Géothermie verticale : tout comprendre

Depuis l’Antiquité, la géothermie était déjà pratiquée dans de nombreuses régions du monde, comme en Chine et à Rome. Elle se distingue généralement par son système de captage : vertical ou horizontal. Tour d’horizon de géothermie en général avant de découvrir en détail la géothermie verticale.

Généralités sur la géothermie

Le chauffage par géothermie est de plus en plus courant actuellement. En effet, en vue de protéger l’environnement, l’énergie géothermique est utilisée comme source de chaleur pour la production d’électricité et pour le chauffage. Le principe de la géothermie étant d’exploiter l’énergie stockée dans le sous-sol, notamment dans la nappe phréatique, elle fait partie des énergies renouvelables.

Définition

Par définition, la géothermie est une technologie de chauffage écologique utilisant directement l’énergie de la terre et du sous-sol. Cette source de chaleur est propre, gratuite et présente en grande quantité toute l’année. Le principe de la géothermie consiste à puiser les calories contenues sous le sol qui s’échappent parfois sous forme de geyser, mais qui restent souvent stockées dans le sous-sol. La chaleur géothermique augmente à force de creuser en profondeur, plus précisément de 2 à 3 °C tous les 100 m. Vous pouvez en apprendre davantage sur la géothermie via cet article.

Concernant le mode d’exploitation, trois types de géothermies peuvent être cités : * La géothermie peu profonde à basse température : de 4,50 à 10 m de profondeur – inférieure à 30 °C ; * La géothermie profonde à haute température : entre 30 et 90 °C ; * La géothermie très profonde à très haute température : pouvant aller jusqu’à 100 m – de 150 à 1 000 °C.

Types d’installation en géothermie

Deux installations sont possibles : * La géothermie horizontale : les capteurs sont répartis horizontalement et enterrés de manière peu profonde dans le terrain ; * La géothermie verticale : les capteurs sont placés dans une sonde qui est creusée verticalement dans le sol à une profondeur de 100 m.

Pompe à chaleur et géothermie : est-ce la même chose ?

La captation des énergies du sol et des eaux de surface est faite à une profondeur comprise entre 1 et 200 m. Elle requiert l’utilisation d’une pompe à chaleur fonctionnant à l’électricité pour relever les températures et les exploiter afin de les rendre compatibles avec le chauffage de la maison ou la production d’eau chaude sanitaire. La pompe à chaleur n’est pas ainsi une géothermie proprement dite, car la chaleur obtenue à cette profondeur n’est pas directement exploitée pour climatiser et chauffer l’eau et l’habitation. De plus, la principale source d’énergie reste l’électricité.

Tout sur la géothermie verticale

Géothermie verticale

Principe de fonctionnement

La géothermie verticale est l’énergie renouvelable la plus exploitée depuis des siècles. Si les besoins en chauffage sont élevés, il est possible d’installer un second puits 10 m plus loin ou tout simplement de forer davantage dans le même puits.

Avantages et inconvénients

La géothermie verticale est un mode de chauffage très répandu en France et partout dans le monde. Il présente toutefois aussi bien des avantages que des inconvénients.

Avantages Inconvénients
L’installation d’une géothermie verticale offre un excellent rendement et ne nécessite pas un terrain de grande surface. Seule la portion de terrain utile au forage et aux manœuvres relatives à la machine à forage est indispensable. La prévision d’un puits très profond est obligatoire pour l’installation d’une géothermie verticale. De plus, l’accès au puits doit être assuré.
L’énergie puisée est fiable, gratuite, propre et constante, car elle ne dépend pas des intempéries. La géothermie verticale coûte cher, car le système est composé d’une pompe à chaleur, d’un système de conduits d’air, de sondes enfouies dans le sol et d’un échangeur de chaleur.
La géothermie verticale peut se faire dans toutes zones géographiques.
La géothermie à captation verticale ne provoque aucune nuisance sonore.
Bien que le prix de l’installation d’une géothermie avec forage vertical soit élevé, ce système fait l’objet d’un crédit d’impôt et les économies d’énergie réalisées amortiront les coûts. De plus, comme l’utilisation de ce système est encouragée pour remplacer les énergies fossiles, des aides financières comme la TVA réduite, la prime énergie et le CITE 30 % sont prévues si les foyers utilisent des émetteurs de chaleur adéquats. Le coût de départ est élevé et peut freiner l’utilisation de ce système.

