La géothermie
La géothermie est une source d’énergie renouvelable qui utilise la chaleur naturelle provenant de la Terre pour produire de l’électricité ou pour chauffer des bâtiments.
Classification selon l’énergie
On distingue quatre types de géothermie, dont les types de production varient :
Type Profondeur Source °C Production :
- Très basse énergie >150m Eau tiède < 30°C Chaleur
- Basse énergie 1.500=>2.500m Eau chaude 30=>90°C Chaleur
- Moyenne énergie 3.500=>5.000m Eau chaude ou vapeur humide 90=>150°C Chaleur/électricité
- Haute énergie / Vapeur >150°C Electricité
La géothermie de très basse énergie se traduit typiquement par le chauffage des habitations avec une PAC. Celle de basse énergie peut concerner l’alimentation d’un réseau de chaleur pour bâtiment. La centrale de Saint-Ghislain en est un bon exemple. La géothermie de haute énergie, quant à elle, ne concerne pas la Belgique mais bien les régions volcaniques.
Classification selon la profondeur
Une distinction est également fréquemment réalisée entre la géothermie de faible profondeur (10 à 400 m sous la surface du sol) et la géothermie profonde (plusieurs km). Si la première est répandue et bien connue, la seconde demeure plus rare et à un stade de recherche & développement.
La géothermie de faible profondeur
La géothermie très basse énergie (température inférieure à 30 °C) ne permet pas une utilisation directe de la chaleur par simple échange. Elle nécessite la mise en œuvre de pompes à chaleur (PAC) qui prélèvent cette énergie à basse température pour l’augmenter à une température suffisante pour le chauffage. On peut en conséquence la qualifier de « géothermie assistée ».
Diverses applications peuvent être énumérées.
Les capteurs horizontaux sont répartis et enterrés horizontalement à faible profondeur (entre 0,60 m et 1,20 m). Selon la technologie employée, de l’eau glycolée ou le fluide frigorigène de la pompe à chaleur circule en circuit fermé à l’intérieur de ces capteurs.
Les sondes géothermiques verticales : Les sondes géothermiques verticales sont installées dans un forage et scellées par du ciment. La profondeur peut atteindre plusieurs centaines de mètres, là où la température du sol est stable tout au long de l’année. On y fait circuler en circuit fermé de l’eau glycolée.
- PAC sur nappes ou sur aquifères : Les pompes à chaleur sur nappes puisent la chaleur contenue dans l’eau : nappes phréatiques (où la température de l’eau est constante entre 7 et 12 °C).
- Le geocooling : On désigne sous le terme de geocooling, l’utilisation « directe » de la température du sous-sol (avec interposition d’un échangeur) sans utilisation de la pompe à chaleur, pour assurer le rafraîchissement des bâtiments.
- Les puits canadiens (ou provençaux) : Les puits canadiens (ou provençaux) consistent à tempérer l’air extérieur alimentant un bâtiment, en utilisant l’inertie thermique du sol. L’air circule dans un conduit enterré qui, selon les saisons et les conditions climatiques, refroidit (puits provençal) ou réchauffe (puits canadien) le bâtiment.
- Les fondations thermoactives (ou pieux géothermiques) : Certains grands bâtiments nécessitent, pour des raisons de portance, d’être construits avec des fondations sur pieux en béton. Il est possible d’équiper ces pieux de capteurs (tubes de polyéthylène placés au cœur du pieu) et de connecter ce système de captage à une pompe à chaleur pour capter l’énergie du sol et fournir de la chaleur ou du froid au bâtiment.
La géothermie profonde
La récupération de la chaleur naturelle de la Terre, qui peut se trouver à des profondeurs comprises entre 50 et 5000 mètres exige l’utilisation d’un fluide caloporteur ; fluide qui peut être un liquide ou un gaz, autrement dit, un corps qui peut subir un écoulement. Le fluide caloporteur le plus souvent utilisé est l’eau.
Deux cas sont possibles : soit on se trouve dans une zone où l’eau est naturellement présente, soit l’eau n’est pas présente mais la roche permet néanmoins la circulation d’un fluide. Dans les deux cas, on utilisera un doublet géothermique. Ce système est composé de deux puits : un de production et un de réinjection.
Le cas du Hainaut est un peu particulier. En effet, la méthode du doublet géothermique n’est pas utilisée. Il s’agit dans ce cas-ci d’un puits Artésien (l’eau jaillit toute seule du puits sans assistance).
