WEBVTT

1
00:00:17.540 --> 00:00:20.180
La géothermie se compose
de différentes catégories.

2
00:00:20.490 --> 00:00:23.310
On constate qu'il y a
quatre catégories principales:

3
00:00:23.640 --> 00:00:26.630
la géothermie moyenne
température et haute température

4
00:00:26.900 --> 00:00:30.050
qui sont principalement dédiées
à la production d'électricité;

5
00:00:30.340 --> 00:00:33.930
la géothermie basse et très
basse température, qui elle

6
00:00:34.150 --> 00:00:37.510
est dédiée à la production de
chaleur ou la production de froid.

7
00:00:39.440 --> 00:00:42.580
Pour faire une
application géothermique, il est

8
00:00:42.780 --> 00:00:45.210
nécessaire d'avoir
différents éléments: une boucle

9
00:00:45.410 --> 00:00:49.000
géothermique, une pompe à
chaleur et un système de distribution.

10
00:00:49.290 --> 00:00:53.090
La pompe à chaleur est le
système qui est utilisé pour la

11
00:00:53.290 --> 00:00:55.880
production de chaleur
dans le cadre d'applications

12
00:00:56.080 --> 00:00:58.500
géothermiques basse,
très basse température.

13
00:00:59.030 --> 00:01:02.380
Les applications principales
sont le chauffage - dans ces

14
00:01:02.580 --> 00:01:05.620
cas-là, la pompe à chaleur
est couplée à un système de

15
00:01:05.820 --> 00:01:08.730
distribution de type plancher
chauffant ou ventilo-convecteur -.

16
00:01:09.880 --> 00:01:14.000
On peut utiliser la
géothermie pour la production d'eau

17
00:01:14.200 --> 00:01:17.590
chaude sanitaire, dans ces
cas-là on récupérera de l'eau

18
00:01:17.790 --> 00:01:21.430
pour le chauffage ou le préchauffage
 de l'eau chaude sanitaire.

19
00:01:21.870 --> 00:01:25.520
Enfin, on peut utiliser
ces solutions: échangeurs

20
00:01:25.720 --> 00:01:29.350
géothermiques plus pompes à
chaleur, pour le rafraîchissement.

21
00:01:29.810 --> 00:01:33.720
Donc on pourra, dans ces
cas-là, imaginer un puisage soit

22
00:01:33.920 --> 00:01:37.080
sur l'extérieur, soit dans une
nappe phréatique par exemple.

23
00:01:38.560 --> 00:01:42.080
Les éléments de base pour
développer cette installation

24
00:01:42.280 --> 00:01:45.430
géothermique, c'est
déjà de connaître le sol.

25
00:01:45.810 --> 00:01:48.650
Dans quel style de sol
on va pouvoir faire notre

26
00:01:48.850 --> 00:01:52.030
prélèvement et connaître
les propriétés de ce sol.

27
00:01:52.440 --> 00:01:55.650
Différentes propriétés
sont donc à vérifier:

28
00:01:55.850 --> 00:01:59.090
la conductivité
thermique, symbolisée par le λ;

29
00:01:59.500 --> 00:02:02.680
la diffusivité
thermique, symbolisée par le α.

30
00:02:03.430 --> 00:02:06.790
Ces propriétés connues, il
sera possible de déterminer le

31
00:02:07.000 --> 00:02:09.740
profil précis de température du sol.

32
00:02:10.290 --> 00:02:14.120
Vous avez, sur le graphe
(présenté en bas, à gauche de ce

33
00:02:14.320 --> 00:02:18.650
slide), l'évolution de la
température en fonction de la

34
00:02:18.850 --> 00:02:22.820
profondeur et les différentes
courbes représentent l'évolution

35
00:02:23.020 --> 00:02:24.330
en fonction des différentes saisons.

36
00:02:24.870 --> 00:02:28.090
Ce que l'on voit sur ce
graphe, c'est qu'en fonction de

37
00:02:28.290 --> 00:02:32.140
la saison et en
fonction de la profondeur,

38
00:02:34.540 --> 00:02:38.820
on va quand même converger vers un
niveau de température assez stable.

