La énergie géothermique C’est l’une des sources d’énergie renouvelables les plus importantes et les moins connues. Cette technologie exploite la chaleur stockée sous la surface de la Terre pour produire chauffage, rafraîchissement et eau chaude sanitaire (ECS) dans les maisons, les industries et autres bâtiments. Dans cet article, nous allons approfondir son fonctionnement, ses avantages, ses inconvénients et ses comparaisons avec d'autres technologies comme l'aérothermie.
Comment fonctionne la géothermie ?
La énergie géothermique Elle repose sur la capacité de la Terre à stocker la chaleur produite à l’intérieur. Grâce aux pompes à chaleur géothermiques, il est possible d'extraire cette chaleur et de l'utiliser pour chauffer en hiver, rafraîchir en été et fournir de l'eau chaude sanitaire. Le procédé repose sur un circuit fermé dans lequel un fluide (un mélange d'eau et de glycol) circule dans des canalisations enterrées.
En hiver, ce fluide absorbe la chaleur du sous-sol, qui est à température constante, et la transfère au bâtiment. En été, le processus est inversé : la chaleur à l’intérieur du bâtiment est transférée au sous-plancher, refroidissant naturellement la pièce. Ce système est très efficace et consomme moins d’électricité que les systèmes de chauffage et de climatisation traditionnels.
Ce type d'énergie est inépuisable et est disponible 365 jours par an, Le 24 heures de la journée. L'un des grands avantages par rapport aux autres énergies renouvelables telles que le solaire ou l'éolien est qu'elles les performances ne dépendent pas des conditions météorologiques (soleil, vent, pluie, etc.). L'énergie géothermique est stable et continue.
Applications de l'énergie géothermique
L'énergie géothermique a actuellement des applications clés, tant dans le domaine résidentiel qu'industriel. Voyons-les ci-dessous.
- Chauffage et refroidissement : Comme nous l'avons mentionné précédemment, les pompes à chaleur géothermiques assurent le chauffage en hiver et le refroidissement en été, avec une installation qui peut être adaptée aux systèmes de chauffage au sol ou aux ventilo-convecteurs.
- La production d'électricité: Dans certaines régions du monde où les ressources géothermiques sont à haute température (plus de 150 ºC), il est possible de produire de l'électricité à l'aide de turbines à vapeur.
- Installations industrielles et agricoles : Dans des secteurs tels que l’agriculture, l’énergie géothermique peut être utilisée pour climatiser de grands entrepôts ou des serres, augmentant ainsi les rendements agricoles dans les climats plus froids.
Types de ressources géothermiques
Les ressources géothermiques sont divisées en trois grandes catégories selon leur température.
- Haute température (plus de 150 ºC) : Ils sont généralement associés à des phénomènes volcaniques ou à des zones d'activité tectonique. Dans ces cas, l’énergie thermique peut être utilisée pour produire de l’électricité.
- Température moyenne (entre 90 ºC et 150 ºC) : Ces ressources ne suffisent pas à produire de l’électricité, mais elles peuvent être utilisées pour le chauffage et certains procédés industriels.
- Basse température (moins de 90 ºC) : Ce sont les plus répandus et peuvent approvisionner les habitations et les bâtiments en chauffage, en climatisation et en eau chaude sanitaire.
Avantages de la géothermie
L'énergie géothermique présente de nombreux avantages par rapport aux autres sources d'énergie. Nous détaillons ci-dessous les plus importants :
- Performances constantes : Elle ne dépend pas des conditions climatiques et sa production est stable tout au long de l'année.
- Haute efficacité: Les pompes à chaleur géothermiques offrent des performances très élevées, avec un coefficient de performance (COP) supérieur à 4, c'est-à-dire que pour chaque kilowatt d'énergie électrique consommé, plus de 4 kilowatts d'énergie thermique sont produits.
- Moins d'impact environnemental : Il n’émet pas de gaz toxiques ni de particules polluantes. En n’utilisant pas d’énergies fossiles, elle ne contribue pas à l’effet de serre.
