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Tout savoir sur la géothermie

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Chauffer sa maison grâce à l'énergie du sol, c'est aujourd'hui possible. Le chauffage par géothermie se développe en France. Maison à part s'est intéressé à cette énergie renouvelable surprenante et pourtant très ancienne.
Se chauffer grâce au soleil, au vent, à l'air... et pourquoi pas grâce à la Terre ? La géothermie, science ancestrale, est aujourd'hui l'un des espoirs face à la crise énergétique. L'Ademe et le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) s'intéressent particulièrement à cette ressource, et ont entamé de nombreuses recherches pour apprendre à l'optimiser.
Mais, à l'échelle du logement aussi, on peut utiliser l'énergie du globe ! Le chauffage d'un habitat par géothermie consiste à récupérer la chaleur accumulée dans le sol, pour alimenter un système de chauffage à basse température. Comment ça marche ? Combien ça coûte ? Découvrez-le en pages suivantes.
Tout savoir sur la géothermie

La géothermie, qu'est-ce que c'est ?

La géothermie, qu'est-ce que c'est ? - Géothermie
La géothermie, qu'est-ce que c'est ? - Géothermie © BRGM - Im@gé
La géothermie, c'est l'étude des phénomènes thermiques qui se passent à l'intérieur du globe terrestre, dans les différentes couches géologiques. Par extension, le terme définit également la source d'énergie que représentent ces phénomènes*.
Les Hommes connaissent et utilisent la géothermie depuis plusieurs milliers d'années. L'exemple le plus marquant reste les thermes de la Rome antique, mais les Scandinaves, Japonais et Chinois ont également su utiliser la chaleur de la Terre. L'industrialisation de la géothermie apparaît au XXème siècle, et aujourd'hui, avec la crise des énergies fossiles attendue, cette source d'énergie presque inépuisable intéresse au plus haut point.
Une source d'énergie prometteuse
Il existe plusieurs types d'exploitation de la chaleur de la Terre. Les géothermies à haute et moyenne énergies captent une chaleur d'origine magmatique, sous forme de vapeur, et permettent la production d'électricité, comme c'est le cas à Bouillante en Guadeloupe. Elles nécessitent un forage très profond (plus de 1.000 m).
La géothermie à basse énergie, quant à elle, capte la chaleur de nappes profondes, d'une température comprise entre 30 et 150°C, pour alimenter un système de chauffage. C'est une technique en plein développement en France, puisqu'elle permet déjà de chauffer près de 200.000 logements, selon les estimations de l'Ademe. Le Bassin parisien recèle notamment plusieurs nappes à plus de 1.000 m de profondeur.
Pour en savoir plus sur le dernier type de géothermie, dite à très basse énergie, rendez-vous en page suivante.
* Source : Encyclopédie Larousse.
La géothermie, qu'est-ce que c'est ?

La géothermie, comment ça marche ?

La géothermie, comment ça marche ? - Géothermie
La géothermie, comment ça marche ? - Géothermie © Sofath
A l'échelle d'une maison particulière, c'est une autre géothermie, dite à très basse énergie, qui est utilisée. Elle consiste, soit à capter la chaleur de nappes phréatiques peu profondes (et on parle alors d'aquathermie), soit à capter la chaleur du sol sec, là encore à moins de 100 mètres de profondeur, dans une couche superficielle du sol (c'est cette technique que l'on appelle par abus de langage "géothermie").
A moins de 100 mètres de profondeur, le sol a une température de 10 à 14°C, ce qui ne permet pas une utilisation de la chaleur par un échange simple. "C'est pour cela qu'on ne parle pas de chaleur, mais d'énergie" précise Marc Palomarès, directeur technique de RYB Terra, l'un des leaders français en matière de géothermie.
Se chauffer grâce à l'énergie de la Terre
L'énergie du sol est donc captée par un fluide caloporteur circulant dans des tuyaux ou sondes enterrés. Le fluide circule jusqu'à une pompe à chaleur (PAC), indispensable pour transformer les calories en chaleur effective. La PAC, enfin, est reliée à un système de chauffage basse température, comme un plancher chauffant ou des radiateurs, et très souvent à un ballon d'eau chaude sanitaire ou à un chauffe-eau.
"L'énergie du sol est renouvelée par le soleil et par le ruissellement de l'eau, qui a une forte capacité calorifique" explique Marc Palomarès. Elle est donc quasi inépuisable, et une installation bien dimensionnée peut fournir l'énergie suffisante pour chauffer une maison individuelle.
Découvrez, en pages suivantes, les différents types de captage de géothermie.
La géothermie, comment ça marche ?

