Sonde géothermique: la chaleur des profondeurs
Les sondes géothermiques sont utilisées pour exploiter la chaleur de la terre pour le chauffage et/ou l'eau chaude sanitaire (ECS). Les sondes sont installées jusqu'à une centaine de mètres dans le sol via un forage profond vertical ou incliné pour atteindre les températures plus élevées des couches rocheuses plus profondes. L’énergie thermique est ensuite transportée à la surface via un fluide caloporteur. Bosch vous présente la technologie plus en détail !
Qu'est-ce qu'une sonde géothermique ?
Les sondes géothermiques sont des équipements dans lequel circule un fluide caloporteur. Les plus courantes sont les « sondes en U » ou « sondes en U doubles », dans lesquelles un ou deux tuyaux par forage sont reliés à l'extrémité inférieure par une section de pied en forme de U. En plus de ce type de construction, il existe également des sondes coaxiales. Ici, l'écoulement et le retour du fluide porteur ou du gaz s'effectuent dans le même tube, qui possède un cercle intérieur et un anneau extérieur.
Comme fluide caloporteur, on utilise généralement ce qu'on appelle une saumure, composée d'eau et d'antigel. C’est pourquoi les pompes à chaleur géothermiques sont également appelées pompes à chaleur eau glycolée-eau.
En plus des sondes géothermiques, des capteurs de surface orientés horizontalement sont parfois utilisés pour extraire la chaleur géothermique.
Comment fonctionne une pompe à chaleur avec sonde géothermique ?
Les pompes à chaleur avec sondes géothermiques, comme la plupart des autres pompes à chaleur, fonctionnent via un circuit réfrigérant, un échangeur de chaleur, un compresseur et un détendeur.
Le réfrigérant (également appelé saumure ou fluide) extrait l’énergie thermique du sol, la faisant s’évaporer. Il est ensuite comprimé dans le compresseur et continue à chauffer. Il cède ensuite sa chaleur au système de chauffage et se condense à nouveau. Dans la dernière étape, le détendeur normalise la pression et le cycle réfrigérant peut tout recommencer.
Comment sont installées les sondes géothermiques ?
L'installation de sondes géothermiques est un processus complexe et coûteux, mais les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent très efficacement. Afin d’exploiter l'énergie géothermique comme source de chaleur, il faut d'abord forer un ou plusieurs forages profonds dans le sol, dans lesquels les sondes sont insérées. La profondeur de forage peut atteindre 100 mètres. Ce n’est qu’ainsi qu’il est possible d’exploiter l’énergie thermique des couches profondes de la Terre.
Le nombre de sondes géothermiques nécessaires pour chauffer une maison dépend de la surface à chauffer. Pour une surface habitable plutôt petite, un seul échangeur de chaleur foré peut suffire.
Conditions préalables à l'installation
Cependant, le forage profond pour l’énergie géothermique et son utilisation ne sont pas possibles sans autorisation, les travaux étant soumis à approbation. Dans certaines régions, il est également interdit de forer un puits géothermique – par exemple dans certaines zones de protection des eaux. Dans ce cas, vous devrez recourir à une alternative, comme les collecteurs au sol horizontaux. Renseignez-vous donc à l’avance s’il est même possible d’installer des sondes géothermiques sur votre propriété.
Enfin, vous pouvez rencontrer des problèmes lors du forage profond pour l'énergie géothermique, tels que des nappes d'eau souterraine sous pression ou des fissures de forage. C'est pourquoi une analyse minutieuse du terrain par une entreprise de forage certifiée est essentielle dès la phase de planification. L'assurance est également importante.
Fonctionnement des sondes géothermiques
Une sonde géothermique fournit une énergie constante et pendant longtemps. La durée de vie moyenne des sondes peut atteindre 100 ans, à condition qu'elles soient correctement installées. Le système ne nécessite pratiquement aucun entretien, seule la saumure doit être vérifiée régulièrement et remplacée de temps en temps.
Pour que votre sonde géothermique fonctionne encore plus efficacement, il est judicieux de régénérer durablement le fluide caloporteur et donc le sol. Cela peut être réalisé via un capteur solaire supplémentaire ou en utilisant la pompe à chaleur en fonctionnement rafraîchissement (pompe à chaleur réversible).
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Combien coûtent les sondes géothermiques ?
Une pompe à chaleur équipée d'une sonde géothermique atteint un coefficient de performance élevé, mais coûte assez cher à l'achat. L'appareil et l'installation coûtent entre 12 000 et 15 000 euros, et le perçage et l'installation des sondes peuvent coûter jusqu'à 10 000 euros.
Quels sont les avantages en un coup d'œil ?
- L'utilisation de l'énergie géothermique est respectueuse de l'environnement, il n'y a pas d'émission de CO2
- L'énergie géothermique est durable, inépuisable et disponible partout
- La durée de vie des sondes géothermiques peut atteindre 100 ans, soit environ dix fois leur temps d'amortissement moyen.
- L'énergie géothermique est absolument sûre lorsqu'elle est correctement installée
- Les sondes géothermiques ont un faible encombrement
- Le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique est bien moins cher que le chauffage au fioul ou au gaz
- Le système nécessite très peu d'entretien
- L'unité peut être utilisée aussi bien pour le chauffage que pour le refroidissement
- Les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent beaucoup plus silencieusement que, par exemple, les pompes à chaleur à air.
Quelles sont les alternatives à la sonde géothermique ?
S’il ne vous est pas possible d’installer une sonde géothermique sur votre propriété, il existe une deuxième méthode d’utilisation de l’énergie géothermique. Dans ce cas, on utilise des capteurs dits géothermiques, enterrés horizontalement et près de la surface. L'installation de ces capteurs géothermiques est moins coûteuse et ne nécessite pas de permis, mais les pompes à chaleur géothermiques avec capteurs en surface fonctionnent un peu moins efficacement. De plus, beaucoup d'espace est nécessaire sur le terrain pour les conduites, qui ne peuvent ensuite pas être construites ou plantées avec des plantes à racines profondes. Si cela est également hors de question, vous devriez vous renseigner sur d'autres systèmes de pompes à chaleur: par exemple, les pompes à chaleur aérothermiques (air-eau) faciles à installer.
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