Géothermie : qu'est-ce que c'est et comment l'utiliser ?

geothermie

La géothermie, un principe simple mais très performant et écologique. La Terre crée sans arrêt une chaleur infinie en son noyau et l’idée est d’utiliser cette énergie pour en tirer parti pour nos utilisations. Comment ça se passe ? Comment peut-on utiliser la géothermie pour lutter contre le réchauffement climatique ? Découvrez-le ci-dessous.


La géothermie : définition

geothermie noyau terre

En se référant à son étymologie, “géo”, le sol et “thermie”, la chaleur, on comprend que ce mot se réfère à la chaleur du sol.

Notre planète est composée de nombreuses couches, allant de la croûte terrestre jusqu’au noyau interne. Le noyau a une température estimée entre 5000 et 12 000°C et est composé majoritairement de fer.

Sous nos pieds se trouvent des kilomètres de sol chauffés par le noyau. Ces couches n’étant pas exposées aux éléments extérieurs, elles sont chaudes en permanence. Pas besoin d’aller très profond pour trouver de la chaleur, dans nos régions, les sols à 5 mètres de profondeur sont déjà à une température constante de 12°C.

La géothermie est le fait de profiter de cette chaleur naturelle et constante pour chauffer divers éléments. On utilise notamment la géothermie pour les réseaux de chauffages urbains et les centrales de production d’électricité.

Cette technique est évidemment bénéfique pour l’environnement car elle exploite une source d’énergie naturelle. De nombreux états investissent dans cette pratique et essaient de se tourner vers ces solutions avec les années.

La géothermie : fonctionnement

Peu importe la profondeur à laquelle nous allons puiser la chaleur, le principe de la géothermie est le même. L’objectif est de creuser dans le sol à la profondeur désirée pour aller placer différents capteurs.

Ces capteurs, aussi appelés “sondes géothermiques”, sont plongés dans le sol et ils contiennent un fluide caloporteur, c’est-à-dire qu’il a une forte capacité à emmagasiner de la chaleur.

Le principe est ensuite un échange énergétique. Le fluide contenu dans la sonde est chauffé par la température naturelle de la profondeur à laquelle elle se trouve puis est transféré à la surface.

La chaleur est transférée vers une pompe à chaleur grâce à un échangeur thermique. Elle la distribue ensuite à travers les émetteurs de chauffage du lieu où elle se trouve.

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La géothermie en Belgique

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La Belgique a bien compris les enjeux de la géothermie depuis la première crise énergétique dans les années 70. À cette époque, une crise pétrolière frappe le monde entier et les approvisionnements se font rares. La première installation géothermique belge voit alors le jour à Saint-Ghislain pour subvenir aux besoins urbains de chauffage.

Aujourd'hui, plusieurs sites de captage par géothermie existent en Belgique. L'énergie générée sert notamment à chauffer des écoles, des logements sociaux, etc. Retrouvez ci-dessous les trois sites principaux :

Les puits de Saint-Ghislain

Depuis les années 80, un puit a été creusé à Saint-Ghislain et capte la chaleur d'un bassin souterrain dont la température moyenne est d'environ 70°C. Le puit fait 3000m de profondeur et permet de chauffer plusieurs écoles et des centaines de logements sociaux.

Les puits de Douvrain

Foré en 1979, le puit de Douvrain exploite la chaleur contenue dans le sol à plus de 1400 mètres de profondeur. À lui seul, il fournit de l'eau chaude et de la ventilation à l'Hôpital L. Caty.

Les puits de Ghlin

Ce puit est le deuxième plus profond de trois puisqu'il descend jusqu'à 1550 mètres dans le sol. Il permet de fournir l'énergie à la zone économique Geothermia. Ce parc devient ainsi le premier parc économique à être fourni en énergie géothermique en Belgique !

Utiliser l'énergie géothermique pour chauffer sa maison

La géothermie a une très grande amplitude d’utilisation et peut s’avérer très efficace. À grande échelle, elle peut permettre de fournir de l’énergie en quantité importante. Par exemple, les Philippines utilisent ce principe pour produire 28% de l’électricité qu’ils consomment.

