L’énergie géothermique : fonctionnement et avantages

La part de la géothermie dans le mix énergétique français est encore mineure. Pourtant, cette source d’énergie renouvelable permet de produire de la chaleur et de l’électricité d’une façon tout à fait efficace. Zoom sur l’énergie géothermique.

Qu’est-ce que l’énergie géothermique ?

L’énergie géothermique correspond à l’exploitation de la chaleur de la terre pour chauffer des habitations ou produire de l’électricité.

D’où vient la chaleur de la terre ?

La croûte terrestre, qui offre une épaisseur moyenne d’environ 30 km, est chaude. Et plus on descend en profondeur sous la croûte terrestre, plus la chaleur de la terre est perceptible. Cette chaleur provient du noyau de la terre, dont la température est estimée à 5000 °C. La chaleur du noyau terrestre traverse le manteau jusqu’à atteindre la croûte terrestre.

De plus, certains éléments radioactifs présents à la surface de la terre dégagent également de la chaleur. C’est le cas de l’uranium, du thorium et du potassium, qui libèrent de la chaleur en se désintégrant.

Qu’est-ce que le gradient géothermique ?

La chaleur de la terre varie selon la région du monde où l’on se trouve. Le gradient géothermique correspond aux augmentations de la température dans le sous-sol à mesure que l’on descend sous terre.

En l’occurrence, le gradient géothermique moyen équivaut à 1°C tous les 33 mètres, soit environ 3°C tous les 100 mètres. Mais dans certaines régions volcaniques, le gradient géothermique peut atteindre 100°C tous les 100 mètres.

Comment est produite l’énergie géothermique ?

Le mode d’exploitation le plus connu de l’énergie géothermique à la pompe à chaleur. C’est un appareil de chauffage pour maison individuelle qui capte la chaleur contenue dans le sol ou dans des nappes phréatiques peu profondes.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Dans les grandes lignes, une pompe à chaleur récupère la chaleur émise par la terre pour alimenter le circuit de chauffage d’une habitation.

En pratique, la pompe à chaleur capte la chaleur disponible dans le sol, dans l’air environnement ou dans l’eau d’une nappe phréatique. Elle augmente ainsi son niveau de température interne et restitue une chaleur à température plus élevée à l’intérieur de l’habitation.

Techniquement, voici comment fonctionne une pompe à chaleur :

• La pompe à chaleur est constituée d’un circuit fermé au sein duquel circule un fluide frigorigène.
• Un réseau de tuyaux transporte le fluide jusqu’à différents organes : évaporateur, compresseur, condenseur et détendeur.
• Lorsque de la chaleur est captée depuis l’extérieur de la pompe à chaleur, le fluide frigorigène chauffe et s’évapore.
• Le compresseur aspire le fluide frigorigène.
• Le fluide frigorigène transmet sa chaleur à l’eau du circuit de chauffage ou au circuit d’eau chaude sanitaire. C’est ainsi qu’on obtient du chauffage ou de l’eau chaude.
• Le détendeur permet de réduire la pression du liquide frigorigène lorsque celui-ci se vaporise.

Fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique à fluides intermédiaires

Quels sont les avantages et les inconvénients de la géothermie ?

La géothermie présente trois principaux avantages :

• La chaleur de la terre est une source d’énergie inépuisable à l’échelle de l’homme. En ce sens, on peut dire qu’il s’agit d’une source d’énergie renouvelable. C’est là le principal atout de l’énergie géothermique.
• L’utilisation de l’énergie géothermique est économique. Hormis l’achat de la pompe à chaleur, l’énergie de la terre est en effet une source d’énergie gratuite.
• De plus, une pompe à chaleur permet de produire aussi bien du chaud que du froid. Ainsi, une installation géothermique peut produire du chauffage et de l’eau chaude sanitaire l’hiver, mais aussi faire fonction de climatisation l’été.
• Enfin, il faut souligner que contrairement à l’énergie photovoltaïque ou éolienne, l’énergie géothermique est fiable puisque la chaleur de la terre est constante toute l’année.

En dépit de ses avantages indéniables, l’énergie géothermique présente également quelques inconvénients :

• Pour fonctionner, une pompe à chaleur a besoin d’électricité. À moins de disposer de panneaux photovoltaïques chez soi, il est donc nécessaire de raccorder son installation géothermique au réseau public de distribution d’électricité.
• Dans certaines zones trop rocailleuses, il n’est pas possible de recourir à la géothermie.
• Compte tenu de l’investissement que suppose l’achat d’une pompe à chaleur, la rentabilité et d’une installation géothermique n’intervient qu’après quelques années.

Peut-on produire notre électricité avec la géothermie ?

En pratique, une eau dont la température est supérieure à 150° est captée puis transformée en vapeur. Elle est ensuite injectée dans une turbine qui permet de générer de l’électricité. Le principe de la géothermie haute énergie est apparu au début du XIXe siècle. Il faudra toutefois attendre 1970 pour que la production d’électricité géothermique ne débute véritablement.

Existe-t-il des aides pour financer sa pompe à chaleur ?

Soucieux de réduire les émissions de carbone, le gouvernement décline toute une série de mesures pour aider les particuliers à mieux isoler leur logement et à recourir à des systèmes de chauffage plus respectueux de l’environnement.

Parmi ces dispositifs, le Coup de pouce chauffage permet aux particuliers de percevoir une prime dès lors qu’ils font remplacer leur chaudière fonctionnant au charbon, au fioul ou au gaz (autre qu’à condensation) au profit d’un équipement de chauffage fonctionnant au moyen d’énergies renouvelables.

Ainsi, les ménages qui font remplacer leur vieille chaudière par une pompe à chaleur air/eau, eau/eau hybride peuvent, selon leurs revenus, percevoir une prime d’un montant compris entre 2500 et 4000 €. L’attribution de cette prime est soumise à diverses conditions. Il faut notamment faire appel à un professionnel certifié RGE. Renseignez-vous !