La géothermie, énergie renouvelable issue de la chaleur de la terre et respectueuse de l’environnement

Même si la géothermie existait bien avant que l’on parle de développement durable ou de protection de l’environnement, elle reste aujourd’hui largement méconnue. Or cette ressource possède des avantages considérables, s’agissant d’une source d’énergie presque inépuisable et respectueuse de l’environnement. L’un des principaux avantages réside dans le fait que la géothermie est quasi exempte d’émission de CO2 tout en respectant l’environnement naturel. Contrairement à l’aérothermie avec groupe extérieur, la géothermie présente peu d’impact visuel sur le paysage et sur l’environnement du bâti.

Les nombreux avantages de la géothermie

  • Chauffage et rafraichissement, tout comme l’énergie solaire ou la biomasse, la géothermie, étant une source d’énergie renouvelable, elle est susceptible fournir de la chaleur selon les conditions géologiques et le type de technique utilisé. Elle présente également le grand avantage de pouvoir répondre aux besoins de rafraichissement
  • Disponibilité en tout temps, au même titre que les centrales hydroélectriques au fil de l’eau, la géothermie constitue une énergie en ruban, elle est ainsi disponible en tout temps puisqu’elle ne dépend que des caractéristiques intrinsèques du sous-sol
  • Elle est considérée comme énergie renouvelable car la chaleur terrestre est presque inépuisable. Si les sondes géothermiques sont bien dimensionnées, les installations (PAC) ne devraient pas soutirer plus de chaleur que celle fournie naturellement
  • Très peu d’impact visuel, ainsi que les besoins de surfaces au sol d’une installation géothermique sont minimes. Le besoin spécifique en terrain par unité d’énergie (forage vertical) produite est plus faible que pour la plupart des autres sources d’énergie
  • Chauffage et rafraichissement, tout comme l’énergie solaire ou la biomasse, la géothermie, étant une source d’énergie renouvelable, elle est susceptible fournir de la chaleur selon les conditions géologiques et le type de technique utilisé. Elle présente également le grand avantage de pouvoir répondre aux besoins de rafraichissement
  • Disponibilité en tout temps, au même titre que les centrales hydroélectriques au fil de l’eau, la géothermie constitue une énergie en ruban, elle est ainsi disponible en tout temps puisqu’elle ne dépend que des caractéristiques intrinsèques du sous-sol
  • Elle est considérée comme énergie renouvelable car la chaleur terrestre est presque inépuisable. Si les sondes géothermiques sont bien dimensionnées, les installations (PAC) ne devraient pas soutirer plus de chaleur que celle fournie naturellement
  • Très peu d’impact visuel, ainsi que les besoins de surfaces au sol d’une installation géothermique sont minimes. Le besoin spécifique en terrain par unité d’énergie (forage vertical) produite est plus faible que pour la plupart des autres sources d’énergie

Qu’est-que qu’une pompe à chaleur géothermie (sol/eau)

Une pompe à chaleur est une génératrice (chaudière) de chaleur ou de froid, qui prélève l’énergie thermique de l’environnement du sous-sol. La chaleur provenant du sous-sol est transmise au fluide frigorigène de la PAC qui se transforme alors en vapeur.

Cette dernière est ensuite comprimée, ce qui a pour conséquence d’élever sa température, puis passe dans un condenseur et revient à l’état liquide en cédant de la chaleur. La chaleur ainsi libérée dans le condenseur est transmise à l’eau du plancher chauffant ou des radiateurs.

Finalement le fluide de la PAC est détendu (sa pression et sa température chutent) et retourne dans l’évaporateur où il pourra à nouveau absorber la chaleur du sous-sol. 

Ce process requiert de l’énergie électrique. Ceci étant la quantité d’énergie fournie par la PAC est nettement supérieure à la quantité d’électricité nécessaire pour faire tourner le système. La géothermie pourra alors fournir 4 à 5 plus d’énergie calorifique qu’elle ne requiert d’énergie électrique. Cet à alors que nous parlons de coefficient de performance « COP ». Plus la différence entre la température du sous-sol et la température de départ dans la distribution (plancher chauffant ou radiateurs) sera faible, meilleur sera le COP.

Lors du rafraichissement (PAC réversible) le circuit de fonctionnement sera alors inversé.

Qu’est-ce qu’une sonde géothermique verticale

L’énergie thermique du sous-sol est récupérée en installant verticalement un échangeur de chaleur sous forme de tube en U, appelé sonde géothermique verticale (SGV).