Est-ce que la géothermie est une énergie renouvelable ?La chaleur du noyau terrestre est la plus grande source d’énergie naturelle sur Terre. Elle est régulière, constante et illimitée. On peut donc, sans conteste, parler d’énergie renouvelable.

Il existe 3 types de systèmes domestiques utilisant le principe de la géothermie. De manière générale, cela peut paraître contraignant car les coûts de départ sont élevés et que dans certains cas, la nature du sol est importante dans la rentabilité du projet.

De manière générale, l’investissement vaut la peine puisqu’on peut économiser jusqu’à deux tiers de ses factures énergétiques grâce à ces systèmes.

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Voici les différents types de géothermie qu’il est possible d’utiliser pour son chauffage domestique :

  • Le captage solaire horizontal ;
  • La corbeille géothermique ;
  • La sonde thermique.

Le captage solaire horizontal

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Dans une couche peu profonde du sol, on retrouve de la chaleur qui n’est pas due au noyau terrestre mais qui est produite par le soleil puis emprisonnée par la terre.

Cette technique utilise ce principe. On installe diverses sondes dans le sol à une profondeur entre 0,8 et 1,2 mètres. Elles puisent alors la chaleur contenue dans cette couche et la restitue à la pompe à chaleur.

Il conviendra aux petites surfaces puisqu’on peut choisir la taille de l’installation. On peut prétendre à une production de 40 watts par mètre carré, en fonction de la taille de l’installation et du type de sol.

La corbeille géothermique

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Un système qui consiste à enterrer une énorme corbeille métallique d’une surface d’environ 200 m². Il prend donc beaucoup plus de place que le captage horizontal mais il est aussi beaucoup plus performant.

La corbeille peut produire jusqu’à 700 watts mais à l'inconvénient de devoir être installée dans un sol humide.

La sonde thermique

sonde thermique geothermie

C’est la solution la plus classique mais aussi la plus onéreuse. Le principe ici est de forer le sol à une profondeur plus ou moins importante et d’y plonger une sonde calorifique. Dans le cas d’une installation domestique, c’est environ 80-120 mètres.

Ce système récupère jusqu’à 100 watts par mètre carré. Malheureusement, il coûte très cher à installer. Plus le forage est profond, plus ce sera cher, mais plus ce sera performant.

Le "geocooling", un autre principe de la géothermie

Pour des réseaux domestiques, les forages ne descendent pas en dessous de 120 mètres car l’investissement serait beaucoup trop élevé. À cette profondeur et dans nos latitudes, on trouve environ une température de 15°C.

Une température moyenne qui ne permet pas de fournir assez de chaleur pour chauffer entièrement une habitation. C’est la raison pour laquelle ces systèmes sont couplés à des pompes à chaleur qui complètent l’apport calorifique.

Cependant, cette température intermédiaire s’avère pratique car elle peut aider à chauffer en hiver, mais également à refroidir l’été en apportant cet air frais à des pièces chaudes.

On appelle ce phénomène le “geocooling” et il peut être pratique dans nos régions où il fait très froid en hiver et assez chaud l’été.

Le principe est inversé et l’air froid transite alors par la pompe à chaleur qui diffuse cet air froid dans les systèmes pouvant être refroidis de cette manière.

Les différentes sortes de géothermie

Il existe différents types de géothermie qui dépendent de la profondeur du forage. Il existe ainsi 3 catégories de forages géothermiques différentes.

  • La géothermie de faible profondeur : jusqu’à 400 mètres de profondeur. On y trouve des températures jusqu’à 24°C.
  • La géothermie profonde : de 400 mètres à 4000 mètres. Les températures peuvent aller jusqu’à 130°C.
  • La géothermie de grande profondeur : plus de 4000 mètres. On atteint alors des températures élevées de plus de 200°C.
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