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Géothermie

Durée prévue : 1 semaine
Durée réelle :

Budget prévu : 15.000 €
Budget réel :
Sites utiles :
Le guide de l'ADEME, le site de géothermie perpectives, le site de SOFATH, le guide très complet de PRIMAGAZ sur le chauffage que j'ai carrément pompé, pardon, mais ils ont tellement bien travaillé ! et celui de mes fournisseurs France géothermie

Parmi les devis que j'ai demandé pour la géothermie, j'ai opté pour celui de France-géothermie. Les différences de prix n'étaient pas forcément très importantes, par contre ce sont pratiquement les seuls à me parler de volume à chauffer et pas seulement de surface, et à me faire une étude thermique complète tenant compte de l'isolation de ma maison.
Donc, pour mes 127m² et 356m3 à chauffer je vais faire installer une pompe à chaleur eau-eau de 10.000W pour mon plancher chauffant-rafraichissant et pour chauffer la future piscine.
D'après France-géothermie, cela me fera un COP de 3.89 et une surface de captage de 220m².

Avant de lire le dossier sur la géothermie qui suit, une petite précision : Certains diront que cette technique de chauffage n'est pas la plus écologique car elle nécessite encore de l'électricité nucléaire pour fonctionner. C'est vrai, je ne le contesterais pas.
A ceux-là, je leur demande de me trouver une énergie ayant un impact aussi faible sur l'environnement pour le même coût. En attendant cette solution miracle, je vais au moins pire. Quelque chose à rajouter ?

 

1) Principe de fonctionnement
La terre est chauffée par le soleil et les énergies contenues dans l'air et l'eau de pluie. La géothermie capte cette énergie inépuisable et renouvellable pour chauffer une habitation.

La pompe à chaleur (PAC) est une machine thermodynamique constituée d'un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l'état liquide ou gazeux selon les organes qu'il traverse. Ces organes sont au nombre de quatre : l'évaporateur, le compresseur, le condenseur, et le détendeur.

Pour simplifier, on peut dire que la pompe à chaleur prélève un peu de chaleur du sous-sol de votre jardin, augmente son niveau de température et restitue une chaleur plus élevée dans votre habitation.


Cliquer sur l'image pour mieux la voir
2) Les 4 types de capteurs





Les capteurs Horizontaux: Les capteurs sont disposés horizontalement sur la surface du terrain de 0,60 m à 1 m 20 de profondeur suivant la situation géographique. Ce sont des tubes sous pression en polyéthylène ou cuivre gainés de polyéthylène dans lesquels circulent de l'eau glycolée ou du fluide frigorigène. Ce système nécessite une surface de terrain de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer.
La nature du sol et l'exposition du terrain entraînent très peu d'influence sur le système, et inversement, le système n'entraîne aucune modification sur le terrain : jardinage, pelouse et arbustes sont exploitables à la surface du système. Il est possible de planter des arbres ou de poser un revêtement (goudron, etc.) à une distance minimum de 2 m de la zone de captage.

Actuellement, en France, ce sont les configurations avec capteurs horizontaux qui sont les plus répandues. Ces systèmes sont les moins coûteux mais nécessitent de disposer d'une surface de terrain suffisante. Ils sont donc surtout réservés au chauffage des maisons individuelles

Les capteurs verticaux :Les capteurs sont installés dans un ou plusieurs forages de 80 à 120 m de profondeur. Ce sont des tubes sous pression en polyéthylène dans lesquels circule de l'eau glycolée. Le principe consiste à récupérer les calories en profondeur par l'intermédiaire d'une sonde géothermique. Ce système ne nécessite qu'un minimum de la surface du terrain autour de l'habitation.

Les configurations verticales sont très bien développées à l'étranger et l'on commence à voir des réalisations en France. Ces systèmes sont plus coûteux mais sont un peu plus performants. Leur emprise au sol est nettement plus réduite. Ils peuvent donc convenir pour chauffer des maisons individuelles, mais surtout de petits ensembles de logements et d'immeubles de bureaux qui sont limités par la surface environnante.