Prix

Le prix de l’installation du système de géothermie verticale varie en fonction : * De la nature du terrain : il faut, par exemple, compter environ 50 €/m pour forer un terrain cristallin et le double pour un sol sédimentaire ; * De la technologie choisie pour la pompe à chaleur, sachant que les pompes à chaleur coûtent en moyenne entre 4 000 et 5 000 € ; * De la surface habitable à chauffer ; * Des matériaux utilisés, * Etc.

Il faut également considérer les coûts de fonctionnement lors de l’estimation du prix pour l’installation des équipements basés sur un système de géométrie verticale. Le prix varie de 2,50 à 3,50 € par m² chauffé par année, ce qui donne une facture annuelle d’environ 600 € pour une habitation de 200 m².

Précautions techniques pour le forage

Pour le forage géothermique vertical, quelques précautions techniques sont à prendre : * La mise en place des tubes en « U » à l’aide d’un touret pour garder les sondes géothermiques verticales en bon état. * La cimentation sous pression des tubes dans le puits depuis la base de la sonde. Il ne faut pas oublier de tester sur le site l’étanchéité des sondes et s’assurer de la garantie décennale de la société de forage. * Le choix de la dimension des ondes selon la nature du sol, la présence ou non de nappes souterraines… * La déclaration du forage à la DRIRE qui est effectuée par la société de forage.

Découvrez dans cette vidéo de plus amples détails sur le forage géothermique.

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Démarches administratives

Avant l’installation, certaines obligations administratives sont à respecter, que ce soit pour poser des capteurs verticaux ou horizontaux : * Il faut consulter le PLU ou Plan local d’urbanisme auprès de la mairie. En effet, une autorisation peut s’avérer nécessaire selon la zone prévue pour les travaux. * Si les forages doivent se faire à plus de 10 m de profondeur, une déclaration préalable doit être réalisée auprès de la DREAL ou Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement.

Géothermie verticale ou horizontale ?

Image 2 geothermie verticale S’il est impossible de procéder au forage vertical, la géothermie horizontale représente une autre alternative, sachant qu’en matière d’énergies renouvelables, cette technique ouvre de vastes perspectives. ### Notions de géothermie horizontale Ce système est courant, car il convient aux personnes ayant déjà envisagé de terrasser leur cour et souhaitant éviter de détruire leur jardin paysager. Techniquement, la géothermie horizontale consiste à poser un tuyau relié en entrée et en sortie à une pompe à chaleur installée à l’intérieur de l’habitation. Ce tube est irrigué par un circuit d’eau permettant de capter l’énergie du sol grâce à des capteurs géothermiques. L’énergie géothermique collectée est ensuite envoyée vers un échangeur ou l’évaporateur de la pompe à chaleur qui restituera la chaleur souhaitée dans chaque pièce de la maison. ### Comparaison Une comparaison reposant sur différents critères s’impose pour vous permettre de choisir entre le système basé sur la géothermie verticale et la géothermie horizontale. | | Géothermie horizontale | Géothermie verticale | |:-----------------------------------------------:|:-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------:|:------------------------------------------------------------------------------------------------------------------:| | Méthode d’installation | Par terrassement | Par forage | | Type d’installation | Capteurs géothermiques répartis horizontalement et enterrés entre 60 cm et 120 cm de profondeur | Capteurs géothermiques placés dans une sonde creusée verticalement dans le sol à une profondeur de 100 m | | Spécificité au niveau de l’installation | | Nécessité de la prévision d’un puits très profond | | Coût d’investissement | Entre 10 000 et 18 000 € | Entre 15 000 et 20 000 € | | Conditions d’installation | Sur une surface parfaitement plane | Sur tous types de terrain | | Surface de terrain | Surface de terrain équivalent à 1,5 ou à 2 fois la surface habitable de la maison et à 3 fois si la maison a un problème d’isolation. | Pas de dimension précise |