Le ou les forages sont souvent situés à côté du bâtiment dans le cadre de la rénovation énergétique, mais parfois aussi sous le bâtiment à chauffer et / ou rafraichir, dans le cadre des construction neuves (maisons ou immeubles).

Dans la sonde, le fluide caloporteur est pompé en circuit fermé et récupère l’énergie du terrain qui pourra être extraite à l’aide d’une PAC dite « sol/eau », qui elle sera située dans le bâtiment.

Cette dernière soutire la chaleur géothermique et la transmet au circuit de chauffage (plancher chauffant ou radiateurs) à une température plus élevée. Elle sert aussi à chauffer l’eau sanitaire.

Sonde géothemique verticale

La sonde géothermique verticale peut en principe être installée dans n’importe quel milieu géologique pour autant que les nappes phréatique restant protégées (surtout en cas de ressource d’eau potable).

La profondeur de la sonde géothermique va dépendre de la puissance calorifique et frigorifique de la PAC, de la conductivité thermique du sous-sol et de la demande en chaleur. En Suisse, pour une maison individuelle, une profondeur de sonde de 100 à 250 mètres est généralement suffisante, selon la surface de référence énergétique de la maison et de la qualité de son isolation.

Dans l’habitat individuel ou petit collectif, il est possible, bien que plus rare de mettre en œuvre (si forage géothermique vertical impossible de réaliser) et a condition de disposer d’une grande surface de terrain, de recourir aux corbeilles géothermiques ou aux capteurs horizontaux, à faible profondeur.

Les corbeilles géothermiques sont un système composé d’un très long tuyau qui forme des spirales en trois dimensions (voir image ci-dessus).

Quant aux capteurs horizontaux, ils se présentent sous la forme de capteurs placés à l’horizontale (voir image ci-dessous). Dans les deux cas et au même titre que le forage vertical, un fluide caloporteur circule dans les capteurs jusqu’à la PAC.

Sonde géothemique verticale

La mise en chantier

Un projet de géothermie est un projet conséquent qui entraîne des travaux d’importances. C’est un engagement en terme d’organisation et de durée de travail ainsi qu’en terme de coût. C’est un projet de construction complet à part entière. Nous vous accompagnons lors de toutes les étapes du chantier.

Un projet de géothermie dans le cadre de la rénovation énergétique de la maison, passe en tout premier lieu par l’admissibilité sans ou avec restriction ou interdiction, d’un forage géothermique. Ces informations sont consultables sur le site web officiel de votre canton.

Vient alors la phase de dimensionnement de la pompe à chaleur et du dimensionnement de la ou les sondes géothermiques en fonction des caractéristiques calorifique et frigorifique de la machine, de la zones climatiques, de la station météo et de l’altitude de votre zone géographique ainsi que la conductivité thermique de votre sous sous-sol.

Après validation du projet dans sont ensemble et obtention de toutes les autorisations de construire et subventions, vient l’heure de planifier et coordonner toutes les étapes du projet avec les différents intervenants :

  • Forage (entre 2 et 3 jours)
  • Maçonnerie, fouilles pour raccordement de la ou des sondes et introductions dans la maison (entre 1 et 2 jours)
  • Raccordement des sondes et mise en glycol (1 jour)
  • Maçonnerie, fermeture des fouilles (1 jour)
  • Evacuation de la ou des citernes, si existantes (entre 1 et 2 jours)
  • Travail de dépose de l’ancienne chaudière et installation de la PAC et de tous ses éléments (entre 4 et 5 jours
  • Raccordement électrique de la PAC et de tous ses éléments (1 jour et demie) inclus contrôle de sécurité final
  • Mise en service selon protocole fabricant et PAC SYSTÈME MODULE si existant (1/2 journée)
  • Isolation de toutes les nouvelles conduites hydrauliques (1 jour)
Le travail ne s’arrête pas à la mise en service, reste encore à faire certifier l’installation et déclarer l’achèvement des travaux auprès des autorités cantonales pour les subventions ainsi que pour les communes dans le cadre du règlement communal.

Quelques exemples de réalisations

Installation réalisée géothermie à Saint Légier-la-Chiésaz (VD)

Installation réalisée géothermie à Lonay (VD)

Installation réalisée géothermie à Echallens (VD)

Installation réalisée géothermie à Froideville (VD)

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M. Luc Casassas se tient à votre disposition pour vous conseiller et vous proposer une solution adaptée à vos besoins.

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