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POMPE A CHALEUR - GÉOTHERMIE

LA GÉOTHERMIE

La géothermie compte parmi les sources d’énergies renouvelables les plus abondantes du monde. En effet, son principe consiste à puiser l’immense quantité de chaleur stockée dans les entrailles de la terre. À mesure que l’on s’enfonce sous terre, la température augmente d’environ 3,3°C tous les 100 mètres.
Cette chaleur s’échappe par endroits sous forme de source chaude ou de geyser. Mais le plus souvent, elle reste stockée dans le sous-sol. Il s’agit par conséquent d’une énergie disponible en permanence, de jour comme de nuit et quelle que soit la saison.

Une énergie renouvelable

La géothermie est l'une des énergies les plus propres qui soient. Elle est:

  • Locale: on peut la consommer à l'endroit où on la produit.
  • Inépuisable: on en trouvera tant que la Terre existera.
  • Propre: elle ne produit ni pollution ni déchets et fournit de l'énergie avec très peu d'émissions de CO2.
  • Continue: elle est disponible 24h/24 et 365 jours par an car elle ne dépend ni des conditions climatiques, ni de la saison, ni de l'heure de la journée.

 

Quelles profondeurs pour quelle chaleur ?
Les installations géothermiques pompent la chaleur naturelle du sol pour l'utiliser comme source de chauffage, ou pour la convertir en électricité si sa température est suffisante (environ 150°C minimum). Selon la température du sol, on distingue,
La géothermie de haute énergie (>180°C) et moyenne énergie (température comprise entre 100°C et 180°C) va jusqu'à 5000 mètres de profondeur. Elle vise à récupérer la chaleur des roches via l'injection d'eau sous pression dans les fissures du sous-sol. Cette eau est ensuite récupérée par des puits à l'état de vapeur pour produire de la chaleur et de l'électricité.

Géothermie haute température et grande profondeur
Ce type de géothermie va chercher la chaleur de la Terre beaucoup plus profondément que les autres. On distingue les aquifères profonds (G) et les systèmes géothermiques stimulés (H).

Aquifères profonds
Le principe de fonctionnement des installations est le suivant: un forage de production amène le fluide géothermal à la surface au moyen d’une pompe immergée ; ensuite un échangeur de chaleur prélève l’énergie thermique pour la transmettre à un deuxième fluide, qui alimente un réseau de chauffage à distance.
Si la température de la ressource n’est pas suffisante, une pompe à chaleur ou un autre agent énergétique permet de la rehausser. Une fois l’eau géothermale refroidie, elle restituée à l’aquifère par un forage d’injection.
La plupart des projets actuels de géothermie visent à exploiter des eaux souterraines se trouvant entre 1 et 4 km de profondeur. Dans les régions où le gradient géothermique est normal (30 °C/km) comme sur le Plateau suisse, cela correspond à des températures comprises entre 40 et 130 °C. Une production conjointe de chaleur et d’électricité peut être réalisée avec les fluides les plus chauds.

Systèmes Géothermiques Stimulés
Les Systèmes Géothermiques Stimulés (SGS) visent des volumes de roches à des profondeurs comprises entre 4 et 6 km qui sont naturellement fracturées et possèdent une certaine perméabilité. Pour assurer une production économique, la perméabilité des roches doit être améliorée grâce aux techniques de stimulation.
Le principe de fonctionnement est proche de celui des aquifères profonds: l’eau chaude est pompée jusqu’à la surface où elle transmet l’énergie accumulée à un fluide de travail grâce à un échangeur de chaleur. Ce fluide à bas point de vaporisation, devient gazeux et entraîne un turbo-générateur produisant de l’électricité. La chaleur résiduelle peut ensuite être utilisée dans un réseau de chauffage à distance.
L’eau qui a été pompée en profondeur est réinjectée par un ou plusieurs forages après refroidissement. Elle circule alors dans le réseau de fractures qui forme l’échangeur de chaleur souterrain et qui la réchauffe progressivement.

La Géothermie basse température et faible profondeur
L’utilisation de cette forme de géothermie est de loin la plus répandu en Suisse. Il s'agit essentiellement d'installations utilisant la chaleur de la nappe Suisse. Il s'agit essentiellement d'installations utilisant la chaleur de la nappe (C) ou l’énergie thermique du sous-sol grâce à des sondes géothermiques verticales (D), des pieux énergétiques (E) ou des champs de sondes verticales (F).
La température de la ressource utilisée par ces installations étant faible (8-20 °C), cette énergie doit être valorisée par à une pompe à chaleur.
En été par contre, cette température basse permet de rafraîchir les bâtiments sans machine frigorifique.
Une alternative aux sondes : les "corbeilles géothermiques"
Là où on ne peut pas forer profondément, il est quand même possible de soutirer la chaleur du sol, si une grande surface de terrain est disponible. Le système consiste à poser à faible profondeur (entre 1,5 et 4 m) un très long tuyau qui forme des spirales en trois dimensions (corbeilles géothermiques).
  
Plan interactif et informations régionales :