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Géothermie

La terre, un chauffage d'avenir ! Pourtant, la terre n'est pas à 20°C, comment est-il possible de chauffer ma maison ? Le principe est simple comme un frigo ...

Eté comme hiver, à quelques mètres sous la terre, la température est quasiment constante. En pratique, cela donne les caves par exemple, où les vignerons peuvent conserver le vin toute l'année à 12°C. En théorie, c'est une source de calorie (calor = chaleur) exploitable aussi bien pour rafraichir que pour chauffer.

Oui mais, comment chauffer avec du froid (ou refroidir avec du chaud)?

Pour cela nous utilisons deux principes :

  • la température et la pression sont liées. Quand on chauffe de l'eau dans une cocotte-minute, la pression augmente. A l'inverse, quand la pression augmente, la température du fluide augmente. En météo par exemple, un air chaud est appelé "anticyclone" (air sous pression), et au contraire, l'air froid est une "dépression".
  • chaque fluide change d'état (solide, liquide, gazeux) à une température déterminée (en fonction de la pression) et un liquide ne peut chauffer que jusqu'à une température d'évaporation. Quand on chauffe une casserole d'eau froide, la température de la casserole augmente graduellement (avec l'eau) et se stabilise à 100°C. En théorie, la casserole ne pourra augmenter sa température que lorsque toute l'eau sera évaporée (et c'est à ce moment là que les casseroles oubliées brulent les aliments!).

Ainsi sont nés le réfrigérateur et la pompe à chaleur :

  • on compresse pour chauffer le fluide
  • on détend pour le refroidir
  • et on utilise le changement d'état (liquide<->gazeux) pour stabiliser durablement une température choisie 

 La pompe à chaleur se résume à une boucle fermée : 

  1. Choisissons un fluide, une source de calorie (la terre) le maintient à une température supérieure à sa température de "changement d'état".
  2. Le fluide à l'état gazeux (~12°C) est compressé (dans un "compresseur"), donc sous l'effet de la pression, sa température augmente (>20°C).
  3. Le fluide sous haute pression transmet ses calories à un ballon d'eau ou à la maison (via un plancher chauffant par exemple), il refroidit (~20°C). Sa nouvelle température étant en dessous de sa température de "changement d'état" (à haute pression), le fluide gazeux devient liquide au fur et à mesure qu'il transmet ses calories (la maison est le "condenseur")
  4. Le fluide liquide est détendu (dans un "détendeur"), sa température diminue (<12°C).
  5. Le fluide liquide à basse pression re-pompe les calories dans la terre ("l'évaporateur") et retrouve son état gazeux (~12°C)... La boucle est bouclée. 

Une énergie qui a de l'avenir !

Au regard des autres énergies, l'installation géothermique est beaucoup moins gourmande en électricité qu'un chauffage électrique ordinaire. Contrairement aux chaudières (gaz, fioul, bois...), il n'y a pas d'émission de gaz carbonique et ni besoin d'approvisionnement régulier. Sa durée de vie est relativement longue (~40 ans) mais elle nécessite un environnement adéquat et ne peut être fait que par des professionnels.

Ainsi, comme le soleil, la terre est une énergie durable et inépuisable.

Maxime Bertault
Génie industriel 

Article mis en ligne le 06-01-2007.

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