Tout savoir sur la Géothermie
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Qu'est-ce que la PAC eau/eau et la PAC aquathermique ?
Dans un système de pompe à chaleur eau-eau (Aquathermie), l'énergie est prélevée soit dans la nappe phréatique, soit dans d'autres sources d'eau de surface telles que les rivières ou les lacs.
Focalisons-nous spécifiquement sur la pompe à chaleur avec préleveur sur nappe phréatique. La température de la nappe phréatique reste relativement constante toute l'année (entre 8 et 14°C), avec des variations légères. Du point de vue énergétique, l'utilisation de l'eau d'une nappe phréatique est avantageuse. Grâce à la stabilité de la température de l'eau, les pompes à chaleur reliées à une nappe peuvent fournir toute la puissance de chauffage sans besoin d'apports supplémentaires, avec des coefficients de performance (COP) dépassant souvent 4.
Pour protéger la pompe à chaleur contre la corrosion ou le calcaire, un échangeur intermédiaire, alimenté par un circuit d'eau glycolée, peut être installé entre l'évaporateur et l'eau du puits.
Concernant le captage, des puits sont forés par un professionnel agréé, pouvant atteindre jusqu'à 100 mètres de profondeur. Dans les systèmes à deux puits, l'un est utilisé pour prélever l'eau nécessaire à la récupération d'énergie, tandis que l'autre sert à réinjecter l'eau dans la nappe phréatique, à une distance d'au moins 20 mètres du point de prélèvement.
Tout forage de plus de 10 mètres doit être déclaré à la DRIRE. Il est essentiel de s'assurer que le prélèvement d'eau ne soit pas soumis à redevance.
Avant de se lancer dans le projet, une étude hydrologique est recommandée afin d'évaluer le potentiel et la faisabilité, étant donné l'investissement conséquent. Cette étude permettra notamment d'analyser le sol, les impacts environnementaux, la profondeur du forage, la disponibilité en eau, etc., ainsi que les propriétés physico-chimiques de l'eau.
En ce qui concerne les émetteurs de chaleur, tous sont compatibles avec ce type de pompe à chaleur. Les radiateurs, qu'ils soient basse ou haute température, peuvent être connectés à la PAC, à condition que celle-ci fournisse une température d'eau adaptée. Le plancher chauffant est recommandé pour les PAC basse température, offrant un confort optimal, tandis qu'un ventilo-convecteur équipé d'un ventilateur peut également être utilisé pour chauffer ou rafraîchir l'air dans le logement.
Qu'est-ce que la pompe à chaleur eau glycolée/eau ?
Il s'agit d'une pompe à chaleur à fluide intermédiaire (eau glycolée/eau) installée dans un local technique qui permet de transférer l’énergie stockée dans la terre, constamment renouvelée par la pluie, le vent et le soleil, vers un réseau de chauffage. Ce type de pompe à chaleur est le plus couramment utilisé en géothermie.
Dans le cas des capteurs horizontaux, un réseau de tubes en polyéthylène (PER) ou en polyéthylène haute densité (PEHD), d'un diamètre de 25 à 40 mm, est enterré pour capter l'énergie du sol. Ces capteurs sont enterrés dans une tranchée avec deux nappes de tubes superposés espacés d'au moins 60 cm, ou posés en réseau unique après décapage du sol sur une hauteur de 60 cm à 1 m. Un mélange d'eau et de glycol (antigel) circule à travers ces capteurs via une pompe de circulation pour l'échange sol/eau.
Pour éviter les problèmes potentiels, l'installation des capteurs horizontaux doit se faire loin de toute plantation, en dehors des zones carrossables et éloignée des fosses septiques ou piscines. Il est important que l'eau de pluie puisse facilement pénétrer dans la zone de captage pour assurer un échange optimal.
En ce qui concerne les capteurs verticaux, ce sont des tubes en polyéthylène en forme de U, enterrés verticalement dans un forage de 70 à 80 mètres de profondeur. La chaleur est récupérée de manière similaire à la configuration horizontale. Des démarches administratives seront nécessaires pour les forages de plus de 10 mètres de profondeur.
