La géothermie de surface (assistée par pompe à chaleur)

Quel est le principe ?

La pompe à chaleur (PAC) est un dispositif qui capte l’énergie dans l’environnement pour la restituer à une température plus élevée. Le principe est celui d’un réfrigérateur, il repose sur des cycles successifs de compression et détente d’un fluide frigorigène.

Elle nécessite par conséquent un apport d’énergie (électrique) pour faire fonctionner le compresseur, mais cette consommation reste minoritaire : la majorité de l’énergie restituée provient gratuitement de l’environnement.

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Les performances des pompes à chaleur sont affectées par la température de l’environnement capté : ainsi les pompes à chaleur utilisant l’air ambiant (aérothermiques) vont voir leurs rendements de production de chaleur décroître avec la baisse des températures en hiver. A la différence de ces systèmes, la pompe à chaleur géothermique bénéficie des capacités naturelles de régulation thermique du sous-sol : en Aquitaine, au-delà de quelques mètres de profondeur, les températures restent supérieures à 12°C quelle que soit la saison. Les pompes à chaleur géothermiques ne voient donc pas leurs rendements baisser avec les températures de l’air ambiant, les performances sont constantes quelles que soient les conditions météorologiques.

Des applications diverses

Les applications de la géothermie de surface sont multiples :

  • Chauffage et/ou production d’eau chaude sanitaire assisté par pompe à chaleur
  • Rafraîchissement / climatisation assisté par pompe à chaleur
  • Rafraîchissement passif, en utilisant directement les températures fraîches et constantes du proche sous-sol
  • Régulation thermique de process industriels
  • Stockage intersaisonnier d’énergie dans le sous-sol : stockage réversible de l’excès de calories évacué en été pour le réutiliser en hiver
  • Couplage et stockage d’énergie produite par d’autres énergies renouvelables intermittentes : à ce titre, le système de stockage souterrain d’énergie solaire mis en place par la Communauté solaire de Drake Landing à Okotoks (Alberta, Canada) est exemplaire
  • Stockage d’énergie fatale

Ces applications peuvent être mises à profit par les deux filières géothermiques : sur boucles fermées (sondes géothermiques) et sur boucles ouvertes (sur nappe  ). La diversité des applications est visible à travers les exemples connus en Aquitaine

par J. Barrière - BRGM

Pour en savoir plus

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