La chaleur qui vient du sol
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Quelle que soit la saison, la terre accumule des calories et stocke de l’énergie. Une énergie gratuite, renouvelable et inépuisable qui, transformée en chaleur, permet de chauffer une habitation. Explications.
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État des lieux
Aujourd’hui encore, la priorité est très souvent donnée à l’utilisation des énergies fossiles telles que le charbon, le pétrole ou encore le gaz. Pourtant, l’exploitation et le transport de ces énergies génèrent de nombreuses pollutions, leur prix est en constante hausse et elles sont vouées, à terme, à disparaître. Rien d’étonnant donc à ce que les solutions alternatives propres et renouvelables aient le vent en poupe. Les systèmes de chauffage actuels n’échappent pas à la règle. Alors que les solutions classiques majoritairement utilisées sont remises en question, de nouvelles alternatives vertes font leur apparition. La géothermie en fait partie et séduit de plus en plus de propriétaires avec la promesse d’un confort maximal en toutes saisons.
Le sol comme source de chaleur
La géothermie repose sur un principe simple : récupérer la chaleur du soleil accumulée dans la terre à l’aide d’une pompe afin de chauffer l’ensemble de la maison. Le système se compose d’un réseau de tubes enterrés dans lesquels circule un fluide frigorigène. Celui-ci possède une température d’ébullition très basse, il a donc un pouvoir chauffant très rapide et très puissant. Dans un premier temps, il traverse le circuit sous forme de vapeur basse pression et capte la chaleur de la terre. Il se dirige ensuite vers un compresseur qui fait augmenter sa pression et donc sa chaleur. Il transite enfin par un condenseur où il repasse à l’état liquide, transmettant au cours de cette opération toute sa chaleur au circuit de chauffage. Une installation géothermique se compose donc de trois éléments essentiels : des capteurs placés à l’extérieur, dans le jardin, un circuit chauffant installé à l’intérieur (plancher chauffant, ventilo-convecteurs, radiateurs) et une pompe à chaleur qui assure l’échange d’énergie.
Repères
Le rapport entre la chaleur fournie et l’énergie consommée donne le coefficient de performance (COP) d’un appareil. Plus le COP est élevé, plus la restitution d’énergie est importante. Les systèmes géothermiques actuels présentent un COP pouvant aller jusqu’à 4 en moyenne, c’est-à-dire qu’ils peuvent produire quatre fois plus d’énergie qu’ils n’en consomment.
■ Selon le système choisi, on peut bénéficier également de la production d’eau chaude sanitaire ou encore du chauffage de la piscine. Pour la production d’eau chaude, un ballon récupère une partie de la chaleur du fluide frigorigène à l’aide d’un échangeur de chaleur, mais seulement lorsque la maison est chauffée. Pendant les beaux jours, une résistance électrique placée dans le ballon prend donc le relais. La production d’eau chaude sanitaire peut aussi se faire par l’installation d’un chauffe-eau thermodynamique, indépendant du système de chauffage et pouvant donc fonctionner toute l’année. Pour le chauffage de la piscine, une régulation automatique permet de chauffer en même temps l’habitation et la piscine tout en donnant la priorité au chauffage de la maison lorsque c’est nécessaire.
■ Si vous choisissez une pompe à chaleur réversible, vous pourrez aussi bénéficier du rafraîchissement (plus naturel et plus agréable qu’une climatisation) de votre habitation pendant les beaux jours. Le sens de circulation du fluide est en effet alors inversé pour que les calories captées dans l’air de la maison soient renvoyées à la terre. Résultat : la maison reste fraîche, et le coût de fonctionnement est, là encore, très intéressant.
■ Il existe également des pompes à chaleur air/eau qui se branchent sur une chaudière fioul ou gaz existante. Cette solution fiable qui a fait ses preuves s’avère très intéressante dans le cas de rénovations. L’investissement est en effet très vite rentabilisé grâce aux aides disponibles actuellement et les économies de consommation réalisées sont substantielles. La pompe peut être reliée à un système de chauffage central par radiateurs ou à un plancher chauffant existant. Dans ce dernier cas, elle peut même générer de la fraîcheur en été et, pour ceux qui le souhaite, se substituer totalement à la chaudière.
Des capteurs cachés
Dans le cas de la géothermie de surface, la plus répandue aujourd’hui en France, les capteurs sont enterrés dans le jardin, à l’horizontale, à 60 cm minimum de profondeur. La surface de captage varie selon les besoins et la taille de la maison mais nécessite en général un terrain important (1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer). Le système permet de récupérer dans la couche superficielle du sol de la chaleur en hiver et, éventuellement, de la fraîcheur en été. En surface, au dessus de l’installation, on peut planter une pelouse ou installer des plantes.
