« L’énergie géothermique est la chaleur de l’intérieur de la terre stockée dans la partie accessible de la croûte terrestre. La température du sol et de tout l’intérieur de la terre augmente en moyenne de 30°C par kilomètre. Cependant, les conditions de température à la surface de la terre varient beaucoup en fonction des conditions météorologiques. Mais en dessous de la ligne de gel, à une profondeur comprise entre 80 cm et 1,50 m, les températures sont relativement constantes entre 7°C et 12°C tout au long de l’année. Cette énergie géothermique est suffisante pour la rendre utilisable pour le chauffage de l’eau par évaporation et condensation.
Des collecteurs ou des sondes absorbent la chaleur du sol et la transfèrent à un mélange eau-antigel. Ce liquide est alimenté dans la pompe à chaleur. Cependant, comme cette température est trop basse pour chauffer suffisamment l’eau, la température est techniquement augmentée. Pour cela, la chaleur du mélange eau-antigel est transférée à un réfrigérant circulant dans la pompe à chaleur. Un compresseur comprime le réfrigérant et augmente ainsi sa température. Un échangeur de chaleur dans le réservoir d’eau chaude transfère ensuite la chaleur gagnée dans la pompe à chaleur à l’eau chaude domestique dans le réservoir. Si la pompe à chaleur est couplée au système de chauffage, elle chauffe l’eau chaude sanitaire dans le système de chauffage, ce qui soutient l’approvisionnement en eau chaude. Les pompes à chaleur permettent d’atteindre des températures de l’eau allant jusqu’à +65°C.
« Quatre façons d’extraire l’énergie géothermique
« Dans le cas de l’extraction d’énergie géothermique avec des collecteurs plans (graphique de gauche), des conduites en plastique, semblables à celles d’un chauffage par le sol, sont posées en méandres à une profondeur de 1 à 2 m, selon les conditions du sol, avec un espacement des conduites de 1,2 à 1,5 m sous le sol. En règle générale, les tuyaux collecteurs sont posés dans le sol au moins 20 cm en dessous de la ligne de gel locale. Les surfaces ne doivent pas être surchargées. Le rendement thermique réalisable dépend de l’état du sol. Les sols secs à gros grains conviennent moins bien que les sols humides des eaux souterraines. Par conséquent, les performances des collecteurs de surface classiques varient. Pour alimenter un système de chauffage par pompe à chaleur d’une puissance de 6 kW, une surface au sol d’environ 300 m² est nécessaire.
Une forme de collecteur de surface peu encombrante est le collecteur dit de tranchée (graphique du milieu). Ici, les tuyaux sont posés sous forme de boucles dans une tranchée pouvant atteindre 2 m de profondeur. Cela permet d’exploiter plus de volume de terre avec moins de volume d’excavation, ce qui réduit les coûts par rapport au collecteur de surface. Pour la pompe à chaleur géothermique, une tranchée d’une longueur totale d’environ 80 mètres peut être suffisante. Ces derniers ne doivent pas non plus être surmontés.
Dans le cas d’un collecteur en spirale (graphique de gauche), le tuyau en plastique est formé en une spirale stable à l’aide de rails de support. La taille d’un collecteur en spirale est normalement de 2,5 m à 3 m de hauteur et un diamètre d’environ 0,5 m. La profondeur d’installation est comprise entre 3,5 et 4,5 m. Les forages sont réalisés à l’aide d’une tarière. Les collecteurs insérés doivent être recouverts d’au moins 1,5 m de terre. Le collecteur en spirale est une conception particulièrement peu encombrante pour la récupération de la chaleur. Ils peuvent également être utilisés sur des parcelles plus petites s’il n’y a pas de place pour les collecteurs de surface ni d’accès pour le matériel de forage profond pour les sondes de sol.
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