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Le chauffage collectif ou individuel par géothermie

1 juin 2009 – 13:11
Introduction : La géothermie, du grec Géo (la terre) et thermie (la chaleur), est la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre et la technique qui vise à l’exploiter. Par extension, la géothermie désigne aussi l’énergie géothermique issue de l’énergie de la Terre qui est convertie en chaleur. On distingue trois types de géothermie :
  • la géothermie peu profonde à basse température ;
    installation
     
  • la géothermie profonde à haute température ;
  • la géothermie très profonde à très haute température.
Ces trois types de géothermie prélèvent la chaleur contenue dans le sol. L’énergie géothermique est exploitée dans des réseaux de chauffage et d’eau chaude depuis des milliers d’années en Chine, dans la Rome antique et dans le bassin méditerranéen. Origine : La plus grande partie de la chaleur interne de la Terre (87%), est produite par la radioactivité des roches qui constituent le manteau et la croûte terrestre : Radioactivité naturelle produite par la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium. Depuis l’aube de l’humanité, l’homme a toujours su tirer partie de cette énergie. Mais la découverte d’énergie plus facilement accessible n’a guerre encouragé son développement.

Principe
principe
  La géothermie peu profonde à basse température Il s’agit principalement d’extraire la chaleur contenue dans le sous-sol afin de l’utiliser pour les besoins en chauffage. Les transferts thermiques peuvent aussi dans certains cas être inversés pour les besoins d’une climatisation. Les procédés d’extraction de l’énergie diffèrent suivant les solutions retenues par les constructeurs. La méthode utilisée pour assurer les transferts thermiques influe beaucoup sur le rendement de l’ensemble. L’utilisation de l’eau comme véhicule thermique améliore le rendement. Lorsque la terre est utilisée seule pour le transfert thermique le rendement est moins bon que lorsque l’on utilise l’eau. La géothermie peu profonde et basse température utilisera donc de plus en plus les nappes d’eau libre contenues dans le sous-sol alluvionnaire de nos rivières. La profondeur des deux forages aspiration et rejet sont peu profonds. La profondeur du forage est en fonction de la profondeur de la nappe phréatique et de la perméabitelité du sous-sol. En général le principe du « doublet géothermique » est retenu pour augmenter la durée de vie de l’exploitation de la nappe phréatique dans laquelle on puise l’eau chaude. Le principe est de faire deux forages : le premier pour puiser l’eau, le second pour la réinjecter dans la nappe. Les forages peuvent être éloignés l’un de l’autre (un à chaque extrémité de la nappe pour induire un mouvement de circulation d’eau dans la nappe, mais ce n’est pas pratique d’un point de vue de l’entretien) ou rapprochés de quelques mètres mais avec des forages obliques (toujours dans le but d’éloigner les points de ponction et de réinjection de l’eau).  

La géothermie profonde à haute température

Les forages sont dans ce cas plus profonds. La profondeur de forage est en fonction de la température désirée et du gradient thermique local qui peut varier sensiblement d’un site à l’autre. (en moyenne 4 °C par 100 m de profondeur). La méthode utilisée pour les transferts thermiques est plus simple (échangeur de température à contre courant) et ne nécessite pas de fluide caloporteur comme cela est le cas avec la géothermie peu profonde basse température.  

La géothermie très profonde à très haute température

Plus on fore profond dans la croûte terrestre, plus la température augmente. En moyenne, l’augmentation de température atteint 20 à 30 degrés par kilomètre. Ce gradient thermique dépend beaucoup de la région du globe considérée. Il peut varier de 3 °C / 100 m (régions sédimentaires) jusqu’à 1 000 °C / 100 m (régions volcaniques, zones de rift comme en Islande ou en Nouvelle-Zélande). Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie de profondeur (haute et basse énergie), présente l’avantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques. C’est donc une source d’énergie quasi-continue car elle est interrompue uniquement par des opérations de maintenance sur la centrale géothermique ou le réseau de distribution de l’énergie. Les gisements géothermiques ont une durée de vie de plusieurs dizaines d’années (30 à 50 ans en moyenne). Article réalisé par Ghislain C. & Julien G.  
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