La nature du sol et sa composition (argile, sable, calcaire) influenceront les échanges thermiques. Il est recommandé d'effectuer une analyse de sol pour des variations de conductibilité. Différents problèmes peuvent survenir selon le type de sol, mais des mesures peuvent être prises pour les corriger et améliorer l'efficacité du système.
Concernant les émetteurs de chaleur, on retrouve le plancher chauffant, les radiateurs et les ventilo-convecteurs, chacun ayant ses propres avantages et fonctionnalités adaptés à différents besoins de chauffage ou de climatisation.
Qu'est-ce que le chauffage au sol et le plancher chauffant ?
Le chauffage par le sol, aussi appelé plancher chauffant, est un système de chauffage par rayonnement à basse température (le sol ne dépasse jamais 28°C). La chaleur est diffusée à partir du sol pour se propager dans toute la pièce, offrant un confort appréciable grâce à une distribution homogène de la chaleur. Ce type de chauffage est adapté aussi bien aux rénovations (sous conditions) qu'aux nouvelles constructions, et il convient à presque tous les types de sols, à l'exception de la moquette (en raison des émanations de colle) et de certains sols stratifiés.
Les avantages sont nombreux : pas de courants d'air, un chauffage discret sans tubes ni appareils visibles, et la température de l'eau (35°C) permet de le coupler à une pompe à chaleur ou à une chaudière à condensation, offrant des rendements énergétiques très intéressants. L'inconvénient principal est l'investissement initial, mais il est compensé par les aides et crédits d'impôt disponibles (prix au m² entre 70 et 100 €).
Grâce à son efficacité, ce système permet de réduire la température de chauffage de 2 à 3°C, engendrant une économie d'énergie d'environ 15% (source : Ademe). Si l'option est prévue initialement, il est tout à fait possible de climatiser une habitation par le biais du plancher, ce qu'on appelle alors un plancher réversible.
Le fonctionnement du plancher chauffant repose sur l'alimentation en eau chaude par un générateur tel qu'une pompe à chaleur (air/eau ou eau/eau), avec une pompe de circulation pour acheminer l'eau vers un (ou plusieurs) collecteur(s) qui régulent le débit vers chaque pièce. Chaque circuit est équipé d'organes de coupure et d'équilibrage, avec des tuyaux en polyéthylène disposés en spirale ou en serpentin sur une isolation en polystyrène, recouverts par une chape.
Les dimensions courantes des tuyaux en polyéthylène sont de 13x16 et 16x20. Un diamètre de 16x20 permet des pertes de charge moindres et des longueurs de boucles plus étendues. Les longueurs recommandées sont de 160 m pour du 16x20 et de 120 m pour du 13x16.
L'eau circulant chauffe l'intégralité de la surface du sol de manière homogène, évitant ainsi toute stratification. Il existe différents modes de régulation, mais la plus fiable est celle permettant un réglage par zone ou par pièce, avec un régulateur électronique qui interprète les données des sondes extérieures, intérieures, et de départ pour actionner des vannes motorisées en fonction des besoins.
Pour la mise en place d'un plancher chauffant, il est indispensable de respecter la réglementation thermique en vigueur, ainsi que les normes et recommandations techniques concernant les revêtements et autres éléments du système.
Quelques conseils techniques importants : vérifier l'état du sol avant d'installer l'isolant, prévoir une bande isolante en périphérie pour la dilatation de la dalle, repérer précisément le parcours des tubes sur l'isolant, effectuer un rinçage des circuits et les remplir avec de l'eau avant la mise en service. Attendre un mois après la coulée du mortier avant de chauffer progressivement, puis poser le revêtement de sol.
Qu'est-ce que les types de pompes à chaleur en géothermie ?
La pompe à chaleur géothermique (PAC) récupère l’énergie du sol pour chauffer un logement via différents émetteurs. Elle peut alimenter un plancher chauffant ou d'autres systèmes grâce à un fluide caloporteur. Certains modèles incluent également la production d'eau chaude sanitaire. Les différents types de PAC géothermiques incluent :
Pompe à chaleur sol/sol : Utilise un fluide frigorigène pour chauffer le sol via un condenseur noyé dans une dalle en béton. Convient pour le chauffage au sol uniquement.
Pompe à chaleur sol/eau : Transfère les calories du sol à l'eau du système de chauffage, adaptée pour divers émetteurs comme radiateurs ou ventilo-convecteurs.
