Dans la lutte pour L'efficacité énergétique, la technologie nous permet de profiter de sources d’énergie telles que le soleil, le vent ou l’eau pour éclairer, déplacer, chauffer ou rafraîchir nos maisons. La prochaine étape pourrait être de regarder 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. Merci au 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 Il s'agit d'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.
Ces pompes profitent du fait qu’à quelques mètres sous terre, la température reste constante tout au long de l’année, quelles que soient les conditions météorologiques extérieures. Cela signifie que les pompes à chaleur géothermiques peuvent fournir à la fois du chauffage en hiver et du refroidissement en été de manière efficace et durable.
Comment fonctionnent les pompes à chaleur géothermiques
El fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique Elle est basée sur le cycle thermodynamique et partage sa technologie avec d’autres types de pompes à chaleur, comme celles utilisées dans les équipements de climatisation conventionnels. Cependant, au lieu d’extraire la chaleur de l’air, les pompes à chaleur géothermiques l’extraient du sous-sol. Pour ce faire, ils utilisent un circuit fermé de canalisations enterrées qui échangent de la chaleur avec la terre.
Le système peut fonctionner de deux manières principales :
- En mode chauffage : La pompe extrait la chaleur du sol et la transfère au système de chauffage de la maison.
- En mode refroidissement : Pendant l’été, le processus est inversé et la chaleur est extraite de l’intérieur de la maison et transférée au sol.
Le cycle est composé des éléments fondamentaux suivants :
- Compresseur: Il est chargé d’augmenter la pression du fluide caloporteur, de le chauffer pour générer la température souhaitée à l’intérieur de la maison.
- Évaporateur: Dispositif qui réduit la pression du fluide, en abaissant sa température afin qu'il puisse capter la chaleur du sol.
- Condenseur: Où la chaleur est transférée au système de chauffage ou de climatisation de la maison.
- Soupape de détente: La vanne qui régule le débit du fluide réfrigérant, permettant ainsi la poursuite du cycle.
Ce processus cyclique d’évaporation et de condensation permet au système de fonctionner à la fois pour le chauffage et la climatisation, en s’adaptant aux besoins de la maison à chaque saison de l’année.
Installations avec pompes géothermiques
Il existe plusieurs types d'installations géothermiques selon la disposition des capteurs qui échangent de la chaleur avec le sol. Nous devons prendre en compte des facteurs tels que la disponibilité de l'espace et les caractéristiques du terrain pour sélectionner le type le plus approprié. Les configurations les plus courantes sont :
Captage géothermique horizontal
Ce type d'installation se caractérise par un pose horizontale de tuyaux dans toute une parcelle. Les tuyaux sont généralement placés à une profondeur comprise entre 1 et 2 mètres.
C’est le format le moins cher et le plus simple à installer, mais il nécessite beaucoup d’espace. Pour cette raison, il est plus fréquent dans les maisons unifamiliales disposant de grandes parcelles de terrain. Sur de petites parcelles, cette option n’est pas toujours viable.
Captage géothermique vertical
Dans les zones où il n'y a pas assez d'espace pour une installation horizontale, le choix se porte sur capture verticale. Dans ce cas, des puits profonds sont forés, entre 50 et 150 mètres, où sont installées les sondes géothermiques.
Même si elle nécessite un investissement initial plus important en raison des machines spécialisées pour le forage, cette option est généralement plus efficace, car à plus grande profondeur, le sol maintient une température plus constante et plus élevée.
Capture dans l'eau (lacs ou rivières)
Si vous avez accès à un lac, une rivière ou un réservoir d’eau à proximité, il est également possible d’installer des capteurs géothermiques dans ces plans d’eau. Grâce à cette technique, le système échange de la chaleur avec l’eau, ce qui peut être très efficace grâce à la capacité thermique de l’eau.
Cependant, le principal inconvénient de ce système est qu’il n’est pas toujours disponible, car il dépend de la proximité d’une source d’eau appropriée.
Avantages et inconvénients des pompes à chaleur géothermiques
Avantages
- Efficacité énergétique: Les pompes à chaleur géothermiques sont très efficaces, avec des coefficients de performance (COP) pouvant atteindre 4 ou 5. Cela signifie que pour chaque kWh d'électricité consommé, elles génèrent entre 4 et 5 kWh d'énergie thermique.
- Durabilité: Ce système utilise une source d'énergie renouvelable disponible toute l'année, ce qui contribue à la réduction des émissions de CO2 et à l'utilisation d'énergies fossiles.
- Polyvalence: Les pompes à chaleur géothermiques ne sont pas seulement utilisées pour le chauffage, mais aussi pour le refroidissement et pour la production d'eau chaude sanitaire (ECS).
- Durabilité Les systèmes géothermiques sont reconnus pour leur longévité, dépassant facilement les 20 à 30 ans de durée de vie utile.
- Investissement à long terme: Même si l’investissement initial peut être élevé, les coûts d’exploitation et de maintenance sont faibles, ils sont donc amortis dans un délai raisonnable.
Inconvénients
- Coût initial élevé : L'investissement initial peut être considérable, notamment dans les systèmes à collecte verticale. Cependant, il s’amortit généralement en moins de 10 ans grâce aux économies d’énergie.
- Nécessite de l'espace : Ce type d'installation peut nécessiter un espace considérable pour les systèmes de collecte horizontaux.
- Etude géotechnique : En fonction des caractéristiques du terrain, il est nécessaire de réaliser des études préalables qui peuvent augmenter les coûts.
- L'heure du remboursement: Bien que les pompes à chaleur géothermiques soient très efficaces, dans certains cas, elles peuvent prendre jusqu’à 7 à 10 ans pour s’amortir.
Dans tous les cas, les pompes à chaleur géothermiques constituent un excellent investissement à long terme, tant d'un point de vue économique qu'écologique. Grâce à ses hautes performances et sa faible consommation d’énergie, de plus en plus de personnes choisissent ce système pour leur maison.