les conditions atmosphériques et reste donc constante en permanence. Ainsi, à 150 m de profondeur, la température du sous-sol est d’environ 14°C, ce qui peut constituer une source de chaleur pour le chauffage de nos bâtiments en hiver ou le refroidissement en été. 

Un système géothermique peu profond permet de capter et transporter cette chaleur jusqu’en surface au travers d’un fluide soit circulant dans le sous-sol au sein de sondes en circuit fermé ou soit directement pompé dans un aquifère du sous-sol. Il est ensuite nécessaire d’augmenter la température de ce fluide pour qu’elle soit utilisable pour les besoins énergétiques du bâtiment. C’est le rôle de la pompe à chaleur de transférer à une température plus élevée la chaleur du sous-sol vers le bâtiment. Les besoins énergétiques du bâtiment qui peuvent être couverts par la géothermie très peu profonde et peu profonde sont nombreux.

Chauffage

La géothermie est principalement utilisée pour le chauffage des bâtiments. Même si cette technique est compatible avec n’importe quel type de système de chauffage, elle est particulièrement adaptée à un chauffage par le sol, car la température de l’eau de chauffage (35°C) est inférieure à celle des radiateurs conventionnels (60°C) ; le rendement de la pompe à chaleur s’en trouve optimisé.

Eau sanitaire

La géothermie peut également être utilisée pour produire de l’eau chaude sanitaire. Dans ce cas, l’eau doit être amenée à une température plus élevée par la pompe à chaleur (environ 60°C, correspondant au seuil de sécurité pour éviter la formation de légionelles).

Refroidissement

Un des intérêts majeurs de la géothermie est de répondre au besoin croissant de refroidissement des bâtiments tertiaires en été. Le refroidissement est basé sur les mêmes principes que ceux utilisés pour le chauffage du bâtiment, mais en inversant le processus. Le sous-sol est utilisé comme une source naturelle de froid en été. Cette source de froid est captée et transportée du sous-sol jusqu’à la surface via un système géothermique ouvert ou fermé. Le rafraichissement des bâtiments se réalise alors à l’aide d’un simple échangeur de chaleur lorsque seul du refroidissement est nécessaire (geocooling) ou à l’aide d’une pompe à chaleur réversible lorsque du chauffage et du refroidissement sont désirés.

Stockage d’énergie

Plus généralement, la géothermie peut permettre le stockage saisonnier de chaleur. L’idée est d’utiliser l’inertie thermique du sous-sol pour y injecter la chaleur excédentaire du bâtiment en été et l’exploiter ensuite en hiver ; et à l’inverse y stocker du froid en hiver qui sera utilisé en été pour le refroidissement des bâtiments.