39
00:02:39.270 --> 00:02:42.640
Au-delà d'une certaine
profondeur, la température dans le

40
00:02:42.840 --> 00:02:45.780
sol reste à un
certain niveau constant.

41
00:02:46.440 --> 00:02:48.000
L'ordre de grandeur
est d'environ 10°C.

42
00:02:49.870 --> 00:02:52.940
Les éléments clés qui
vont donc nous permettre de

43
00:02:53.140 --> 00:02:56.080
développer nos
installations géothermiques et nos

44
00:02:56.280 --> 00:02:58.780
installations basse, très
basse température, c'est donc

45
00:02:59.000 --> 00:03:02.650
la bonne connaissance du
sol par le tracé de ce type de

46
00:03:02.850 --> 00:03:07.290
profil, la connaissance de la 
puissance maximale que l'on souhaite

47
00:03:07.490 --> 00:03:11.180
extraire de notre installation
 et la stabilité de ces propriétés.

48
00:03:12.150 --> 00:03:14.690
Au niveau des échangeurs
qui vont être utilisés pour

49
00:03:14.890 --> 00:03:17.750
récupérer l'énergie présente
dans le sol, on peut dans un

50
00:03:17.860 --> 00:03:19.840
premier temps pour des
 applications maisons individuelles,

51
00:03:20.040 --> 00:03:24.690
utiliser des échangeurs horizontaux 
ou capteurs horizontaux.

52
00:03:25.610 --> 00:03:28.720
Ces échangeurs sont placés
à une certaine profondeur

53
00:03:28.920 --> 00:03:30.740
entre 0,5 et 3 mètres, la température

54
00:03:35.530 --> 00:03:39.000
à cette profondeur va être 
soumise à différentes variations.

55
00:03:39.430 --> 00:03:42.360
On est sur des applications
que l'on qualifiera plus de

56
00:03:42.560 --> 00:03:45.420
type géosolaire que
géothermique mais ça rentre bien dans

57
00:03:45.620 --> 00:03:46.780
des applications géothermiques.

58
00:03:47.350 --> 00:03:51.480
Ici, les échangeurs sont
constitués d'une nappe de tubes

59
00:03:51.910 --> 00:03:55.790
ou de serpentins. On fait circuler 
un fluide dans ces serpentins.

60
00:03:56.090 --> 00:03:59.740
Au fur et à mesure ce fluide
se charge et va nous servir

61
00:03:59.940 --> 00:04:02.900
de source froide ou de
source chaude pour la pompe à

62
00:04:03.100 --> 00:04:05.670
chaleur qui servira à la
production de chaleur ou de

63
00:04:05.870 --> 00:04:07.120
froid en fonction de son application.

64
00:04:07.690 --> 00:04:11.670
La mise en œuvre nécessite
un terrassement et est soumise

65
00:04:11.870 --> 00:04:12.630
à certaines normes.

66
00:04:13.000 --> 00:04:15.870
Il est nécessaire de
respecter certaines distances en

67
00:04:16.070 --> 00:04:19.570
fonction du bâtiment, en
fonction du champ de nappes, en

68
00:04:19.770 --> 00:04:24.490
fonction des implantations qui
sont faites au niveau du bâtiment.

69
00:04:24.710 --> 00:04:28.460
Toutes ces normes sont, bien sûr,
spécifiées dans des documents dédiés.

70
00:04:28.660 --> 00:04:32.340
L’autre installation
classique pour la production

71
00:04:32.540 --> 00:04:36.000
géothermie très basse température, 
c'est l'utilisation d'échangeurs

72
00:04:36.200 --> 00:04:39.170
verticaux ou capteurs
verticaux ou sondes.

73
00:04:39.890 --> 00:04:43.160
Ces sondes sont des
échangeurs qui sont placés dans le

74
00:04:43.360 --> 00:04:44.890
sol à une certaine profondeur.

