Géothermie: l’énergie tirée du sol

Différentes technologies ont été développées afin d’exploiter l’énergie tirée du sous-sol pour le chauffage, la climatisation ou la production d’électricité. La plupart d’entre elles, à l’image des sondes géothermiques, des corbeilles géothermiques et l’exploitation thermique des eaux souterraines, sont très répandues en Suisse. Certaines y sont cependant moins fréquentes, telles les installations géothermiques hydrothermales. De tels systèmes, bien établis, ont par ailleurs fait leurs preuves à Munich et à Paris.

La géothermie des systèmes stimulés en grande profondeur (géothermie pétrothermale ou EGS) est, quant à elle, encore en phase de développement. Cette technologie possède un immense potentiel de production de chaleur et d’électricité dans pratiquement toutes les conditions géologiques.

La pompe à chaleur met à profit la chaleur de l’air environnant, du sol (sonde géothermique jusqu’à 200 à 400 mètres de profondeur ou capteurs horizontaux à env. 1,5 mètre de profondeur) ainsi que des nappes phréatiques ou des eaux superficielles. Cette chaleur est suffisante pour faire évaporer un agent réfrigérant liquide circulant dans un circuit fermé. La vapeur passe ensuite dans un compresseur de telle sorte à en accroître la pression et ainsi sa température. La chaleur qui en résulte est alors transférée à l’eau de chauffage circulant dans la maison. Suite à ce transfert de chaleur, l’agent réfrigérant repasse à l’état liquide. Il retourne dès lors vers la source de chaleur et le processus peut ainsi recommencer. La pompe à chaleur consomme de l’électricité, mais elle est en mesure de générer trois à cinq fois plus d’énergie sous forme thermique. Pour assurer une exploitation totalement neutre en CO2, l’électricité doit provenir de sources renouvelables, telles que l’énergie solaire.

Une pompe à chaleur sol-eau exploite l’énergie géothermique, c’est-à-dire la chaleur naturelle emmagasinée dans le sol. On l’exploite au moyen de sondes introduites jusqu’à 500 mètres de profondeur dans le sous-sol. Un mélange d’eau et d’antigel appelé saumure circule dans le système de tuyaux placés dans le sol. Ce mélange permet d’extraire la chaleur du sous-sol pour la transporter jusqu’à la pompe à chaleur. Le sous-sol refroidi par la sonde géothermique est réchauffé par la conduction thermique naturelle ou doit, en cas de refroidissement important, être régénéré. Le forage et la mise en place d’une sonde géothermique requièrent une autorisation au titre de la protection des eaux.

Une pompe à chaleur eau-eau tire son énergie de la nappe phréatique ou des eaux de surface. On accède à la nappe phréatique via un forage de puits. Après utilisation, l’eau est réacheminée vers la nappe phréatique ou les eaux de surface via un puits d’infiltration. L’exploitation de la nappe phréatique au moyen d’une pompe à chaleur eau/eau est soumise à concession de même qu’à autorisation.