Pompe à chaleur géothermique sur géostructures

Principe de fonctionnement

Le principe des pompes à chaleur sur géostructures énergétiques est similaire aux pompes à chaleur (PAC) sur sondes géothermiques verticales (SGV). La particularité vient du fait que les tubes échangeurs de chaleur sont intégrés aux fondations du bâtiment, si tant est que celles-ci soient suffisamment profondes (10 mètres en général).

Les caractéristiques des fondations thermoactives ou pieux énergétiques (nombre, diamètre, profondeur, disposition) sont fixées par des considérations géotechniques, la fonctionnalité première des pieux étant d’assurer la portance du bâtiment.

L’énergie est acheminée jusqu’à la pompe à chaleur (PAC). La PAC transfère ensuite la chaleur prélevée dans le fluide vers le bâtiment à chauffer (mode chauffage) ou injecte la chaleur en provenance d’un bâtiment dans l’eau (mode rafraîchissement).

Cette technologie, qui est courante depuis longtemps dans certains pays comme l’Autriche, équipe plusieurs sites en France.

Points communs aux technologies de géothermie de surface

• Couverture des besoins de chauffage et/ou de refroidissement et/ou d’eau chaude sanitaire avec une énergie durable (sous réserve d’émetteurs adéquats) ;
• Adaptabilité des solutions : du bâtiment au quartier ;
• Possibilité de produire du frais avec le "géocooling" (ou "freecooling" ou "rafraîchissement passif") : lorsque le besoin de froid du bâtiment est modéré, le fluide géothermal est simplement utilisé par l’échangeur de chaleur comme source de rafraîchissement, sans avoir recours à la pompe à chaleur. Cela permet un confort d’été aux performances énergétiques, écologiques et économiques exceptionnelles puisque la PAC n’est pas sollicitée ;
• Coût global avantageux grâce à des performances énergétiques élevées ;
• Nécessité de faire appel à des professionnels qualifiés pour étudier la faisabilité du projet (plus d’infos). Des subventions peuvent être activées à cet effet ;
• Importance de la mise en place d’une maintenance annuelle qualifiée. Elle reste cependant simple et peu onéreuse par rapport à d’autres énergies (plus d’infos).

Avantages spécifiques

• Impact foncier nul : l’installation de la PAC géothermique sur géostructures n’occasionne aucune consommation de foncier supplémentaire. C’est un avantage important en milieu urbain très contraint ;
• Coût d’investissement réduit par la mutualisation avec le creusement des fondations ;
• Démarches administratives liées à la réglementation simplifiées car les géostructures ne relèvent pas du Code minier, ni du cadre de la Géothermie de Minime Importance (plus d’infos).

Limites spécifiques

• Nombre réduit de professionnels qualifiés pour la conception et la mise en œuvre ;
• Coordination importante à prévoir entre les foreurs géotechniques et l’entreprise chargée de l’installation des échangeurs géothermiques.

Plus d'infos : Recommandations pour la conception, le dimensionnement et la mise œuvre des géotructures énergétiques, CFMS/Syntec Ingénierie/SOFFONS-FNTP-2017.