Pouvant être utilisée pour produire de l’électricité ou pour produire de la chaleur, la géothermie contribue à décarboner la production énergétique en France. Encore peu répandue, elle peut pourtant parfaitement s’intégrer dans un projet de construction neuve ou en rénovation. Tant pour des particuliers qui construisent leur maison que pour la réalisation d’un logement collectif, il est possible de miser sur la géothermie et ses avantages et ainsi participer à la transition énergétique.
Qu’est-ce que la géothermie ?
La géothermie est la technique qui consiste à exploiter la chaleur contenue dans l’écorce terrestre pour produire du chauffage et/ou de l’électricité. Cette géothermie peut se faire en surface lorsque l’on exploite les calories présentes en faible profondeur. Elle peut également se réaliser plus loin, à plusieurs centaines de mètres voire plusieurs kilomètres sous la Terre.
Le chauffage par géothermie en surface est la technique la plus répandue. Jusqu’à 200 m de profondeur environ, on utilise la température des roches ou de nappes d’eau en l’exploitant avec des puits et un système de pompe à chaleur (PAC). Captée, l’énergie est ensuite transformée en chauffage, en eau chaude sanitaire (ECS) et peut alimenter un logement individuel ou plusieurs bâtiments.
Le schéma de géothermie peut ainsi varier selon que le projet soit porté par des particuliers lors de la construction d’une maison ou sa rénovation voire par plusieurs personnes et même des entreprises ou des collectivités. Car la géothermie peut s’envisager à l’échelle individuelle comme pour des projets de plus grande envergure et notamment dans les domaines industriels, agricoles ou tertiaires.
Les techniques de géothermie
On distingue deux grands types de géothermie selon la profondeur.
- La géothermie de surface : elle se pratique à des profondeurs maximales de quelques centaines de mètres. La géothermie de surface permet de produire de la chaleur et du froid renouvelables grâce à une pompe à chaleur (PAC).
- La géothermie profonde : elle exploite des profondeurs allant de quelques centaines de mètres à quelques kilomètres. C’est l’eau géothermale présente dans des nappes d’eau souterraines ou des réservoirs aquifères qui est utilisée pour alimenter des réseaux de chaleur. La géothermie profonde permet également dans certains cas de produire de l’électricité et même de coupler chaleur et électricité en même temps.
Si la géothermie de surface ne réclame pas de forage ni d’installation en profondeur, elle demande en revanche de l’espace foncier pouvant être exploité pour positionner les capteurs. À l’inverse, la géothermie profonde est moins gourmande en espace au sol mais nécessite un forage et des travaux plus complets et coûteux.
Chauffage par géothermie avec le captage horizontal
Le captage horizontal – ou géothermie horizontale – consiste à prélever sur une surface importante mais à une profondeur réduite les calories présentes. Il s’agit d’une technique qui peut être utilisée si vous disposez d’une surface importante de terrain. Le captage horizontal ne nécessite pas de creuser de manière profonde. Des tubes sont enterrés jusqu’à 120 cm de profondeur et forment un circuit fermé dans lequel de l’eau glycolée ou du fluide frigorigène circulent pour capter les calories.
La géothermie avec le captage horizontal est la solution la plus économique et la plus simple à mettre en place mais nécessite une emprise au sol importante. Surtout, les performances peuvent varier selon la météo et notamment en cas d’hiver rigoureux, les tubes enterrés étant relativement proches de la surface.
Chauffage par géothermie avec le captage vertical
Le captage vertical nécessite lui l’installation de sondes enfouies verticalement à une profondeur importante. Cette géothermie par captage vertical peut se faire avec prélèvement des calories dans le sol ou dans l’eau.
- Le captage vertical dans le sol nécessite un forage avec un tube dans lequel circule de l’eau glycolée pour capter les calories. Plusieurs forages sont possibles avec un espacement entre eux pour maximiser les performances ;
- Lorsqu’il s’agit d’un captage vertical dans l’eau, on exploite alors une nappe phréatique (il faut parler plus précisément de géothermie sur nappe). Deux forages sont indispensables : l’un pour capter la chaleur de l’eau, le second pour rejeter l’eau froide.
Avec la géothermie par captage vertical, les performances sont constantes et de très haut niveau. L’emprise au sol est réduite, ce qui en fait une solution envisageable pour de nombreux particuliers même avec une superficie de parcelle limitée. Il faut en revanche disposer d’une nappe phréatique à proximité pour utiliser la solution qui exploite les calories présentes dans l’eau. Exploiter les calories du sol est plus facilement accessible. Dans tous les cas, il faut prévoir des démarches administratives avant travaux et un coût total du projet plus élevé.
