La géothermie sur nappe est une technique qui exploite les calories présentes dans l’eau des nappes phréatiques. Lorsque l’eau souterraine est disponible en quantité suffisante à une profondeur raisonnable, le prélèvement de l’eau et l’extraction des calories permettent un chauffage de qualité pour un coût réduit. En effet, la consommation d’énergie nécessaire est limitée car la température de l’eau prélevée est constante, même en cas de climat rigoureux.
Comment fonctionne la géothermie par nappes phréatiques
Le captage sur nappe consiste à exploiter de l’eau souterraine disponible en quantité suffisante et à une profondeur atteignable pour produire de la chaleur. Le captage sur nappe fait partie des techniques de géothermie de surface au même titre que le captage horizontal ou que l’utilisation d’une sonde géothermique verticale (SGV).
Comment puiser de l’eau dans la nappe phréatique ?
Il existe un procédé principal qui permet le captage sur une nappe phréatique.
La technique de forage consiste à creuser deux trous (deux puits). L’un des deux trous sert d’aspiration. C’est dans celui-ci que la pompe à chaleur va puiser les calories de l’eau et les utiliser. Dans le second trou, l’eau refroidie est rejetée. Ce puits permet de faire revenir l’eau utilisée dans son milieu naturel sans altérer sa qualité. Cette technique est qualifiée de doublet car on réalise deux forages : l’un pour la production de chaleur, l’autre pour la réinjection de l’eau utilisée.
Après utilisation de la chaleur, il est obligatoire de réinjecter l’eau dans la nappe. Cette réinjection doit respecter des règles spécifiques d’éloignement entre les deux forages pour éviter de refroidir l’eau prélevée (au moins une quinzaine de mètres). La réinjection de l’eau permet de garantir la pérennité de la ressource géothermique.
A savoir : l’éloignement nécessaire entre les deux puits constitue une vraie limite pour les systèmes de pompe à chaleur géothermique sur nappes. En effet, cela suppose de disposer d’un espace foncier important et donc d’une parcelle de plusieurs centaines de mètres carrés pour y réaliser les deux forages. Ainsi, en plus du coût de l’installation, il faut prévoir une parcelle suffisamment grande pour pouvoir accueillir votre projet.
Quelle est la profondeur pour la géothermie sur nappes ?
La profondeur du forage dépend de la disponibilité d’une nappe phréatique sur le terrain concerné. Le forage peut se faire à une profondeur de plusieurs dizaines de mètres selon les besoins.
Mais attention : au-delà d’une certaine profondeur – généralement une trentaine de mètres – la consommation de la pompe de puisage devient importante.
Cette surconsommation d’électricité joue directement sur les performances de l’installation. Il est donc recommandé d’éviter de forer au-delà.
Quelle est la température de l’eau prélevée dans la nappe ?
La température des eaux souterraines varie selon la profondeur. On peut prélever de l’eau à partir de 10 à 12 °C et jusqu’à plus de 80 °C.
Lorsque la température est inférieure à 60 °C, alors une pompe à chaleur doit être associée au système pour produire par compression ou absorption une eau suffisamment chaude pouvant être injectée dans le réseau. En revanche, lorsque les eaux pompées dépassent la température de 60 °C, un échangeur thermique installé directement peut permettre d’alimenter un réseau de chauffage. Sans contact entre l’eau circulant dans le réseau de chauffage et celle prélevée dans la nappe, on peut produire de la chaleur !
Et les résultats sont impressionnants. Selon les chiffres communiqués par l’Ademe, en utilisant une pompe à chaleur géothermique sur nappe, jusqu’à 5,5 kWh d’énergie thermique sont restitués au bâtiment pour chaque kWh consommé. On peut donc atteindre un coefficient de performance (COP) égal à 5,5.
Installer une pompe à chaleur sur nappe phréatique
L’installation d’une pompe à chaleur pour exploiter une nappe phréatique nécessite au préalable une analyse du terrain. Ainsi, un premier forage de prélèvement est nécessaire pour installer une pompe immergée et évaluer la température de l’eau.
Si un système peut être installé, alors le réseau de chaleur va récupérer les calories extraites de l’eau pour les transmettre ensuite aux émetteurs présents dans le logement. Une pompe à chaleur reliée à une nappe peut alimenter un plancher chauffant, des radiateurs ou encore des convecteurs. Il est même possible selon les modèles d’exploiter une PAC sur nappe pour produire de l’eau chaude sanitaire (ECS).
Une pompe à chaleur sur nappe phréatique peut également être utilisée comme système de climatisation (on parle plus précisément de géocooling ou de rafraîchissement passif). On parle dans ce cas de solution réversible. Un échangeur de chaleur entre le circuit de chauffage et le système de captage permet cette inversion. Techniquement, le fluide géothermal passe dans l’échangeur de chaleur et sert de source de rafraîchissement pendant que la PAC est arrêtée.