Le captage sur nappe phréatique :La PAC capte l'énergie contenue, non plus dans le sol, mais dans les calories de l'eau de la nappe phréatique qui demeure à température constante toute l'année (de l'ordre de +10°C).
Ce système pompe l'eau par forage, puise les calories, puis la rejette soit dans un puits perdu, soit dans un deuxième forage en aval du premier.
Les puissances et le rendement développés sont supérieurs aux autres systèmes de captage.

Les capteurs aériens (aérothermie) :L'air est capté au travers d'une PAC de la gamme "Air / Eau" ou "Air / Air". Le capteur aérien est constitué d'une batterie d'échange "air" couplée à un ou deux ventilateurs et d'un évaporateur de tubes en cuivre dans lequel circule du fluide frigorigène.
La surface de "captage" se réduit donc aux dimensions de la batterie d'échange.

3) Les différentes PAC

Les constructeurs ont mis au point différents procédés de pompes à chaleur. La principale différence tient à la nature des fluides circulant dans les capteurs et les émetteurs de chauffage, et donc à la technologie des PAC utilisées.

Le procédé a détente directe : Le fluide frigorigène circule dans les capteurs et le plancher chauffant. Les constructeurs parlent alors de PAC sol / sol. Ce procédé n'est utilisable qu'avec des capteurs horizontaux.

Le procédé avec fluide intermédiaire :De l'eau additionnée d'antigel circule dans les capteurs et de l'eau circule dans les émetteurs de chauffage. Le fluide frigorigène reste confiné dans la PAC. On parle de PAC de type eau glycolée / eau. Le procédé est utilisable en capteurs horizontaux ou verticaux.

Le procédé mixte ou moyen terme :Le fluide frigorigène de la PAC circule dans les capteurs et de l'eau circule dans les émetteurs de chauffage. Les PAC sont de type sol / eau. Ce procédé n'est utilisable qu'avec des capteurs horizontaux.

Des éléments de choix pour la solution qui vous convient:

PAC à détente directe  
Chauffage d'appoint pas nécessaire
Eau chaude sanitaire production possible en période de chauffage
Rafraîchissement pas possible sur plancher chauffant, possible avec des ventilo-convecteurs
Adaptabilité difficulté avec le plancher, si souhait éventuel de changer de mode de production de chaleur
Avantages • système simple
• coût limité
Inconvénients • grosse quantité de fluide frigorigène
• étanchéité du circuit primordiale
• utilisation des capteurs verticaux impossible
• mise en oeuvre du circuit de chauffage délicate
Coûts (tarifs ADEME 2005) • d'investissement : de 70 à 100 € TTC par m² chauffé hors eau chaude sanitaire et rafraîchissement
• de fonctionnement ; de 2,3 à 3,5 € TTC par m² et par an
PAC à fluides intermédiaires  
Chauffage d'appoint pas nécessaire
Eau chaude sanitaire production possible (PAC indépendante ou non)
Rafraîchissement possible et bien maîtrisé
Avantages • peu de fluide frigorigène
• fluide frigorigène confiné dans la PAC
• le circuit de chauffage peut être conservé, si souhait éventuel de changer de mode de production de chaleur
• installation des capteurs simple
Inconvénients • coût d'investissement supérieur à la détente directe pour les petits logements
Coûts (tarifs ADEME 2005) • d'investissement :
Systèmes à capteurs horizontaux de 85 € TTC par m² chauffé (option chauffage)à 135 € TTC par m2 chauffé (option chauffage et rafraîchissement)
Systèmes à capteurs verticaux de 145 à 185 € TTC par m² chauffé
• de fonctionnement : de 2,3 à 3,5 € TTC par m² et par an
   

4) Les autres utilisations de la géothermie :
La production d'eau chaude sanitaire
Certains modèles permettent de chauffer l'eau d'un ballon en récupérant une partie de la chaleur du fluide frigorigène à l'aide d'un échangeur de chaleur. Cette fonction n'est assurée que pendant la période de chauffage de l'habitation. En dehors de cette période, une résistance électrique placée dans le ballon prend le relais.

La production d'eau chaude sanitaire peut se faire aussi de façon indépendante à l'aide d'un « chauffe-eau thermodynamique ». C'est un système équipé d'une pompe à chaleur géothermique autonome et qui peut ainsi fonctionner toute l'année.

