05/09/2008

La géothermie

Je vous parle régulièrement d'énergie, et en particulier des énergies renouvelables.
Parmi elles, il en est une disposant d'un grand potentiel d'exploitation, tant au niveau individuel qu'industriel et que j'ai très peu abordée jusqu'à présent : la géothermie.

La géothermie consiste à puiser directement dans le sol des calories (de la chaleur) pour le chauffage des habitations ou de l'eau chaude sanitaire.   On alimente ainsi d'une habitation individuelle à des réseaux de chauffage urbain de plusieurs kilomètres de long.

Ce procédé est loin d'être nouveau : la Rome antique l'utilisait déjà, et dans des régions volcaniques comme l'Islande, le chauffage urbain basé sur la géothermie existe depuis des dizaines d'années.

Mais avec l'amélioration des techniques de forage et de transfert de chaleur, l'exploitation de cette énergie n'est plus réservée maintenant aux seules régions à forte activité volcanique.

Par exemple, en Belgique, dans la région de Mons, on utilise déjà depuis une bonne vingtaine d'années un réseau de chauffage urbain pour le chauffage de trois écoles, un hopital, une piscine et plus de 350 logements.  Il faut dire qu'à l'entrée du circuit, on trouve de l'eau puisée à pas moins de 73°C.  Ce n'est déjà pas si mal, et déjà suffisant pour bien se brûler aux radiateurs.
En bout de course, après 6 kilomètres de trajet, l'eau est encore à 40°C, ce qui est suffisant pour chauffer une grande serre horticole, après quoi, on trouve encore juste assez de chaleur pour stimuler la fermentation des boues d'une station d'épuration des eaux usées qui produiront ainsi.... du biogaz !


Mais d'où vient toute cette chaleur, et comment l'extrait-on ?

Dans les régions à forte activité volcanique, c'est évident: cette chaleur vient directement du réchauffement des roches au contact du magma tout proche.  On atteint ainsi rapidement des températures très élevées à de faibles profondeurs de forage.

Ailleurs, la chaleur est essentiellement induite par la désintégration des éléments radioactifs naturellement présents dans le sous-sol profond.  Cette chaleur s'élève avec la profondeur.  En moyenne, de 3 à 4°C par 100 mètres.   Il faut des forages parfois profonds (plusieurs centaines de mètres) pour trouver des températures utilisables, mais cela ne pose pas trop de problèmes, pour peu que la nature géologique du sous-sol le permette.

En général, on essaiera de forer au sein d'une nappe phréatique, car cela permet de simplifier le transfert de l'énergie vers la surface : on pompe simplement l'eau de la nappe phréatique, on en extrait la chaleur, et, idéalement, on la réinjecte dans la nappe, le plus souvent par un second forage.  A noter que dans le forage de Mons évoqué plus haut, (et c'est le seul reproche que je lui ferais), l'eau n'est pas réinjectée dans la nappe dans laquelle elle est puisée, mais simplement déversée dans la Haine, une rivière toute proche.   Dommage, car cette eau est de surcroît parfaitement potable....

Il y a quelques années, j'ai séjourné en Bretagne dans un logement dont le chauffage était assuré par un forage à 80 mètres de profondeur "seulement".

Dans un tel système, la température de l'eau pompée n'est pas assez élevée que pour permettre une utilisation directe.  On installe alors une pompe à chaleur.
C'est tout simplement le même principe de fonctionnement qu'un réfrigérateur.

Dans votre réfrigérateur, un compresseur se charge d'extraire la chaleur se trouvant à l'intérieur, et de l'échanger à l'extérieur.   Ces calories, vous les retrouvez sur la grille arrière de votre appareil : Allez-y !  Touchez-la pendant que le compresseur fonctionne: vous verrez, c'est impressionnant.

La pompe à chaleur, c'est pareil: on extrait la chaleur de l'eau pompée (ou de l'air ambiant), et on la restitue dans un circuit de chauffage ou dans un ballon d'eau chaude.  C'est tout simple !

Le seul inconvénient d'une pompe à chaleur, c'est qu'il lui faut un apport d'électricité pour fonctionner.   Mais bien évidemment, cela en vaut la peine, car le rendement est positif: un kilowatt d'électricité peut générer ainsi 3, 4, voire même 5 fois plus de chaleur que s'il était utilisé directement dans un chauffage électrique.  Ceci dit, je reste mitigé sur le bilan écologique d'une pompe à chaleur pour deux raisons:

  • Les anciens systèmes utilisent des fluides qui nuisent à la couche d'ozone.  Les plus récents utilisent eux des fluides très nocifs en terme de réchauffement climatique, et parfois également toxiques.
  • Sans entrer dans de savants calculs, on estime que pour produire 1 kWh d'électricité utilisable à votre prise de courant, il faut utiliser 3 kWh d'énergie primaire dans la centrale.  Ce qui revient à dire que pour des pompes à chaleur bon marché qui n'atteignent que péniblement un rendement (= COP) de 3, le bilan écologique est nul, voire négatif.

Donc, si vous êtes candidat à une telle installation, soyez très prudents lors du choix des appareils ! 

En savoir plus:

09:00 Écrit par David dans Nature | Lien permanent | Commentaires (1) |  Facebook |

Commentaires

Pac Je pense qu'il est important de connaître les consommations et la puissance restituée à -7°C extérieur !

Écrit par : max | 09/11/2009

Répondre à ce commentaire

Les commentaires sont fermés.