Où en est la géothermie aujourd’hui ?

Adeline M

La géothermie, comment ça marche ?

Une science qui existe depuis des siècles

Convertir en chaleur l’énergie stockée sous la surface de la Terre afin d’alimenter des systèmes de chauffage ou générer de l’électricité, voilà en quelques mots la définition de l’énergie géothermique. Moins connue que l’énergie solaire, éolienne ou encore hydraulique, elle fait pourtant pleinement partie du secteur en plein essor des énergies renouvelables

En pratique, la géothermie consiste à forer le sol pour en extraire la chaleur afin de se chauffer ou de créer de l’électricité. Le processus se fait grâce à la vapeur produite en injectant un fluide (à savoir de l’eau sous pression) profondément dans le sol. Il peut aussi s’agir d’un fluide naturel, issu d’une nappe d’eau chaude captive.

Selon ce principe, la géothermie, qui est aussi une science étudiant la production de chaleur interne du globe terrestre, permet de produire deux types d’énergie, en fonction de la température de la chaleur puisée, qui dépend directement de la profondeur à laquelle on creuse. En dessous de 150 °C (moins de 1500 mètres sous terre), on parle de géothermie basse température (peu profonde), tandis qu’au-dessus, on parle de haute température (profonde) voire très haute (très profonde).

Des capteurs différents pour des fonctionnements différents

Dans tous les cas, la géothermie nécessite l’installation d’un générateur de chaleur, qui pourra chauffer votre maison et votre eau chaude sanitaire.

 

Il existe plusieurs sortes de capteurs :

  • l’horizontal ;
  • le vertical ;
  • le captage par nappe phréatique.

 

Tous ont la même finalité, à savoir absorber la chaleur grâce à un fluide qui circule en circuit fermé pour la restituer. Cependant, ils ont chacun leurs spécificités dépendant notamment de la surface disponible du terrain concerné.

Dans le cadre d’une installation classique pour une maison individuelle, le capteur horizontal est le plus conseillé et le plus fréquemment utilisé. Enterré à une profondeur de 0,6 à 1,8 mètre, il vous permet de récupérer une puissance moyenne de 35 W par m² de terrain. Son succès s’explique par des coûts de mise en œuvre moins élevés que pour les deux autres techniques, grâce à un travail effectué en faible profondeur et qui peut ensuite être recouvert d’une pelouse ou d’un jardin (attention, sans arbres pour ne pas que les racines abîment les tubes).

En revanche, assurez-vous de disposer d’une surface de terrain importante (1,5 à 2 fois la surface à chauffer). Aussi, l’installation de ce genre de capteur est soumise à une demande de travaux en mairie et doit suivre les arrêtés municipaux et préfectoraux.

De son côté, le captage vertical, plus performant, mais aussi plus coûteux, requiert du matériel de forage conséquent, pour enfouir des sondes à une profondeur de 15 à 100 mètres, en garantissant alors une source de chaleur plus stable qu’à la proximité de la surface. Par exemple, pour chauffer une maison de 120 m², deux sondes géothermiques de 50 m de profondeur suffisent. Ce genre de capteur a besoin d’une surface de terrain plus faible que les capteurs horizontaux.

Enfin, le captage sur nappe phréatique s’impose comme étant la technique la plus rentable en termes de consommation d’énergie géothermique, avec une température d’eau constante et élevée toute l’année (entre 8 °C et 12 °C) et un coût d’exploitation très avantageux. Particulièrement adapté aux petits terrains, il peut être fait de deux manières, soit par deux forages de 30 à 200 m de profondeur, soit par un puits unique dont on rejette postérieurement l’eau puisée dans une rivière ou un lac.

En pratique toutefois, la qualité et le débit de l’eau puisée posent souvent des difficultés techniques qui font que ce captage reste réservé à peu de constructions. Par ailleurs, la recherche et l’accessibilité de la nappe phréatique se révèlent irréalisables dans de nombreux cas.

La géothermie et ses différentes productions d’énergie

La production de chaleur

Globalement, un système géothermique se compose d’une thermopompe et d’un circuit souterrain de tuyaux dans lesquels circule un fluide qui passe de l’état liquide à l’état gazeux au contact du sol chaud. Ce transfert d’énergie de l’extérieur vers l’intérieur est assuré par deux échangeurs (évaporateur et condenseur) et un générateur de type pompe à chaleur. C’est ce dernier qui permet de chauffer (jusqu’à 75° si nécessaire), de fournir de l’eau chaude sanitaire et du rafraîchissement à des maisons individuelles comme à diverses installations collectives. 

Comme tout appareil de chauffage géothermique par le sol, le générateur, qui profite d’une durée de vie de 20 à 50 ans selon le modèle, doit faire l’objet d’un contrôle régulier.

