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La géothermie

Mis à jour le 11/08/2020

Chaque jour, notre planète absorbe de l’énergie solaire qu’elle stocke sous forme de calories dans le sol. Cette énergie est aussi alimentée par le sous-sol profond, et permet de produire de l’électricité, de la chaleur mais aussi du froid.

La géothermie est une source importante de chaleur renouvelable.

Utilisations de la géothermie

La géothermie est présente partout et consommée localement. Ses applications sont nombreuses. La principale concerne le chauffage des bâtiments, soit de façon centralisée par le biais de réseaux de chaleur, soit de façon plus individuelle par l’emploi de pompes à chaleur couplées à des capteurs enterrés (sonde ou aquifère). La géothermie permet d’envisager également la production de froid (climatisation ou simple rafraîchissement de locaux). Selon les technologies et la profondeur des ressources sous-sol utilisées, on distingue la géothermie profonde de la géothermie de surface.

 

La géothermie profonde

La géothermie profonde consiste en la valorisation des ressources en eau profonde comprises généralement entre 400 et 2000 mètres. Son exploitation repose principalement sur un doublet de forages sur le même aquifère avec un puits de production et un puits de réinjection. A ces profondeurs, la température de l’eau souterraine varie de 30 à 90℃ et peut permettre un usage direct de la chaleur via des réseaux de chaleur urbains ou des applications industrielles et agricoles (chauffage de serres, pisciculture, centres nautiques et thermaux, …). Le chauffage des habitations, à l’aide de réseaux de chaleur géothermique, est ainsi le premier poste d’utilisation de la géothermie en France (près de 220 000 équivalents logements sont ainsi chauffés en région parisienne grâce à un prix de vente de la chaleur parmi les plus compétitifs des réseaux de chaleur au niveau national).

Les différentes techniques d’exploitation permettent d’envisager son utilisation dans une majorité de cas (aquifère, sondes, géostructures, fondations géothermiques...).

La géothermie de surface

La géothermie de surface (encore appelée géothermie très basse énergie ou intermédiaire) recouvre l’ensemble des techniques développées pour valoriser l’énergie du sous-sol peu profond. Aux profondeurs considérées (moins de 200 mètres), la température moyenne de l’eau ou du sous-sol est de l’ordre de 12 ℃ à 18 ℃ ; la chaleur prélevée nécessite donc, pour être valorisée, que son niveau de température soit relevé, d’où l’emploi d’une Pompe à chaleur (PAC).
Elle concerne donc principalement deux technologies :
 
  • les opérations avec pompe à chaleur sur aquifères superficiels (profondeur inférieure à 200 mètres), dites opérations « PAC sur eau de nappe » ;
  • et les opérations avec pompe à chaleur sur champs de sondes géothermiques dans les endroits où le sous-sol ne révèle pas d’aquifères exploitables.
     
Bien que ne relevant pas directement de la géothermie, d’autres types d’opérations sont assimilés à la géothermie très basse énergie dans leurs principes de fonctionnement : les installations de pompe à chaleur sur géostructures (fondations thermoactives, pieux énergétiques, …) ou valorisant l’énergie des eaux usées, de l'eau de mer, de l’eau d’exhaure de mines, de tunnels ou des eaux thermales.

La géothermie très basse énergie offre l’avantage de produire aussi bien du chaud (chauffage, eau chaude sanitaire) que du froid (climatisation ou rafraîchissement). Elle s'adresse à tous types de bâtiments : neuf, existant (voire très ancien), résidentiel, tertiaire, agricole, industriel, de la maison individuelle jusqu’à des bâtiments de plusieurs dizaines de milliers de m2. Elle est également très bien adaptée aux éco-quartiers car elle peut être couplée à des réseaux (appelés boucles d’eau tempérée) destinés à desservir plusieurs bâtiments pour couvrir simultanément des besoins de chaud et de froid.
 

La géothermie de surface très basse énergie est applicable presque partout - le choix des techniques disponibles permettant de répondre à presque toutes les situations– ce qui la rend apte à une large diffusion. Elle peut ainsi contribuer pleinement à atteindre l’objectif fixé par la Programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE).

Découvrez le guide Réussir un projet de qualité en géothermie de surface