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Fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique avec forage vertical

par | Jan 20, 2021 | Nos pompes à chaleur | 0 commentaires

Une pompe à chaleur géothermique capte les calories contenues dans la terre.
L’option la plus courante est le captage horizontal : on décaisse une surface équivalent à 1,5 à 2 fois la surface à chauffer sur environ 1 mètre, on installe un serpentin d’eau et on recouvre. Mais si vous avez un petit terrain le captage horizontal n’est pas une option. Qu’importe, vous pouvez faire un forage vertical pour aller chercher des températures plus élevées.

La température de la terre

En hiver, lorsque l’on a besoin de chauffer son habitat, la température de l’air extérieur peut être négatif.
En revanche à quelques mètres de profondeur seulement la température de la terre est stable à environ 14°C, été comme hiver . Si l’on descend à 200 mètres la température de la terre s’élève à environ 20°C.
En hiver la pompe à chaleur va donc pouvoir facilement capter des calories de la terre en y faisant circuler de l’eau glycolée (de l’eau avec de l’antigel).

Schéma d’installation d’une géothermie verticale

Les avantages de la pompe à chaleur géothermique avec forage vertical

La température de la terre en profondeur étant stable la pompe à chaleur géothermique avec forage vertical offre des performances de chauffage élevées, même par temps très froid.
En été la fraicheur de la terre permet aussi de rafraichir naturellement l’habitat, et contrairement à un climatiseur cette opération ne nécessite pas une énergie importante, qui contribue au réchauffement de la planète.
Contrairement à une pompe à chaleur aérothermique il n’y a pas d’installation visible à l’extérieur de la maison.
Si l’investissement de départ est plus élevé qu’avec une pompe à chaleur Air/Air ou Air/eau, celui-ci s’amortit dans le temps du fait de son moindre coût de fonctionnement.
Comme le compresseur de la PAC a besoin de moins d’électricité pour fonctionner cette solution est aussi plus respectueuse de l’environnement, été comme hiver.

Le coefficient de performance indique le nombre de watts d’énergie calorifique produit par la pompe à chaleur pour 1 watt d’électricité consommé. Ainsi avec 1 watt d’énergie électrique une pompe à chaleur à géothermie verticale produit tout au long de l’année 4,85 watts d’énergie calorifique, soit un petit peu qu’une géothermie horizontale et beaucoup plus qu’une aérothermie.

Performances de la pompe à chaleur avec géothermie verticale
Performances de la pompe à chaleur avec géothermie verticale

Comment fonctionne un forage ?

La captation des calories contenues dans la terre en hiver se fait par l’intermédiaire d’un circuit d’eau glycolée fermé qui s’enfonce dans la terre avant de remonter en surface.
Pour installer ce circuit on réalise un forage vertical à une profondeur de 10 à 200 mètres. Puis on glisse dans le trou obtenu des tuyaux et on rebouche.
Si l’opération est simple à décrire elle exige une véritable expertise car le forage doit être adapté à la nature des sols. C’est pourquoi l’expérience de l’équipe d’Étao Ébéa, avec 42 kilomètres de forage, est primordial.



Forage pour pompe à chaleur géothermique
Forage pour pompe à chaleur géothermique

Compressez pour chauffer, détendez pour pompez

En hiver la température du fluide (eau glycolée qui remonte de la terre reste inférieur à la température de confort que l’on cherche à atteindre dans l’habitat.
Comment faire alors pour réchauffer un habitat à 19-20° ou une réserve d’eau chaude avec un eau à 13°C ? En utilisant simplement le principe du frigidaire, à savoir un cycle de compression et de détente d’une fluide frigorifique.
Le compresseur de la pompe à chaleur va permettre d’augmenter la température du fluide frigorifique quand il sort de la terre et ainsi chauffer l’eau du circuit de chauffage de la maison.
Après la compression on utilise un détendeur pour abaisser la température du fluide sous la température de la terre. Ainsi le fluide “froid” est injecté dans la terre “chaude” pour récupérer ses calories, avant de revenir vers le compresseur, et le cycle recommence.
L’ensemble compresseur et détendeur s’appelle une thermopompe

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