En revanche, dans le cas du plancher chauffant, un système de chauffage de plus en plus tendance, sachez que celui-ci ne demande pas d’entretien spécifique puisqu’il fonctionne en circuit fermé.

 

La production d’électricité

Pour produire de l’électricité grâce au fonctionnement de la géothermie, il existe deux méthodes principales :

  • la géothermie naturelle à haute énergie ;
  • le système géothermique stimulé.

La première technique est réalisable dans les zones volcaniques, à la frontière des plaques lithosphériques, où les températures du sol peuvent avoisiner les 200 °C et réchauffer naturellement de gigantesques poches d’eau. Cette eau, présente sous forme de liquide ou de vapeur dans les sous-sols, va permettre de faire tourner une turbine, qui, couplée à un alternateur, produira de l’électricité.

Pour la seconde méthode, il s’agit de produire de l’électricité à partir de roches sèches, en injectant de façon artificielle de l’eau chaude dans le sous-sol (en creusant un puits) pour qu’elle y soit réchauffée. Celle-ci s’infiltre en profondeur et augmente en température au contact de la roche, avant de céder sa chaleur à un fluide une fois en surface (via un échangeur), qui se transforme ensuite en vapeur, entraînant alors la turbine qui produit de l’électricité. Un cycle qui se répète encore et encore. 

État des lieux de la géothermie en France

Des particuliers qui l’adoptent progressivement

Si à l’heure actuelle, seulement 10 % des habitations neuves en France sont équipées de pompes à chaleur, contre 35 % en Suisse et 90 % en Suède, des chiffres viennent quoi qu’il en soit certifier du dynamisme du secteur.

Ainsi, uniquement sur l’année 2015, pas moins de 2 525 pompes à chaleur géothermiques (PACg), ces installations qui utilisent l’énergie gratuite de la Terre pour assurer un chauffage et une production d’eau chaude, ont été installées chez les particuliers dans l’Hexagone. 30 % utilisent la géothermie horizontale, à savoir une installation en faible profondeur. 

À titre de comparaison, pour les installations du domaine collectif, une croissance d’environ 13 % des ventes de PACg de puissance supérieure à 30 kW a été constatée entre 2014 et 2015, ce qui correspond à environ 1 174 PACg mises en place durant l’année.

Et puisque la localisation a un impact direct sur l’exploitation d’énergies renouvelables comme la géothermie, sachez qu’en 2015, les régions ayant installé le plus de kW géothermiques à partir de forages verticaux (plus performants, mais aussi plus contraignants en matière d’autorisation que les capteurs horizontaux) sont l’Île-de-France la Rhône-Alpes, les Midi-Pyrénées, la Bretagne, l’Alsace et surtout, les Pays de la Loire.

Des installations qui ont fait leurs preuves

Ce qui séduit les nouveaux adeptes, c’est indéniablement l’avantage financier apporté par cette énergie renouvelable. Si le coût d’investissement est au départ supérieur de 50 % environ à celui d’un chauffage classique équipé d’une chaudière, le forage étant plus coûteux, les frais de fonctionnement sont beaucoup plus faibles.

Le prix de l’énergie géothermique se révèle ainsi très avantageux pour les particuliers désireux de chauffer leur habitation à moindre coût. Les pompes à chaleur permettent de diviser leurs factures par 3 ou 4 sur le long terme, avec un prix du kilowattheure très compétitif. Sans compter le peu d’entretien nécessaire et l’absence de combustible à acheter.

Un des autres avantages de la géothermie est le fait qu’il s’agisse d’une ressource écologique propre, dans le sens où une exploitation géothermique ne stocke aucun déchet et ne dégage que peu de gaz à effet de serre. La quantité moyenne de CO2 émise dans l’atmosphère par les centrales géo-thermo-électriques dans le monde serait ainsi 10 fois inférieure à une centrale au gaz naturel. Cela vaut donc également pour les habitations équipées, dans une moindre mesure.

Enfin, l’ultime avantage de la pompe à chaleur dans un logement, c’est le fait qu’elle est réversible : elle peut aussi climatiser un logement et le rafraîchir, en faisant circuler les fluides entre l’habitation et le sous-sol. C’est l’effet géocooling ou freecooling.

 

Un choix de plus en plus simple à faire

De nos jours, c’est un fait, la géothermie s’invite dans les offres des fournisseurs d’énergie français, qui misent toujours plus sur les énergies renouvelables. C’est par exemple le cas de Direct Énergie, qui vous propose une offre verte garantissant que, pour chaque kWh consommé, une quantité équivalente d’électricité écologique est injectée sur le réseau électrique.


Découvrez l’offre verte de Direct Énergie

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