Les entrailles de la Terre abritent un véritable trésor, une précieuse ressource renouvelable : de la chaleur. La planète est une réserve énergétique immense que l’on peut exploiter grâce à la géothermie. Bien qu’elle gagne en popularité, cette solution d’avenir demeure méconnue, et trop peu répandue. Pourtant, elle constitue une source d’énergie décarbonée — sans recours à une matière fossile et donc peu émettrice de CO2 —, digne d’intérêt au regard des objectifs climatiques nationaux et européens.
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Théâtre d’une incroyable activité magmatique, le cœur du globe est une vraie fournaise. La température du noyau, boule de fer solide de 1 220 km, oscille entre 3 800 °C et 5 500 °C. Celle du manteau atteint 1 000 °C. Au total, 99 % du volume de la Terre affiche un mercure supérieur à 100 °C ! Les roches n’étant pas parfaitement isolantes, la chaleur s’échappe lentement du centre pour remonter vers la surface, où elle se répartit de manière inégale.
L’INFO HELLIO :
La géothermie est une pratique ancestrale. On en trouve trace dès l’Antiquité, comme en témoignent les vestiges gallo-romains du village cantalien de Chaudes-Aigues. Cette station thermale réputée possède 32 sources chaudes, avec une température moyenne de 50 °C. À l’époque, les habitantes et habitants se chauffaient grâce à ce réseau souterrain providentiel. C’est encore le cas aujourd’hui !
Par définition, la géothermie désigne l’ensemble des phénomènes thermiques qui surviennent à l’intérieur de la planète, et leur étude. Ce terme issu du grec — gêo (terre) et thermos (chaud) — renvoie également aux technologies visant à exploiter la chaleur de la Terre. L’énergie thermique sert ainsi à produire de l’électricité, et à chauffer ou refroidir les structures. Elle se prête aussi bien à la construction qu’à la rénovation de bâtiments publics ou privés, de logements, de sites industriels, etc.
Dans l’Hexagone, la géothermie s’applique principalement au chauffage des bâtiments. Toutes les constructions sont concernées : maisons individuelles, immeubles résidentiels, établissements publics, industriels et tertiaires, écoquartiers, etc.
L’apport de confort thermique au sein de la structure est réalisable grâce à une pompe à chaleur (PAC) hydrothermique, ou eau/eau. Elle permet d’extraire la chaleur située dans le sol, plus précisément dans les eaux souterraines.
La géothermie n’a pas pour seul but d’apporter du confort thermique : elle fournit de la chaleur décarbonée de manière générale, qu’elle soit utilisée pour du chauffage, de l’eau chaude sanitaire (ECS), des procédés industriels, etc.
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La production de froid ou de frais représente un autre usage de la géothermie. En effet, ces pompes à chaleur peuvent être réversibles, c’est-à-dire qu’elles offrent une solution de refroidissement pour les beaux jours. En été, le fonctionnement du système s’inverse : la PAC prélève la chaleur en intérieur pour la rejeter sous nos pieds, abaissant ainsi la température au sein du bâtiment.
Lexique : thermofrigopompe
Ce terme désigne une PAC qui permet de couvrir simultanément les besoins de chaud et de froid. Elle peut également fournir les deux de manière indépendante. Cet équipement est particulièrement adapté pour les piscines, les établissements de santé, les exploitations agricoles et les industries.
Précision utile : les pompes à chaleur non réversibles peuvent tout de même rafraîchir des locaux grâce au géocooling, aussi appelé freecooling. En période estivale, la température naturellement basse du sous-sol apporte directement de la fraîcheur via les capteurs et échangeurs géothermiques. C’est un moyen idéal de créer un climat confortable pour les occupantes et occupants d’un logement ou d’une entreprise, tout en réalisant des économies d’énergie. En effet, la pompe à chaleur ne consomme pas d’électricité, puisqu'elle n’est pas sollicitée.
Enfin, le puits climatique constitue une alternative économique pour chauffer ou rafraîchir l’air des bâtiments selon la saison, sans nécessiter l’installation d’une PAC. Le mécanisme est simple : une conduite souterraine fournit de l’air chaud ou frais au sein de la structure via le système de ventilation. Cette méthode permet non seulement de réduire la facture d’électricité, mais aussi de respecter l’environnement. En effet, le puits climatique évite la mise en route du chauffage et de la climatisation, contribuant ainsi à limiter les rejets de gaz à effet de serre (GES) dans l'atmosphère. Lorsque l'on parle de puits canadien, le système permet d'insuffler de l'air chaud en hiver, tandis que le puits provençal refroidit la température du bâtiment en été.
Plusieurs géothermies coexistent, selon les usages. On distingue deux grandes formes : la géothermie superficielle, et la géothermie profonde.
On parle aussi de géothermie horizontale lorsqu'elle se situe à une très faible profondeur, par exemple pour chauffer une maison.
Comme son nom l’indique, la géothermie de surface consiste à puiser la chaleur de la Terre à de faibles profondeurs, allant de quelques mètres à 200 m. La température oscille entre 10 et 20 °C, et reste relativement stable toute l’année. En revanche, elle n’est pas assez haute pour permettre une valorisation directe de la matière. Une pompe à chaleur s’avère donc indispensable pour exploiter l'énergie thermique.
