Dans la lutte pour l’efficacité énergétique, la technologie nous permet de profiter de sources d’énergie comme le soleil, le vent ou l’eau pour éclairer, déplacer et chauffer ou climatiser nos maisons. La prochaine étape pourrait être de regarder en bas, sous nos pieds, à quelques mètres du sol, là où la température est chaude et constante à tout moment. Encore une fois, il s’agit d’exploiter l’énergie qui nous entoure. La majeure partie de la chaleur qui nous parvient du soleil est absorbée par la croûte terrestre et reste sous terre. Grace à pompes à chaleur géothermiques nous pouvons profiter de la chaleur du sous-sol pour chauffer ou rafraîchir notre maison.
Dans cet article, nous allons vous expliquer ce que sont les pompes à chaleur géothermiques, leurs caractéristiques, leur fonctionnement, leur efficacité et bien plus encore.
Que sont les pompes à chaleur géothermiques
Une pompe à chaleur géothermique est un système de chauffage et de climatisation qui utilise l'énergie thermique stockée dans la Terre pour réguler la température d'un bâtiment ou d'une maison. Contrairement aux systèmes traditionnels qui brûlent des combustibles fossiles ou utilisent de l’électricité pour produire de la chaleur ou du froid, les pompes à chaleur géothermiques sont plus efficaces et plus respectueuses de l’environnement.
Comment travaillent-ils
Son fonctionnement partage la technologie avec d'autres types de pompes à chaleur présentes dans les équipements de climatisation habituels ; les fonctions remplies par le fluide de travail (fluide caloporteur) de ces systèmes, et les rôles joués par le reste des éléments qui composent le circuit :
- Compresseur: Dispositif chargé d'augmenter la pression d'un fluide, augmentant ainsi sa température.
- Évaporateur: Dispositif chargé de réduire la pression et d’abaisser la température.
Grâce à cet ensemble de changements de pression, la température requise est transférée de l'intérieur de la terre au système de distribution de la maison ou de la pièce. Une fois que vous avez effectué le travail d’échange ou d’obtention de la température souhaitée, il est temps de répartir ladite température dans toute la pièce à chauffer.
Le processus s'effectue de la même manière qu'un système de distribution de chaleur normal. Il existe une plage de températures du sol suffisante pour le chauffage géothermique est compatible avec les radiateurs et les installations de chauffage par le sol neufs et existants.
Une autre fonction de l’installation géothermique est de capter la chaleur pour que l’ACS produise de l’électricité. Actuellement, les fabricants disposent de modèles de pompes à chaleur géothermiques avec une puissance utile suffisante pour couvrir les besoins futurs en climatisation et en eau chaude sanitaire de chaque type d'habitation. Pour ces situations, vous pouvez compter sur le réservoir d’eau sans aucun inconvénient.
Installations avec pompes géothermiques
Il existe de nombreux types d'installations géothermiques, qui varient en fonction de ce que reçoivent les conduites d'échange.
captage horizontal
La principale caractéristique de ce type d’installation est la répartition horizontale des capteurs qui distribuent le fluide caloporteur. Ceux-ci semblent étendre la longueur et la largeur de l’intrigue. C’est le format le plus utilisé dans les modèles géothermiques. Sa position est d'environ un mètre et demi de profondeur, et c'est la seule condition où le climat extérieur peut être régulé. Pour que cette approche soit efficace, il doit y avoir suffisamment de zone d’expansion.
En général, son application se retrouve plus fréquemment dans les parcelles correspondant à des maisons unifamiliales ou à d'autres types de bâtiments isolés présentant des surfaces suffisantes pour capter l'énergie thermique nécessaire à son utilisation. Dans les petites parcelles avec de grands bâtiments, cela ne sera pas entièrement efficace.
Collecte géothermique verticale par sondes ou puits
Pour surmonter le problème d'absence de surface supposé précédemment, il existe la possibilité de placer le système d'échange (tuyaux) verticalement. Cette alternative compense le manque d'espace avec une perforation plus haute. Le travail impliquait l'utilisation de machines de préparation plus sophistiquées, mais les résultats étaient plus efficaces lorsque atteindre des sédiments plus chauds à des profondeurs allant de 25 à 150 mètres. Le diamètre du puits de sonde est relativement petit, environ 10 à 15 cm.
Captage géothermique dans les lacs ou rivières
La récupération de l'eau géothermique consiste à introduire des systèmes d'échange (tuyaux de fluide caloporteur) directement dans des lacs ou rivières chauds ou des réservoirs d'eau chaude. L'échange thermique s'effectue directement dans le milieu aqueux.
C'est un système très simple, sans complexité technique excessive, plus économique et efficace. Bien entendu, son inconvénient est que cette ressource aqueuse n’est pas disponible partout. Ça depend de la profondeur d'installation du collecteur de fluide et la demande de chaleur requise, la puissance ou le type de pompe géothermique Ce devrait être le bon pour chaque cas.
Avantages et inconvénients des pompes à chaleur géothermiques
Avantages:
- Efficacité énergétique: Les pompes à chaleur géothermiques sont très efficaces par rapport aux systèmes de chauffage et de climatisation conventionnels. Ils peuvent fournir jusqu’à quatre unités de chauffage ou de refroidissement pour chaque unité d’électricité utilisée, ce qui les rend économiquement attractifs à long terme.
- Durabilité: Ils constituent une option respectueuse de l’environnement car ils profitent d’une source d’énergie renouvelable et constante : la température du sous-sol. Cela réduit la dépendance aux combustibles fossiles et diminue les émissions de gaz à effet de serre.
- Polyvalence: En plus du chauffage et du refroidissement, les pompes à chaleur géothermiques peuvent être utilisées pour chauffer l'eau, ce qui permet d'économiser de l'énergie dans la production d'eau chaude sanitaire.
- Durabilité Ces systèmes ont tendance à être durables et nécessitent moins d’entretien que d’autres systèmes de chauffage et de climatisation.
- Indépendance des conditions météorologiques extérieures : Contrairement aux systèmes solaires thermiques ou aux panneaux photovoltaïques, les pompes à chaleur géothermiques ne dépendent pas du rayonnement solaire ni des conditions météorologiques extérieures, elles fonctionnent donc de manière constante et prévisible tout au long de l'année.
Inconvénients:
- Investissement initial: L'investissement initial pour installer une pompe à chaleur géothermique est généralement plus élevé que celui des systèmes conventionnels. Cela est dû à la nécessité d’enterrer la boucle géothermique ou de la plonger dans l’eau, ce qui nécessite des excavations et des équipements spécialisés.
- nécessite de l'espace: L'installation d'un système géothermique nécessite de l'espace pour la boucle géothermique, soit dans le sol, soit sous l'eau. Sur les propriétés avec un espace limité ou des restrictions de zonage, cela peut être un défi.
- Besoin de permis et de réglementations: Les réglementations et les permis pour l'installation de systèmes géothermiques peuvent varier selon l'emplacement géographique, ce qui pourrait ajouter de la complexité au processus d'installation.
- L'heure du remboursement: Malgré son efficacité, le temps nécessaire pour récupérer l’investissement initial peut être plus long qu’avec des systèmes moins chers, en fonction des prix locaux de l’énergie et des incitations fiscales disponibles.
J'espère qu'avec ces informations, vous pourrez en apprendre davantage sur les pompes à chaleur géothermiques et sur la manière dont elles peuvent aider à chauffer ou à rafraîchir notre maison.