Produire du chauffage

Chaque jour, notre planète absorbe de l'énergie solaire qu'elle stocke sous forme de calories dans le sol. Cette énergie géothermique est également alimentée par le sous-sol profond.
Cette chaleur emmagasinée dans le sol peut être captée et transformée pour chauffer des pavillons individuels, des bâtiments collectifs ou à usage tertiaire, des quartiers, des ensembles urbains ou servir pour réaliser des process industriels.

Réseau de canalisations de la centrale géothermique de Melun © Dalkia

Chauffage et refroidissement indirect des maisons et bâtiments

Pour apporter le confort thermique attendu dans une maison ou un bâtiment, le système géothermique va capter l'énergie contenue dans les couches superficielles du sol comprise entre 1 m et 200 m de profondeur. La température de ces terrains superficiels variant de quelques degrés à 15°C, il est nécessaire d'installer un système thermodynamique pour relever le niveau de température: la pompe à chaleur.

Avec une pompe à chaleur reversible, il est possible de refroidir la maison ou le bâtiment.

Avec une pompe à chaleur équipée d'un bypass, il est possible de rafraîchir la maison ou le bâtiment.

Les différents systèmes possibles sont:

A noter, les besoins énergétiques de plusieurs bâtiments peuvent être mutualisés afin de baisser les coûts d'installation, c'est le micro-réseau de chaleur.

Toutes ces solutions peuvent également servir pour la balnéothérapie, l'alimentation de piscines, le chauffage de serres, ...

Chauffage direct de quartiers et ensembles urbains

Suivant les conditions géologiques et à des profondeurs de plusieurs centaines voire milliers de mètres de profondeur, certains aquifères atteignent des températures pouvant être compatibles avec les besoins thermiques de surface. C’est le cas dans de nombreuses régions françaises situées au-dessus de grands bassins sédimentaires profonds : essentiellement en Ile-de-France et Aquitaine, mais également en Midi-Pyrénées et Languedoc-Roussillon.

Le chauffage d'un quartier ou d'un ensemble des grands immeubles d'habitat collectif groupé, s'effectue par l'intermédiaire de ce qu'on appelle "un réseau de chaleur", c'est-à-dire un réseau de canalisations, souvent de grande longueur, chargé de distribuer la chaleur dans des sous-stations au pied de chaque immeuble ou de chaque groupe d'immeubles.

En Ile-de-France, en 2012, les aquifères profonds du bassin parisien permettent d'alimenter en chauffage près de 500 000 habitants de la région parisienne.

À ces profondeurs, l’eau étant fréquemment salée et/ou chargée en sulfures, il est interdit de la rejeter en surface. Il est nécessaire de forer un second puits pour réinjecter l’eau dans l’aquifère originel. Mais il convient d’implanter ce puits à environ 1 000 mètres du puits de production afin que le recyclage de l’eau refroidie réinjectée ne soit pas trop rapide : c’est le concept de doublet géothermique.

Arrivée en surface dans la centrale géothermique, les calories sont transmises à un réseau, via un échangeur et un appoint, qui va alimenter les différentes sous-stations situées dans chacun des bâtiments raccordés.

Afin de faciliter la réalisation d'un réseau de chaleur géothermique, un système d'assurance de type fonds de garantie a été mis en place.

Pré-chauffage ou rafraîchissement par puits climatique

Le principe de fonctionnement du puits climatique est de faire circuler l’air extérieur dans des tubes enterrés à une profondeur où la température du sol varie peu.

Au contact du sol, l’air gagne ou perd des calories et pénètre dans l’habitat par l’intermédiaire d’une ventilation. Le puits climatique est qualifié de « canadien » lorsqu’il permet d’insuffler de l’air chaud dans l’habitat ou encore de «provençal» lorsque cet air permet de refroidir la température intérieure ; puits canadien et puits provençal qualifient un seul et même système.

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Schéma de fonctionnement d'un puits climatique © ADEME-2012