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Comment fonctionne un chauffage par géothermie ?

Vous êtes intéressés par les pompes à chaleur (PAC) géothermiques ? Chauff'et Vous va vous faire un petit rappel pour savoir comment fonctionnent ces dispositifs et quels sont leurs avantages pour votre maison.




Principe de la géothermie

La géothermie consiste à utiliser la chaleur naturelle présente dans le sol ou l’eau comme source d’énergie pour le chauffage. Les calories présentes dans le sol ou l’eau sont une source d’énergie gratuite et inépuisable pour le chauffage : dans la couche supérieure (de 0 à 120 m de profondeur), la température se situe entre 10 et 20°C. Le fonctionnement d’une pompe à chaleur est basé sur le principe du changement d’état : un liquide (fluide frigorigène, eau glycolée, eau) va devenir gaz puis être condensé pour redevenir liquide, ce qui va dégager de l’énergie pour alimenter vos émetteurs de chauffage (chauffage au sol, ventilo-convecteur, radiateur).

1/L’énergie du sol ou de l’eau va être récupérée par un capteur, qui peut être :

  • un capteur horizontal : il s’agit de tuyaux disposés en serpentin et placés horizontalement entre 0,6 et 12 m de profondeur. A l’intérieur de ces tuyaux va circuler de l’eau glycolée (ou un fluide frigorigène) qui va servir à transférer l’énergie du sol vers la pompe à chaleur. Des travaux de terrassement sont nécessaires pour installer ce type de capteur.

  • un capteur vertical (ou sonde géothermique) : une sonde est installée dans un forage en béton très profondément dans le sol (entre 60 et 120 m de profondeur), où va également circuler de l’eau glycolée. Ce capteur vertical prend moins de place sur le terrain mais l’installation est plus onéreuse, nécessite l’intervention d’un foreur spécialisé et implique en général une autorisation spécifique (nous reviendrons un peu plus tard sur ce point dans l’article).

  • un captage par nappe phréatique (pour les pompes à chaleur EAU/EAU) : il s’agit de récupérer les calories de l’eau d’une nappe en utilisant un forage pour extraire l’énergie et autre un forage pour renvoyer l’eau dans la nappe.

2/ C’est ensuite la pompe à chaleur qui va se charger de transformer cette énergie en chaleur grâce aux éléments suivants (dans le cas d’une PAC SOL/EAU, dite Mixte) :

  • l’évaporateur : son rôle est de prélever l’énergie récupérée par le capteur grâce au phénomène d’évaporation en faisant s’évaporer un fluide frigorigène pour créer un gaz à basse pression ;

  • le compresseur : son rôle est de porter à haute température la vapeur du fluide en augmentant la pression ;

  • le condenseur : son rôle est de condenser la vapeur à haute température pour restituer la chaleur vers les émetteurs (chauffage au sol, ventilo-convecteur, radiateur) ;

  • le détenteur : son rôle est de faire chuter la pression pour un retour vers l’évaporateur et la continuation du cycle.

En ce qui concerne le fonctionnement des autres pompes à chaleur :

  • la PAC SOL/SOL (à détente directe) : le même fluide frigorigène sera utilisé dans les capteurs et dans le réseau dans le circuit de chauffage (c’est en général le dispositif utilisé pour les planchers chauffants) ;

  • la PAC EAU Glycolée/EAU et la PAC EAU-EAU (à fluides intermédiaires) : l’utilisation de fluide frigorigène est limitée à l’échange de chaleur (dans la PAC). Il y a trois circuits de fluide dans ce système, avec de l’eau glycolée pour les capteurs (ou l’eau de la nappe pour la pompe EAU/EAU dans laquelle les capteurs sont directement immergés), du fluide frigorigène dans la PAC et de l’eau dans le réseau de chauffage.


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