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Chauffer avec des pompes à chaleur : les sondes géothermiques

Les sondes géothermiques, couplées à une pompe à chaleur, permettent d'exploiter la chaleur du sol pour le chauffage et la production d'eau chaude.

La sonde géothermique est installée dans un forage vertical.
La sonde géothermique est installée dans un forage vertical.

(ves) Les sondes géothermiques peuvent être enterrées dans le sol à différentes profondeurs et sont utilisées pour le chauffage et la climatisation de bâtiments. L'installation de pompes à chaleur sol requiert une autorisation d'installation.

Sonde géothermique peu profonde

La sonde géothermique est installée dans un forage vertical. La profondeur des forages peut varier de 50 à 350 mètres, les sondes géothermiques utilisées par des maisons unifamiliales étant placées le plus souvent à une profondeur comprise entre 100 et 150 mètres. Si le circuit fermé de sonde géothermique est également utilisé pour refroidir le bâtiment, cela vaut en principe la peine de prévoir une profondeur moindre. En été, son fonctionnement éventuel contribue à stocker de la chaleur supplémentaire dans le sous-sol. Avant d'installer des sondes géothermiques, il faut tenir compte des systèmes déjà installés dans le voisinage. Quand deux sondes géothermiques sont à moins de 30 mètres de distance, il n'est pas exclu que cela ait un impact négatif sur l'extraction de la chaleur dans le sous-sol.

Afin d'empêcher des écoulements verticaux d'infiltration le long de la sonde, on remplit l'espace vide restant d'un mélange compact. De cette façon, on garantit l'échange thermique direct entre le sous-sol et la sonde géothermique. Le liquide caloporteur (eau additionnée d'antigel) est transporté à l'aide d'une pompe de circulation de la sonde géothermique vers la pompe à chaleur : un compresseur fait monter la température en fonction des besoins jusqu'à 35 - 55 °C.

Avantages

  • Adaptation aux besoins individuels

  • Frais d'exploitation minimes : aucun frais de mazout ni de gaz, pas de nettoyage de citerne, etc.

  • Aucune émission polluante

  • Pas de transport de matières premières vers les consommateurs

  • Faible encombrement dans la maison et choix relativement libre de l'emplacement

  • Très longue durée de vie (50 ans)

  • Fonction réfrigérante possible en été

Inconvénients

  • Frais d'investissement plus élevés que pour l'installation d'un chauffage «conventionnel»

  • Solution plus chère lors de rénovations en raison des frais d'investissement nécessaires pour transformer la substance du bâtiment

Sonde géothermique « profonde »

Contrairement aux sondes géothermiques peu profondes installées à des profondeurs maximales de 300 mètres environ, les sondes de géothermie profonde pénètrent dans le sol à plusieurs milliers de mètres. Les températures qui y règnent avoisinent les  80 °C  et sont parfois supérieures au point d'ébullition.         

La géothermie profonde n'a de sens que pour l'exploitation économique de la chaleur des installations industrielles ou des piscines thermales. De plus, les producteurs d'énergie sont en train d'explorer des sources de géothermie profonde en vue d'une installation combinée de production d'électricité et de chaleur à grande échelle. Dans le canton du Jura, il est prévu de procéder dès 2016 aux quatrièmes essais de forage à Bâle, Zurich et Saint-Gall. Les trois premiers projets pilotes ont été abandonnés à défaut de résultats.

Champs de sondes géothermiques

Afin de chauffer des lotissements de maisons familiales ou des complexes de bâtiments avec de la chaleur renouvelable, on procède à l'installation de champs de sondes géothermiques. Les sondes géothermiques sont combinées et raccordées à une ou plusieurs pompes à chaleur afin de chauffer et de refroidir des maisons d'habitation individuelles.

Les sondes sont réunies dans des conduites et raccordées à une ou plusieurs pompes à chaleur.

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