Les avantages et les inconvénients de la géothermie
La géothermie possède un premier grand avantage : il s’agit d’une technique qui permet à la fois de produire de l’électricité et de la chaleur. Il s’agit d’une source d’énergie renouvelable, peu émettrice de CO2, qui ne génère pas de déchets.
Si l’on se focalise sur la production de chaleur, il faut d’ailleurs reconnaître que la géothermie n’offre que des avantages. Entre une réduction de la consommation énergétique pour produire du chauffage, la possibilité d’alimenter à la fois l’installation de chauffage et d’eau chaude sanitaire, que rêver de mieux ?
La géothermie permet d’atteindre une forme d’autonomie énergétique et de ne plus dépendre d’une autre énergie, même propre (comme le chauffage au bois ou avec des pellets/granulés).
Du côté des désavantages de la géothermie, citons la limite de cette technique lorsqu’il s’agit de produire de l’électricité. Le rendement de production électrique est assez faible, une centrale consomme beaucoup d’électricité pour fonctionner et pour produire de l’énergie.
Autre inconvénient de la géothermie, la technique de forage puis l’envoi d’eau sous pression peut abîmer le sous-sol et entraîner des mouvements. Tout comme l’exploitation du gaz ou du pétrole de schiste, la géothermie peut avoir des conséquences et créer des fissures qui amènent à des tremblements de terre. Une préparation très en amont et notamment une prospection avec des études d’ingénierie du sol sont indispensables pour prévenir le risque d’accident. Même avec la géothermie de surface, le danger existe. On ne va pas ici créer un séisme mais les affaissements de terrains sont possibles.
Enfin, la dernière limite concerne le volet financier. Une installation géothermique possède un coût d’investissement important, généralement de plusieurs dizaines de milliers d’euros. Il s’agit tout de même d’une solution de chauffage durable et rentable dans la durée avec un coût à l’usage réduit en comparaison aux autres énergies fossiles.
Combien coûte la géothermie ?
Le prix d’une installation de géothermie dépend de nombreux paramètres. Il est impossible de répondre avec un prix fixe à la question “combien coûte la géothermie ?”
Chaque type d’installation induit des coûts différents. Le captage horizontal et le plus économique, avec des capteurs positionnés à une profondeur limitée, ce qui réduit les travaux à un simple terrassement ou presque. Dans le cas d’un captage vertical ou d’un captage par nappes phréatiques, il faut réaliser un forage et donc mobiliser des machines plus conséquentes.
En plus du coût des travaux, c’est le coût de la pompe à chaleur associée qui diffère. Ensuite, il faut prévoir des frais de mise en service et des coûts d’exploitation et d’entretien, là encore très différents selon l’installation. Un système vertical avec des puits nécessite par exemple un suivi plus régulier et des entretiens préventifs que n’impose pas un simple réseau horizontal ou une corbeille géothermique. Il ne faut pas négliger l’entretien de géothermie du système. Il est indispensable pour maintenir des performances élevées et prévenir toute dégradation du matériel. Une pompe à chaleur bien entretenue et un système de géothermie suivi peuvent fonctionner pendant plusieurs dizaines d’années sans problème.
La géothermie, une énergie renouvelable
La géothermie est une technique innovante qui fait partie des solutions d’énergie verte. En effet, les installations de géothermie de surface sont peu gourmandes en électricité pour fonctionner. Pour une puissance de chauffage délivrée équivalente, on estime que la géothermie consomme de 5 à 7 fois moins que le gaz naturel ou que le fioul.
La géothermie est une énergie qui peut être considérée comme renouvelable car l’eau puisée en sous-sol est ensuite réinjectée dans la nappe d’origine. Lorsque ce sont les calories présentes dans le sol et non dans les eaux souterraines, c’est là encore une énergie gratuite et propre qui est utilisée. À chaque fois, peu importe la technique de géothermie, la ressource utilisée est pérennisée.
Autre avantage qui permet de considérer la géothermie comme une énergie renouvelable, il ne s’agit pas d’une solution directement dépendante des conditions climatiques. Par opposition à l’éolien ou au solaire, la géothermie ne varie pas selon la température extérieure et peut produire du chauffage ou du rafraîchissement en continu.
Il existe des projets pour développer en France la géothermie. Elle ne représente que 1 % de la consommation de chaleur actuellement. La filière est portée par de nombreux projets et des actions du gouvernement pour inciter à lancer des chantiers de géothermie de surface et de géothermie profonde. Elle peut contribuer à décarboner la consommation d’énergie et permettre d’atteindre la neutralité carbone à l’horizon 2050.