Dans le cas de la géothermie profonde, les capteurs, également appelés sondes thermiques, sont enterrés à la verticale. Le terrain n’a donc pas besoin d’être aussi grand que pour l’installation de capteurs horizontaux. Un forage profond, pouvant aller jusqu’à une centaine de mètres de profondeur, est alors effectué à proximité de la maison. De l’eau circule dans la sonde qui le parcourt pour récupérer l’énergie du sol.
Des capteurs sur nappe phréatique peuvent également être envisagés si le terrain s’y prête. Un forage est alors nécessaire pour atteindre une nappe phréatique peu profonde à proximité de la maison. L’eau de la nappe, transformée par la pompe à chaleur, est ensuite restituée à la terre tandis que la chaleur produite peut atteindre jusqu’à 5 kWh de chaleur. Ce principe est surtout utilisé pour le chauffage des immeubles.
Alternative aérienne
Les capteurs peuvent également être aériens, installés à l’extérieur de la maison, sur un mur par exemple. Dans ce cas, les calories sont puisées dans l’air extérieur. On parle alors d’aérothermie. La production de chauffage se fait par pulsation d’air chaud à l’aide d’une pompe à chaleur air/air, ou air/eau et à un circuit hydraulique qui vient alimenter des radiateurs, un plancher chauffant, ou des ventilo-convecteurs. Cette solution, facile à mettre en place, est intéressante pour les maisons ne disposant pas d’une grande surface de terrain. La chaleur produite est agréable et le système, réversible, permet de rafraîchir votre intérieur en été. Il est cependant plus adapté aux régions où le climat est doux. Dans les zones plus rudes, il est en général complété par un autre système de chauffage.
Chaleur restituée, confort assuré
La chaleur, récupérée par les différents types de capteurs, peut ensuite passer dans la maison de plusieurs manières. Le plancher chauffant offre une bonne diffusion de la chaleur, bien équilibrée entre le plancher et le plafond, et garantit une atmosphère agréable. L’air est sain, le sol est chaud et le système de chauffage invisible. Les ventilo-convecteurs sont quant à eux très pratiques pour changer rapidement la température de l’habitation. Des radiateurs, faciles à installer, peuvent également être utilisés. Ils sont pratiques pour une rénovation et présentent un choix intéressant pour les pièces à l’étage de la maison.
Le bilan thermique est une étape préalable indispensable à la mise en place d’un système géothermique. Il étudie la nature de votre habitation, prend en compte les conditions climatiques et les besoins en chauffage de chaque pièce afin de déterminer le type d’installation adéquat et la surface de capteurs nécessaire. Les travaux donnent droit à 50% de crédit d’impôts (avec un plafond de 8000 euros pour une personne seule et de 16000 euros pour un couple) et permettent de bénéficier d’une TVA réduite à 5,5% pour une habitation, principale ou secondaire, construite depuis plus de deux ans. Des aides régionales sont disponibles sous certaines conditions et l’Anah (Agence Nationale pour l’Amélioration de l’Habitat) accorde elle aussi, toujours selon certains critères, une aide aux propriétaires de logements de plus de quinze ans. Enfin, EDF accorde des primes et des prêts à taux réduit. Grâce à ces diverses aides et à un coût d’exploitation très minime, le retour sur investissement se fait en général très rapidement. Quant au prix final, il varie selon le volume total à chauffer, la configuration de la maison et les conditions climatiques du lieu. Exigez bien entendu un devis avant le commencement des travaux. Une fois le système installé, vous pourrez profiter d’un chauffage sain, sûr, agréable, à moindre frais… et pour longtemps.
La géothermie chez vous
Le grand avantage de la pompe à chaleur est qu’elle fonctionne en continu quelles que soient les conditions climatiques et qu’elle se suffit à elle-même, ne nécessitant pas l’installation d’un système complémentaire d’appoint. L’appareil doit cependant être relié à l’électricité mais pour 1 kWh d’électricité consommé, il restitue jusqu’à 4 kWh de chaleur dans la maison. La chaleur fournie est constante, agréable et sans courants d’air. Des zones de confort peuvent en plus être spécifiées afin de chauffer les pièces à des températures différentes en fonction des besoins et des envies de chacun. La pompe à chaleur et son ballon d’eau chaude prennent en général la même place que ceux d’un chauffage classique avec chaudière. Enfin, l’utilisation d’un système géothermique permet en outre de réaliser jusqu’à 75% d’économies sur la facture de chauffage annuelle.
■ Un professionel doit procéder à une étude préalable et garantir l’installation et le service aprèsvente de votre système.
■ Le fabricant doit pouvoir justifier d’une garantie décennale.
■ Le système choisi doit être conforme aux normes en vigueur.
Pour en savoir plus : www.ademe.fr
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