Dans tous les cas, le ballon d'eau chaude sanitaire est équipé d'une résistance électrique pour porter l'eau à une température supérieure à 60 °C au moins une fois par jour pour supprimer tout risque de légionelle

Le rafraîchissement d'un bâtiment en été
Si une pompe à chaleur est un réfrigérateur à l'envers, une pompe à chaleur à l'envers… est un réfrigérateur. Elle peut donc assurer non seulement la production de chaleur en hiver, mais aussi la production de froid en été. On parle alors de pompe à chaleur réversible.

Elle est dans ce cas équipée d'un dispositif permettant d'inverser le cycle du fluide frigorigène. Le condenseur devient l'évaporateur de la pompe, l'évaporateur devient condenseur : la PAC puise alors des calories dans le logement pour les rejeter à l'extérieur (dans les capteurs enterrés).
Rafraîchissement et condensation : Le rafraîchissement est un refroidissement modéré de l'air.Si votre pompe à chaleur alimente un plancher chauffant / rafraîchissant, la température de celui-ci ne doit pas descendre trop bas par rapport à celle de l'air ambiant. Sinon, il y aura condensation de l'humidité de l'air sur le plancher. Pour éviter cela, une régulation appropriée assure ce contrôle

Le chauffage de la piscine
Le kit piscine permet de chauffer l'eau d'une piscine en dérivant l'eau du plancher chauffant. Un échangeur titane de chaleur est rattaché au réseau de chauffage, afin de chauffer la piscine quand le système de chauffage de l'habitation est fermé . Un régulateur électronique permet de gérer la température de l'eau avec une très grande précision. Le système est programmé pour une température de 28°C avec un différentiel de 2°C.

L'installation du kit piscine peut être réalisée quelques années après l'installation du chauffage. Le système se décline aussi en Pack piscine, qui est indépendant du chauffage de l'habitation et permet de chauffer le bassin toute l'année.

5) Performances et consommation électrique :
Pour fonctionner, le compresseur de la pompe à chaleur géothermique doit être entraîné par un moteur électrique.

L'électricité consommée est cependant bien utilisée puisque pour 1 kWh consommé, la maison reçoit l'équivalent de 3 à 4 kWh de chaleur.

L'encombrement d'une pompe à chaleur et de son ballon d'eau chaude sont analogues à ceux d'une installation de chauffage classique avec chaudière
Cependant, il faut tenir compte aussi de la consommation d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'auxiliaires (ventilateurs pour les ventilo-convecteurs, pompe de circulation pour le plancher chauffant ou les radiateurs, et éventuellement pour faire circuler l'eau dans les capteurs enterrés).

En tenant compte de ces consommations électriques supplémentaires, une pompe à chaleur géothermique bien dimensionnée peut quand même vous permettre d'économiser jusqu'à 60 % de votre facture de chauffage, si l'on compare l'installation à celle d'un chauffage électrique conventionnel.

La pompe à chaleur géothermique est aujourd'hui l'un des systèmes de chauffage les plus économes.

6) Les aides financières :
Les primes et la subvention de l'ANAH
L' Agence nationale d'amélioration de l'habitat peut vous accorder une aide si vous installez une pompe à chaleur. Votre logement doit avoir plus de quinze ans et être votre résidence principale ou celle de vos locataires.

Des aides d'EDF
Sous certaines conditions, EDF peut délivrer des accompagnements financiers (primes et / ou prêts à taux réduits, etc.) pour la mise en oeuvre d'une PAC. Contactez votre agence EDF pour en connaître le détail. Les matériels éligibles aux aides EDF doivent bénéficier du label Promotelec.

En 2006, le prêt Vivrelec Habitat neuf, en partenariat avec le Crédit Foncier, accordait un TEG de 2.95% et d'un montant de 100€ par m² habitable.

Des incitations fiscales
Vous pouvez bénéficier d'un crédit d'impôt pour l'achat d'une pompe à chaleur dans votre résidence principale s'il s'agit d'une maison individuelle.
Ce crédit d'impôt est également applicable si la pompe à chaleur est installée dans un immeuble collectif, à condition qu'il ait plus de deux ans.