Comparatif des systèmes de géothermie

Si le principe de fonctionnement d’une géothermie reste toujours le même, utiliser l’énergie thermique du sol ou d’une nappe d’eau souterraine pour chauffer ou pour refroidir, sa mise en place est différente selon le type de capteurs : capteurs horizontaux ou capteurs verticaux. Quels sont les atouts et les contraintes de chaque système de géothermie ?

Atouts et contraintes de la géothermie de surface

Différents systèmes de géothermie à captage de surface

Elle se décline en deux systèmes : la géothermie horizontale et la géothermie sur corbeilles.

  • La géothermie à captage horizontal. Les capteurs, des tuyaux en polyéthylène dans lesquels circule de l’eau glycolée sont enfouis dans le sol à une profondeur comprise entre 60 cm et 1.20 m. Les boucles de capteurs sont reliées à une pompe à chaleur (PAC).
  • La géothermie sur corbeilles. Les capteurs ont la forme d’un ressort enfoui à moins de 5 m de profondeur. Le diamètre d’une corbeille est compris entre 30 cm et 1.50 m pour 2 à 3 m de hauteur. Chaque corbeille est reliée à la PAC.

Avantages de la géothermie de surface

Si elle est correctement dimensionnée et installée, notamment avec des émetteurs de chaleur adaptés, la géothermie de surface couvre tous les besoins en chaleur pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire (ECS) d’un logement individuel ou collectif en valorisant une énergie durable, gratuite et puisée directement sur place.
Sous certaines conditions, elle peut aussi servir à la climatisation par rafraichissement passif ou géocooling.
De plus couplé à une PAC géothermique, le système produit plus d’énergie qu’il n’en consomme pour fonctionner. C’est donc un mode de chauffage particulièrement économique à l’usage.

Elle est relativement facile à installer puisqu’elle ne demande pas de forage mais des travaux de terrassement ou des forages superficiels. Les formalités administratives pour sa mise en place sont également très simples puisqu’elle ne relève pas du Code minier.

Inconvénients de la géothermie de surface

La géothermie de surface demande une emprise foncière importante : l’emprise des capteurs horizontaux au sol représente au minimum 1.5 fois la surface à chauffer. C’est un peu moins pour les corbeilles.

Les performances énergétiques de la géothermie de surface dépendent de la nature du sol. Selon leur nature, les sols sont plus ou moins favorables au transfert d’énergie.
Du fait de leur faible profondeur, les capteurs horizontaux sont sensibles aux conditions climatiques saisonnières qui peuvent affecter leur rendement.

Atouts et contraintes de la géothermie verticale

Les différents systèmes de géothermie à captage vertical

Elle se décline en deux systèmes : la géothermie sur sonde géothermique ou la géothermie sur nappe phréatique.

  • Géothermie sur sonde géothermique verticale (SGV). Le capteur est constitué de tubes en polyéthylène (tube en U, double U, spirale ou sonde coaxiale) dans lequel circule de l’eau glycolée. Il est descendu dans un forage, généralement entre 80 et 120 m de profondeur. Le capteur est relié à une PAC.
  • Géothermie sur nappe ou géothermie sur aquifère. Un premier forage dit de production pompe l’eau du sous-sol pour l’amener jusqu’à l’échangeur de chaleur de la PAC. Cette eau est renvoyée dans la nappe via un deuxième forage dit de réinjection.

Avantages de la géothermie verticale

Si elle est correctement dimensionnée et installée, notamment avec des émetteurs de chaleur adaptés, la géothermie verticale couvre tous les besoins en chaleur pour le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire (ECS) d’un logement individuel ou collectif en valorisant une énergie durable, gratuite et puisée directement sur place.
Sous certaines conditions, elle peut aussi servir à la climatisation par rafraichissement passif ou géocooling.
De plus couplé à une PAC, le système produit plus d’énergie qu’il n’en consomme pour fonctionner. C’est donc un mode de chauffage particulièrement économique à l’usage.

Contrairement à la géothermie de surface, la géothermie sur sonde géothermique (SGV) prend un minimum de place : l’emplacement du forage (environ 1 m²). La géothermie sur aquifère demande quant à elle un peu plus d’emprise au sol. Le forage de production et le forage de réinjection devant être distants de plusieurs dizaines de mètres. Cette emprise est néanmoins limitée par rapport à un captage horizontal.

De plus ces géothermies ne sont pas impactées par les conditions climatiques saisonnières. Leur rendement reste identique que ce soit pour les besoins en chauffage ou en rafraichissement tout au long de l’année. Elles sont plus adaptées aux régions froides.

Inconvénients de la géothermie verticale

Sa mise en place est plus difficile et onéreuse que celle de la géothermie de surface. Le forage du puits ne peut se faire que par un foreur qualifié. Du fait de la profondeur du forage, elle dépend du Code minier. Selon le classement du sous-sol (zone verte, orange ou rouge), les autorisations administratives pour le forage sont plus ou moins compliquées à obtenir.

Selon la surface à chauffer et la nature du sous-sol, il peut être nécessaire de forer plusieurs puits pour placer plusieurs SGV. L’emprise au sol devient, alors plus importante.

La géothermie sur aquifère demande plus d’emprise au sol et la ressource n’est pas disponible partout (nappe possédant un débit suffisant, stable dans le temps et pas trop profonde). La pompe immergée demande une maintenance spécifique.

Comparatif géothermie de surface VS géothermie verticale

Chaque type de géothermie possède ses atouts et ses contraintes.
Le choix de l’une ou de l’autre dépend de la place dont vous disposez, de la nature du sol, de vos besoins en chauffage, production d’eau chaude sanitaire (ECS), en rafraichissement, de la région où vous habitez et de votre budget. En remplacement d’une chaudière fioul ou gaz, vous pouvez bénéficier d’aides financières pour l’installation d’une PAC géothermique.

Quel que soit votre choix, l’installation ne vous donnera satisfaction que si elle est correctement dimensionnée et installée dans les règles de l’art.

  Géothermie horizontale   Géothermie sur corbeilles Géothermie verticale Géothermie sur aquifère
Emprise au sol   Très importante Moyennement importante Peu importante Peu importante
Facilité d’installation   Très facile : terrassements Très facile : terrassements Difficile : forages profonds Difficile : forages 
Puissance d’extraction   De 10 à 35 W / m² selon la nature du sol Variable selon les dimensions de la corbeille En moyenne 45 W / mètre linéaire de forage Variable selon le débit de l’eau
Disponibilité de la ressource   Quasiment partout et dans quasiment tous les sols Quasiment partout et dans quasiment tous les sols Quasiment partout et dans quasiment tous les sols Disponibilité d’une nappe avec un débit suffisant
Influence saisonnière    Très sensible Moins sensible Aucune influence Aucune influence
Géocooling  Oui Oui Oui Oui
Rendement  Bon Bon Très bon Très bon
Démarches administratives     Déclaration préalable selon le PLU Déclaration préalable Déclaration préalable
Déclaration à la DRIRE
Télédéclaration ou autorisation
Déclaration préalable
Déclaration à la DREAL
Télédéclaration ou autorisation
Maintenance   Facile Facile Facile Plus difficile
Coût  La moins chère des géothermies La moins chère des géothermies La plus chère des géothermies La plus chère des géothermies
Aides financières  Oui selon le niveau de revenus Oui selon le niveau de revenus Oui selon le niveau de revenus Oui selon le niveau de revenus

 

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