Énergie géothermique : climatisation naturelle depuis le sous-sol

L’énergie géothermique est un système qui exploite la chaleur naturelle stockée à l’intérieur de la Terre pour des applications de conditionnement, tant industrielles que domestiques. Cette chaleur naturelle est produite en raison du gradient thermique terrestre, résultant de l’énergie qui émane en continu du noyau de la planète vers sa surface : la température augmente d’environ 2 à 3 °C tous les 100 m de profondeur.
Dans le domaine des bâtiments, le système le plus utilisé pour climatiser les logements consiste en une pompe à chaleur géothermique connectée à un réseau d’échangeurs enterrés dans le sous-sol. Cet équipement échange de la chaleur entre le terrain et le logement, ce qui permet de fournir du chauffage, de la climatisation et de l’eau chaude de manière intégrée.

Systèmes de captation de l’énergie géothermique

L’exploitation de la chaleur du sous-sol se fait par trois systèmes :

• Captation horizontale : c’est le système le plus économique, bien qu’il nécessite une grande surface de terrain, car les collecteurs sont installés à faible profondeur.
• Captation verticale : idéale lorsque l’espace est limité. Il consiste à percer des puits entre 30 et 150 m de profondeur sous le logement, ce qui augmente le coût initial mais s’avère plus efficace.
• Captation phréatique : option viable lorsqu’il existe un aquifère souterrain avec un débit constant. Il exploite directement la chaleur contenue dans l’eau souterraine.

Application de la géothermie dans les bâtiments

Cette technologie permet une exploitation intégrée de l’énergie du sous-sol dans divers domaines :

• Eau chaude sanitaire : production continue et économique.
• Chauffage en hiver : ou l’extraction de la chaleur terrestre pour maintenir un environnement intérieur stable et confortable.
• Climatisation en été : inversion du cycle pour transférer la chaleur intérieure vers le sous-sol, de manière similaire à un système de climatisation à faible consommation. Dans des conditions appropriées, il est même possible d’atteindre une réfrigération passive, avec un coût énergétique minimal.
• Climatisation des piscines : ou extension de la saison d’utilisation grâce au chauffage de l’eau.

Avantages et considérations sur la géothermie

Parmi ses principaux avantages, on trouve :

• Rentabilité à long terme : bien que l’investissement initial soit élevé, l’entretien est minime et la durée de vie du système est très longue.
• Polyvalence : un seul équipement fournit chauffage, climatisation et eau chaude.
• Durabilité : énergie renouvelable, inépuisable à l’échelle humaine et avec des émissions minimales.
• Confort et sécurité : fonctionnement silencieux, sans impact esthétique et sans risques comme celui de la légionellose.
• Efficacité exceptionnelle : en maintenant la température du sous-sol stable tout au long de l’année — contrairement à la variabilité de l’atmosphère —, la pompe à chaleur fonctionne avec un rendement bien supérieur à celui des systèmes conventionnels comme les chaudières à gaz, fioul ou même l’aérothermie.
  Cependant, sa viabilité dépend des caractéristiques du terrain — qu’il s’agisse de la disponibilité d’espace ou de sa composition géologique — et nécessite que le logement soit équipé de systèmes de diffusion à basse température, comme les planchers chauffants, pour maximiser son efficacité.

Par David González Molina, gestionnaire BIM au Département d’Architecture d’Amusement Logic