Chauffage par géothermie : captage horizontal

Chauffage par géothermie : captage horizontal - Géothermie
Chauffage par géothermie : captage horizontal - Géothermie © RNB / MAP
L'installation géothermique la plus connue est en fait géosolaire. Elle consiste à enterrer, à une faible profondeur (entre 0,8 et 1,2 m), une tuyauterie qui serpente à l'horizontale sur une surface variable. La nature du sol importe peu, et le terrain peut être légèrement en pente.
"On conseille d'installer les tubes sur une surface 1,5 à 2 fois plus importante que la surface totale à chauffer" explique Marc Palomarès. Il précise cependant que cette valeur varie notamment en fonction du niveau d'isolation de la maison. "La PAC est choisie en fonction des besoins en puissance de l'habitation, puis la dimension du réseau est définie en conséquence" explique-t-il.
Le captage horizontal a un débit d'extraction spécifique de 10 à 40 W par mètre carré de surface au sol, c'est-à-dire que l'on peut extraire jusqu'à 40 W d'énergie d'un seul mètre carré de sol. "Cette valeur est variable en fonction du type de sol : plus il est saturé en eau, plus le débit d'extraction est important" explique Marc Palomarès. La dimension de l'installation en dépendra également.
Le conseil du pro :
Dans l'idéal, le terrain sous lequel le réseau est enterré doit être exposé au soleil, et ne doit pas être étanche, afin de favoriser le renouvellement de l'énergie du sol. Vous pourrez malgré tout y planter un potager, mais attention aux arbres et leurs racines !
En page suivante, découvrez le captage par corbeille géothermique.
Chauffage par géothermie : captage horizontal

Chauffage par géothermie : corbeille géothermique

Chauffage par géothermie : corbeille géothermique - Géothermie
Chauffage par géothermie : corbeille géothermique - Géothermie © RNB / MAP
Le principe des corbeilles géothermiques est moins connu que le captage horizontal. Il convient pourtant probablement mieux à de nombreux propriétaires dont le jardin ne permet pas d'enterrer 200 mètres carrés de tuyaux !
Non plus en serpentin, le réseau se présente sous la forme d'une spirale dense d'1,5 m de hauteur. Ces corbeilles sont enterrées à une profondeur d'1,5 à 4 mètres, et éloignées les unes des autres de 4 mètres. "Elles permettent aussi de capter l'inertie du sol, avec un débit d'extraction de 600 à 700 W par corbeille" ajoute Marc Palomarès.
Seul bémol : la corbeille géothermique ne trouve sa place que dans un sol suffisamment humide.
En page suivante, découvrez les sondes thermiques pour la géothermie.
Chauffage par géothermie : corbeille géothermique

Chauffage par géothermie : sonde thermique

Chauffage par géothermie : sonde thermique - Géothermie
Chauffage par géothermie : sonde thermique - Géothermie © RNB / MAP
L'énergie du sol peut également être captée par une sonde thermique. Enterrée à la verticale dans le sol jusqu'à 80 à 120 mètres de profondeur, elle récupère en moyenne 50W/m², et jusqu'à 100W/m² en fonction du type de sol. "Une seule sonde peut ainsi fournir assez d'énergie pour chauffer une maison de 100 m²" ajoute Marc Palomarès.
Dans ce cas, le forage, plus compliqué que dans les deux précédentes techniques, nécessite l'intervention de professionnels (l'installateur de la PAC et l'entreprise de forage) et de leurs machines. Le coût s'en ressent évidemment (voir page suivante).
Le conseil du pro :
Optez pour du matériel certifié NF, et vérifiez que l'entreprise de forage a signé la charte Qualiforage, une démarche de qualité lancée par l'Ademe, le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM) et EDF, et qui garantit le respect de certaines normes.
Combien ça coûte ? Découvrez-le en page suivante.
Chauffage par géothermie : sonde thermique

La géothermie, combien ça coûte ?

Il est difficile d'évaluer précisément le coût d'une installation géothermique. Vous devrez en effet prendre en considération le coût de la pompe à chaleur, celui des capteurs, mais aussi celui de l'installation de chauffage à basse température, puisqu'en rénovation, vous devrez supprimer le chauffage à haute température existant.
Le total dépend également du type de PAC, de sa puissance, de la surface de la maison, mais aussi du type de sol. "Dans le cas d'une sonde thermique, le forage coûte d'autant plus cher que le sol est sableux, pour des questions de stabilité du sol" explique Marc Palomarès.
La sonde thermique est de loin la technique la plus coûteuse, environ 2 à 3 fois plus que le captage horizontal, selon Marc Palomarès. Comptez 40 à 90 euros par mètre foré, soit jusqu'à 9.000 euros. Pour les capteurs horizontaux, la facture est également assez élevée : environ 150 à 200 euros le mètre carré chauffé.
Même si l'investissement initial est important, le bilan reste positif. L'entretien et la maintenance étant très réduits, le chauffage géothermique est très peu onéreux à l'utilisation. "De plus, l'installation rentre dans le patrimoine de la famille, parce qu'elle a une durée de vie équivalente à celle de la maison" affirme Marc Palomarès.
Et le crédit d'impôt ?
Le crédit d'impôt en faveur du développement durable est aussi valable pour le chauffage géothermique. Depuis le 1er janvier 2012, les PAC géothermiques et la pose d'échangeurs géothermiques ouvrent le droit à une réduction d'impôt de 26% (contre 36% en 2011 et 40% en 2010), et les équipements de raccordement à un réseau de chaleur, de 15%.
La géothermie, combien ça coûte ?
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