Inconvénients de la géothermie
Bien que l’énergie géothermique présente de nombreux avantages, certains inconvénients doivent être pris en compte avant d’installer un tel système.
- Investissement initial élevé : L’installation de systèmes géothermiques nécessite un investissement considérable par rapport aux systèmes de chauffage ou de climatisation traditionnels. Cependant, ce coût est rentable à long terme en raison de sa grande efficacité.
- Nécessite de l'espace : Les installations nécessitent généralement une superficie importante de terrain pour enterrer les canalisations des circuits géothermiques.
- Pas viable dans tous les endroits : Il existe des endroits où les ressources géothermiques ne sont pas suffisamment accessibles, ce qui limite leur mise en œuvre.
Thermopompe géothermique (BCG)
L'une des applications les plus connues de l'énergie géothermique est pompe à chaleur géothermique, également appelé BCG. Les principales caractéristiques de ce système sont les suivantes :
Haute efficacité: Les pompes à chaleur géothermiques sont très efficaces car elles fonctionnent avec une source de chaleur (le sous-sol) dont la température est constante tout au long de l'année, évitant ainsi les fluctuations météorologiques.
stabilité: Les pompes à chaleur sont connectées à des échangeurs de chaleur dont la température reste stable tout au long de l'année, garantissant des performances constantes.
Ces pompes assurent non seulement le chauffage en hiver et le refroidissement en été, mais constituent également le choix idéal pour préchauffer l'eau sanitaire, contribuant ainsi à des économies d’énergie combinées.
Chauffage et climatisation avec le même système?
L'un des points forts de la géothermie et de l'aérothermie est leur capacité à combiner chauffage et refroidissement dans un seul système. En hiver, le système transfère la chaleur du sous-plancher au bâtiment, tandis qu'en été, le système expulse la chaleur de la maison vers le sous-plancher.
De plus, ce type d'installation peut également être utilisé pour chauffer des lieux tels que piscines, ce qui augmente considérablement son attractivité pour les propriétaires de maisons unifamiliales ou de grands complexes.
Comparaison de l'énergie géothermique avec d'autres sources d'énergie renouvelables
Un aspect important lors du choix de l’énergie géothermique est de la comparer avec d’autres sources d’énergie renouvelables. Faisons-le ensuite.
- Géothermie vs. Énergie solaire: Le principal avantage de la géothermie par rapport à l’énergie solaire est que ses performances ne dépendent pas du nombre d’heures d’ensoleillement. Si l’énergie solaire peut être intermittente, la géothermie offre des performances constantes tout au long de l’année.
- Géothermie vs. Aérothermie : L’énergie aérothermique est une autre technologie émergente qui fonctionne de manière similaire à l’énergie géothermique, mais au lieu d’utiliser la chaleur du sous-sol, elle tire parti de la chaleur de l’air extérieur. La principale différence est que l’efficacité des systèmes aérothermiques peut être affectée par des températures extérieures extrêmes, ce qui n’arrive pas avec la géothermie.
- Géothermie vs. Biomasse : La biomasse est une source d'énergie renouvelable basée sur la combustion de déchets organiques. Contrairement à la géothermie, la biomasse produit des émissions et n’est pas toujours aussi efficace. Malgré cela, cela peut constituer une alternative viable dans les endroits où l’accès aux ressources géothermiques est limité.
Conclusion
L'énergie géothermique est l'un des systèmes d'énergies renouvelables les plus prometteurs. Bien que l'investissement initial puisse être élevé, la stabilité de ses performances, sa haute efficacité et le fait qu'il s'agisse d'une source d'énergie propre sont des facteurs qui font de la géothermie une option privilégiée pour ceux qui recherchent des systèmes d'énergie renouvelable avec un impact minimal sur l'environnement. environnement tout au long de l’année.
De plus, sa capacité à combiner chauffage et refroidissement dans un seul système en fait une solution complète et durable pour la maison et l’industrie.