Les calories sont ponctionnées au moyen de capteurs horizontaux ou verticaux, de sondes, de corbeilles géothermiques, de pieux de fondation, ou encore de forages effectués dans des nappes d’eau souterraines. Le choix du dispositif varie selon la typologie du sol, les caractéristiques du projet, les contraintes réglementaires, et le budget disponible.
La géothermie très basse énergie ou très basse température — ses autres appellations — s’applique à de nombreux secteurs : logements collectifs, maisons individuelles, hôpitaux, domaine tertiaire, établissements scolaires, activités viticoles, élevage, etc.
Le marché européen des pompes à chaleur géothermiques (PAC) affiche une croissance de 9,1 % en 2020, avec 100 830 appareils vendus. Il est porté par la Suède et l’Allemagne. Si la France enregistre seulement 3 005 ventes en 2020, elle se classe en 2e position du parc de PAC installées, avec plus de 200 000 appareils en opération sur un total d’environ 1,8 million d’unités en service dans l’Union européenne.
Là encore, l’expression est sans équivoque : avec la géothermie profonde, on se rapproche davantage des entrailles de la Terre pour exploiter un flux de chaleur plus important.
Il existe deux voies de valorisation de la chaleur thermique profonde, grâce à la géothermie verticale :
Dans l’Hexagone, la géothermie profonde sert principalement à alimenter les installations de chauffage urbain, notamment en Île-de-France grâce à l’aquifère du Dogger — une nappe phréatique localisée sous le Bassin parisien. En 2021, 47 des 833 réseaux de chaleur en France métropolitaine reposaient sur la géothermie directe, selon le ministère de la Transition écologique.
Dans un contexte de transition écologique et de flambée des coûts de l’électricité, du gaz et du fioul, la géothermie offre de nombreux avantages.
En effet, cette source d’énergie est :
LE CHIFFRE HELLIO : 70 à 80 %
Une pompe à chaleur géothermique consomme environ 70 à 80 % de moins que ses équivalents conventionnels (chaudières fioul ou gaz) pour le chauffage, le froid et l’eau chaude sanitaire (source : Stiebel Eltron). Seule l’électricité nécessaire au fonctionnement de la PAC génère des dépenses : l’énergie, elle, est gratuite !
Prêt à profiter des avantages d’une énergie décarbonée ?
Bien que la géothermie présente de nombreux points forts, quelques inconvénients sont à prendre en compte :
L’ASTUCE HELLIO :
L’Ademe et le BRGM, deux acteurs de la transition énergétique, ont conçu le site d’information geothermies.fr à destination des professionnelles et professionnels du secteur. Cet outil de référence propose de nombreuses ressources : actualités, avancées de la filière, formations, guides, logiciels, etc.
Néanmoins, les atouts de la géothermie l’emportent haut la main sur ces « faiblesses ». Cette source d’énergie offre un formidable potentiel encore trop peu exploité dans l’Hexagone, comparativement à certains de nos voisins européens, comme la Suède ou l’Allemagne. Elle offre pourtant une réponse adaptée aux enjeux de décarbonation du pays, c’est-à-dire la baisse des émissions de CO2.
Début février 2023, le gouvernement a ainsi lancé un plan d’action pour accélérer le développement de la filière.
Les particuliers peuvent bénéficier de plusieurs aides à la rénovation énergétique en installant une PAC géothermique dans leur maison :
Le gouvernement a pour ambition de doubler le nombre de PAC géothermiques dans les foyers d’ici 2025. Dans son rapport consacré à la géothermie, l’État indique que le cumul des dispositifs de soutien peut couvrir jusqu’à 90 % du coût du chantier pour les ménages les plus précaires.
À noter : le raccordement à un réseau de chaleur donne droit à des aides similaires, mais les sommes versées diffèrent.
Les propriétaires et gestionnaires de bâtiments résidentiels collectifs et tertiaires peuvent profiter de l’offre Coup de pouce, dans sa version collective. L’aide financière est versée en priorité pour le raccordement de l’immeuble à un réseau de chaleur, après abandon d’un équipement de chauffage à énergie fossile. Si cette opération s’avère impossible pour des raisons techniques ou économiques, l’installation d’une pompe à chaleur eau/eau donne alors droit à une grosse bonification. Concrètement, la prime habituelle des Certificats d’économies d’énergie est multipliée par 5.
Quant aux primes CEE classiques (hors Coup de pouce) pour la pose d’un équipement de ce type, elles sont ouvertes aux secteurs suivants : habitat collectif, tertiaire et agriculture. Il peut s’agir d’appareils eau/eau « classiques » ou bien à absorption (sauf pour l’agriculture). Dans le second cas, la PAC intègre un brûleur au gaz naturel ou propane. Le montant de l’aide dépend alors de plusieurs facteurs : performance énergétique, surface chauffée, secteur d’activité, etc.
Par ailleurs, les collectivités, les entreprises, les établissements publics et les associations peuvent obtenir un accompagnement financier grâce au Fonds Chaleur de l’Agence de transition écologique (Ademe). Tout comme l’Ademe, Hellio vous guide à travers chaque étape de votre projet, et dans toutes vos démarches !
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