Pompe à chaleur eau glycolée/eau : Utilise de l'eau glycolée pour éviter le gel. Permet le refroidissement du bâtiment en été avec une faible consommation d'énergie, grâce au free cooling. Idéale pour alimenter divers émetteurs et offre un haut rendement.
Pompe à chaleur eau/eau (PAC aquathermique) : Utilise une nappe phréatique comme source froide. Similaire à la PAC eau glycolée/eau, mais avec de l'eau de source comme fluide. Convient pour des émetteurs tels que radiateurs, plancher chauffant ou ventilo-convecteurs.
Chaque type de pompe à chaleur a ses avantages et inconvénients en termes d'efficacité, de coûts et d'applications. Il est important de choisir celui qui convient le mieux à vos besoins et à votre environnement.
Qu'est-ce que le puit canadien ou provençal ?
Le puits canadien, également connu sous le nom de puits provençal selon la saison, est un système exploitant l'énergie du sol pour chauffer ou refroidir l'air neuf nécessaire à la ventilation des bâtiments. La température stable du sol à 1,5m de profondeur (10 à 15°C toute l'année) est utilisée pour cet échange thermique. L'air est capté, filtré et circule à travers des tubes enterrés avant d'être distribué dans les pièces par un ventilateur. Cela permet des économies d'énergie significatives en chauffant l'air en hiver et en le refroidissant en été.
Quelques points importants à retenir :
- Le réseau peut être constitué d'un unique tube ou d'un ensemble de tubes en parallèle.
- Les caractéristiques du sol (texture, granulométrie) sont cruciales pour la conception.
- La longueur et la section du réseau dépendent de la température de base et du débit requis.
- On recommande l'utilisation de tuyaux polyéthylène ou polypropylène spécialement conçus, lisses à l'intérieur et résistants à la pression.
- L'étanchéité du réseau est essentielle pour éviter l'humidité et les problèmes de prolifération.
En été et entre les saisons, l'air introduit à 20°C peut contribuer à tempérer l'intérieur, limitant ainsi l'utilisation de la climatisation. Dans les climats océaniques, où la différence de température entre le sol et l'air est faible, le puits canadien peut ne pas être optimal. En revanche, dans les climats méditerranéens où l'air est considérablement plus chaud que le sol, cette technologie est très bénéfique.
Le puits canadien peut être associé à une VMC double flux pour en augmenter l'efficacité. Cette dernière permet d'insuffler l'air du puits canadien, tout en extrayant l'air vicié et en récupérant les calories. En été, un bypass manuel peut désactiver l'échangeur.
Le dimensionnement du puits canadien requiert une étude approfondie prenant en compte divers paramètres tels que la température et la conductivité thermique du sol, la profondeur d'enfouissement des tubes, leur longueur et diamètre, l'exposition solaire, le vent et le débit de ventilation. Une étude thermique est recommandée, avec un coût moyen d'environ 2000 €. Le prix d'installation varie en fonction des difficultés rencontrées, oscillant entre 2000 et 3000 € en moyenne.
Qu'est-ce que les avantages de la géothermie ?
L'utilisation de l'énergie sous forme de chaleur stockée sous nos pieds n'est pas nouvelle. Les Romains connaissaient déjà cette technique pour les thermes. De nos jours, cette exploitation de la géothermie revêt une importance croissante. La géothermie consiste à capter l'énergie stockée sous la surface de la terre, en la convertissant en énergie utilisable. Cette énergie peut servir à chauffer, à la balnéothérapie ou à produire de l'électricité partout dans le monde. Il existe des niveaux d'énergie géothermique : haute, moyenne et basse, en fonction des températures captées.
En France, notamment dans les départements d'outre-mer comme la Guadeloupe, la Martinique ou la Réunion, la géothermie présente un fort potentiel. Elle est utilisée pour le chauffage des logements, la production d'électricité et même la balnéothérapie. L'installation d'un système géothermique peut être individuelle, mais la faisabilité du projet doit être vérifiée en amont par un professionnel. Les avantages de la géothermie incluent sa propreté, son amortissement sur le long terme, les incitations financières et son caractère renouvelable.
