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Pages: 13 (3015 mots) Publié le: 20 août 2014
Principes de fonctionnement et usages de la géothermie (1/3)
source : ADEME / BRGM

Géothermie très basse énergie
La géothermie très basse énergie (température inférieure à 30 °C)
ne permet pas une utilisation directe de la chaleur par simple
échange. Elle nécessite la mise en oeuvre de pompes à chaleur
(PAC) qui prélèvent cette énergie à basse température pour l’augmenter à unetempérature suffisante pour le chauffage. Mais,
au-delà du chauffage, les applications de la géothermie sont très
diverses : chauffage et rafraîchissement des logements individuels, collectifs ou tertiaires, usage industriel, etc.

Les pompes à chaleur géothermiques
destinées aux maisons individuelles,
bâtiments collectifs et tertiaires
La chaleur est puisée dans le sol par des capteurs quipeuvent être enterrés verticalement ou horizontalement,
ou dans l’eau des nappes.

Les capteurs horizontaux sont répartis et enterrés à faible
profondeur (de 0,60 m à 1,20 m). Selon la technologie
employée, de l’eau glycolée ou le fluide frigorigène de
la pompe à chaleur circule en circuit fermé à l’intérieur
de ces capteurs. La surface de capteurs nécessaire
représentera environ 1,5 à 2 fois lasurface habitable
à chauffer. Pour une maison de 150 m², les capteurs
occuperont donc entre 225 et 300 m² du jardin.

© BRGM

Capteurs horizontaux

Les sondes verticales sont installées dans un forage et
scellées par du ciment. La profondeur peut atteindre
plusieurs centaines de mètres, là où la température du
sol est stable tout au long de l’année. On y fait circuler en
circuit ferméde l’eau glycolée. L’emprise au sol est minime
par rapport aux capteurs horizontaux.
Pour chauffer une maison de 120 m² habitables, une sonde
géothermique de 100 m de profondeur est suffisante.

© BRGM

Sondes géothermiques verticales

Les pompes à chaleur sur nappes puisent la chaleur
contenue dans l’eau : nappes phréatiques (où la
température de l’eau est constante entre 7 et 12 °C),rivière ou lac. Elles nécessitent deux forages pouvant
atteindre chacun plusieurs dizaines ou centaines de
mètres de profondeur. Ce type d’installation permet de
fournir le chauffage et rafraîchissement aux bâtiments
collectifs ou tertiaires et, si la nappe est située à faible
profondeur, aux maisons individuelles.

© BRGM

Les pompes à chaleur
sur nappes ou sur aquifères

© BIOSDavid WoodFall / STILL PICTURES

Géothermie assistée par pompe à chaleur

Les champs de sondes

Fondations thermoactives

Pour chauffer des grands bâtiments ou un groupe de
logements, il est possible d’installer plusieurs sondes
géothermiques sur le même site afin d’obtenir un plus
grand potentiel de chaleur terrestre. Les sondes sont
installées à intervalles réguliers à des profondeursvariant de 30 m à plusieurs centaines de mètres, et sont
raccordées à une ou plusieurs pompes à chaleur.

Certains grands bâtiments nécessitent pour des raisons de
portance d’être construits avec des fondations sur pieux
en béton. Il est possible d’équiper ces pieux avec des
capteurs (tubes de polyéthylène placés au coeur du pieu)
et de connecter ce système de captage à une pompe àchaleur pour fournir de la chaleur ou du froid au bâtiment.

Exemple de réalisation :
le champ de sondes de l’ENSTA à Palaiseau

© Andrey Kravchenko / iStockphoto

En 2009, a été lancé le projet de construction des nouveaux
locaux de l’Ensta (École nationale supérieure des techniques
avancées) à Palaiseau (Région parisienne). Avec une surface bâtie
de 36 700 m2 sur 6 ha de terrain, ce projetmet en oeuvre un
champ de 75 sondes géothermiques d’une profondeur de 160 m
chacune, représentant un total de 12 km de sondes, soit la plus
grande longueur jamais mise en oeuvre à ce jour. La puissance
de l’installation est de 450 kW.

Les autres usages de la géothermie
La récupération de chaleur sur les eaux usées

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