Confusion entre géothermie et aquathermie
Lorsque l’ARENE assimile l’aquathermie
basse profondeur à la géothermie elle aggrave le manque de compréhension et la confusion
qui existe entre les différents dispositifs de chauffage et entretien la
confusion. Le terme « chaleur géothermale » est en effet tout à fait
impropre dans le cas de l’aquathermie sur nappe libre
ou même dans les pompes à chaleur intermédiaires utilisant la
« tiédeur » superficielle du sol. L’explication sommaire qui est
faite par l’ARENE de ce qu’elle appelle la « géothermie très basse
énergie » ne peut apporter que de la confusion dans le principe de
fonctionnement de ces systèmes. En expliquant que le fluide frigorigène circule
dans un capteur enterré, l’ARENE généralise un état de fait qui n’est pas
applicable à toute la géothermie très basse énergie. Particulièrement celle qui
met en jeu une pompe à chaleur sur nappe libre (dite aquathermique)
ou le fluide frigorigène ne circule pas dans le sous-sol. Il convient de se
reporter à ce sujet aux nombreuses définitions et explications du
fonctionnement qui sont faites par de nombreux auteurs et par Wikipédia d’une
pompe à chaleur sur nappe. Ces explications peuvent se résumer ainsi :
Une pompe à chaleur (PAC) est
une machine thermodynamique destinée à assurer le chauffage d’un local ou d’un
système à partir d’une source de chaleur externe dont la température est
inférieure à celle du local ou du système à chauffer. C’est donc un système de
chauffage qui transfère des calories (donc de l'énergie) d’un milieu à bas
niveau de température pour les restituer à un autre milieu à une température
plus élevée. L’écoulement naturel de la chaleur s’effectuant toujours d’un
corps chaud vers un corps froid, on pourrait définir également la pompe à
chaleur comme un matériel permettant de réaliser l’écoulement de chaleur
inverse du sens naturel, c’est-à-dire d’un milieu froid vers un milieu chaud.
Une dépense d’énergie sera bien entendu inévitable pour réaliser ce transfert
inverse. L’intérêt de la pompe à chaleur réside dans le fait que l’énergie
nécessaire pour assurer ce transfert est faible en valeur relative par rapport
à l’énergie transférée du premier milieu appelé « source froide » vers le
deuxième appelé « source chaude ». En pratique, pour prendre des calories à un
milieu froid, il suffit de le refroidir d'avantage alors que pour restituer ces
calories à un milieu chaud, il convient de le réchauffer. Dans une pompe à
chaleur, cette opération se fait grâce à un fluide qui présente la
particularité de changer d'état (liquide ou gazeux) quand on modifie sa
pression. Le liquide tend à bouillir quand sa pression baisse et le gaz tend à
se condenser quand on augmente sa pression. Paradoxalement, le liquide bout à
des températures négatives tout en produisant un froid intense. La condensation
du gaz s'accompagne d'un fort dégagement de chaleur. L'énergie à dépenser est
celle nécessaire à un compresseur qui effectue l'augmentation de pression du
gaz. L'intérêt du principe tient dans le fait qu’une faible quantité d'énergie
fournie au compresseur permet de transférer une grande quantité de chaleur de
la « source froide » vers la « source chaude ». L'utilisateur ne paie donc que
l'énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur et la récupère
intégralement additionnée de celle prélevée gratuitement à la « source froide »
air, eau ou terre selon le type de pompe à chaleur. Le coefficient de
performance appelé « COP » est le rapport de l'énergie totale obtenue sur
l’énergie dépensée. La performance d’une pompe à chaleur varie considérablement
en fonction de l'écart de température entre la source froide et la source
chaude. Un grand écart de température dégrade la performance (COP = 2 par
exemple), inversement, un faible écart permet une excellente performance (COP =
6 par exemple). Remarquons qu'un chauffage électrique avec radiateur type effet
joule un COP de 1.
Pour mémoire : les termes de l’Arene dans http://www.areneidf.org/energies/lageothermie.html
Le cas particulier de la géothermie très
basse énergie
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Le
terme pompe à chaleur géothermale est souvent utilisé pour des systèmes très
basse température c'est-à-dire inférieure à 30°c qui prélèvent de la chaleur
soit sur une nappe d'eau, soit dans le sous-sol, à moins de
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Dans
ce cas, c'est un fluide frigorigène qui circule dans un capteur enterré et qui
en passant dans la pompe à chaleur est compressé. Cette compression a pour
résultat d'augmenter la chaleur du fluide qui circule ensuite dans le système
de chauffage du bâtiment, par exemple, un plancher chauffant. Le fluide est
ensuite détendu avant d'être renvoyé dans le capteur en sous-sol.
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Ce
type de système a l'avantage de produire entre 3 et 5 kWh pour 1 kWh consommé
(l'énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe). Il est particulièrement
bien adapté pour chauffer les maisons individuelles. Il existe même des
systèmes qui permettent également de chauffer l'eau sanitaire.
Pour
plus d’informations, sur les pompes à chaleur géothermales, il peut être utile
de contacter l’AFPAC, association française des pompes à chaleur pour ce qui
concerne les installations de surface et le BRGM pour les informations
concernant le sous-sol.
Il s’agit en fait d’une PAC aquathermique qui
tire son énergie dans l’eau de la nappe lire en non du sol