La combinaison de la géothermie avec des pompes à chaleur offre un système efficace, discret et écologique pour le chauffage et le rafraîchissement des habitations. La géothermie ne dépend pas de la météo pour accumuler de l'énergie, ce qui en fait une source fiable et constante. Malgré ses avantages, la géothermie présente des inconvénients tels que le coût initial élevé d'installation et la nécessité d'un espace extérieur conséquent.
En conclusion, la géothermie est une option prometteuse pour l'avenir énergétique, offrant une solution de chauffage durable et économique. Les différents types d'énergie géothermique offrent des possibilités variées et une fois l'installation amortie, il est possible de profiter d'une source d'énergie quasi-gratuite.
Qu'est-ce que le principe et le fonctionnement de la géothermie ?
Le fonctionnement de la géothermie consiste à extraire l'énergie contenue dans le sol ou dans une nappe phréatique pour chauffer un bâtiment. Cette énergie, renouvelée par les éléments naturels tels que le soleil, le vent, et la pluie, est considérée comme une source d'énergie renouvelable.
Ce transfert d'énergie de l'extérieur vers l'intérieur se fait via un évaporateur qui prélève l'énergie du sol à l'aide de tuyaux en PEHD ou d'un forage vertical. Ensuite, un condenseur restitue cette énergie pour chauffer le bâtiment avec des systèmes tels que des tuyaux chauffants, des ventilo-convecteurs ou des radiateurs basse température. Ce processus est possible grâce à un compresseur.
La pompe à chaleur fonctionne sur le principe de l'évaporation et de la condensation d'un fluide frigorifique qui absorbe et restitue de l'énergie selon son état. Le compresseur permet de faire circuler ce fluide dans le système.
Pour capter l'énergie, il existe différents types de captage : le captage horizontal utilisant des tuyaux enterrés, le captage vertical avec des sondes installées en profondeur, et le captage par nappe phréatique qui puise l'énergie de l'eau souterraine. Chaque méthode a ses avantages et ses spécificités techniques à prendre en compte avant toute réalisation.
Qu'est-ce que les quatre types de géothermie ?
La géothermie, tirant son nom du grec ("gê" pour terre et "thermos" pour chaud), consiste à exploiter l'énergie renouvelable présente dans le sol, régénérée par les éléments naturels comme le soleil, le vent et la pluie. Cette énergie est utilisée de différentes manières :
- Comme source froide pour le chauffage avec une pompe à chaleur.
- Sous forme d'eau chaude pour le chauffage direct des bâtiments.
- Sous forme de vapeur pour la production d'électricité.
En creusant profondément sous terre, on observe une augmentation de la température, en moyenne 3°C tous les 100 mètres, appelée gradient géothermique.
Il existe plusieurs niveaux de géothermie :
- Très basse énergie : exploite la chaleur des premiers mètres du sol, généralement entre 10 et 20 degrés Celsius, utilisée couramment pour le chauffage des maisons avec une pompe à chaleur.
- Basse énergie : puise la chaleur à des profondeurs allant jusqu'à 2500 mètres avec une température de l'eau extraite d'environ 80 degrés Celsius, utilisée pour le chauffage direct ou la production d'électricité.
- Moyenne et haute énergie : captent la chaleur à des profondeurs plus importantes, jusqu'à plus de 300 degrés Celsius, principalement pour la production d'électricité. La géothermie conventionnelle extrait directement l'énergie, tandis que la non conventionnelle nécessite des fracturations artificielles du sol pour améliorer l'extraction.
La production d'électricité géothermique nécessite des installations complexes en raison des températures élevées. Malgré ses avantages, la géothermie présente des défis tels que les coûts d'investissement élevés, les questions d'acceptabilité sociale liées aux nuisances, et le besoin de perfectionner la technologie pour une exploitation durable et rentable.
La géothermie joue un rôle clé dans la transition énergétique et les économies d'énergie, malgré les défis à relever.
Siège social
Orgel Climatisation Chauffage SASU
520 avenue Janvier Passero
06210 Mandelieu-la-Napoule
06 84 05 99 81
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Immatriculation
Siret n°924 894 769 00018
au capital de 1000,00€
TVA n°FR95924894769
Attestation de capacité n° 5068468
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