75
00:04:45.240 --> 00:04:48.300
Ici, on va donc
bénéficier des propriétés évoquées

76
00:04:48.500 --> 00:04:51.770
précédemment, c'est-à-dire
une forte stabilité de la

77
00:04:52.000 --> 00:04:54.440
température au
niveau de cet échangeur.

78
00:04:55.200 --> 00:04:58.020
Le principe est le même que
précédemment, on a un fluide

79
00:04:58.220 --> 00:05:01.460
qui passe au sein de cet
échangeur, il se charge et

80
00:05:01.660 --> 00:05:04.690
ensuite il est renvoyé vers
la pompe à chaleur pour les

81
00:05:04.760 --> 00:05:05.960
applications que l'on souhaite faire.

82
00:05:06.540 --> 00:05:09.550
Vous avez à droite du
slide, une présentation des

83
00:05:09.640 --> 00:05:10.710
différents types d'échangeurs.

84
00:05:10.910 --> 00:05:14.000
En fonction de la
configuration que l'on choisira (U,

85
00:05:14.210 --> 00:05:17.640
simple U ou double U), on
aura des niveaux d'extractions

86
00:05:17.840 --> 00:05:19.180
qui seront beaucoup plus importants.

87
00:05:19.890 --> 00:05:23.240
Les applications avec des
champs de sondes sont des

88
00:05:23.440 --> 00:05:26.550
applications où on
arrivera à extraire beaucoup plus

89
00:05:26.750 --> 00:05:30.190
d’énergie que dans les
applications précédentes, où on

90
00:05:30.530 --> 00:05:33.300
utilise des échangeurs horizontaux.

91
00:05:35.070 --> 00:05:38.800
Il existe d'autres variantes de
capteurs, ces capteurs sont moins utilisés.

92
00:05:40.310 --> 00:05:43.330
on aura, par exemple, des
corbeilles qui sont utilisées

93
00:05:43.530 --> 00:05:45.810
en Allemagne mais
très rarement en France;

94
00:05:46.020 --> 00:05:49.930
ou l'utilisation de pieux ou
de fondations et qui sont de

95
00:05:50.130 --> 00:05:51.750
nouveau très
rarement utilisés en France.

96
00:05:52.260 --> 00:05:55.250
Les corbeilles, c'est une
solution intermédiaire, on est

97
00:05:55.450 --> 00:05:59.690
sur un mixte entre l'échangeur
vertical et l'échange horizontal.

98
00:06:00.070 --> 00:06:04.290
Vous imaginez un système
où on a une spirale qui est

99
00:06:04.700 --> 00:06:08.930
développé et cette spirale
va être implantée dans le sol

100
00:06:09.130 --> 00:06:12.150
à des niveaux de profondeur
assez faibles (entre 2 et 3

101
00:06:12.350 --> 00:06:14.660
mètres), ce qui nous permet
des implantations beaucoup

102
00:06:14.860 --> 00:06:18.900
plus simples mais on
bénéficie des propriétés que l'on a

103
00:06:19.100 --> 00:06:21.290
pu évoquer précédemment au
niveau du champ de sonde, c'est-à-dire

104
00:06:21.570 --> 00:06:24.000
des possibilités de puissances 
extraites qui vont être un

105
00:06:24.200 --> 00:06:27.050
petit peu plus importantes du
fait d'une surface d'échange

106
00:06:27.250 --> 00:06:28.010
un peu plus élevée.

107
00:06:28.910 --> 00:06:33.590
Au niveau des pieux et des
fondations, ici on va utiliser

108
00:06:33.790 --> 00:06:37.900
la structure du bâtiment
pour récupérer l'énergie.

109
00:06:38.100 --> 00:06:41.460
Un échangeur sera donc placé
dans la structure du bâtiment.

110
00:06:41.840 --> 00:06:45.370
De façon générale, ces
solutions ne sont pas forcément

111
00:06:45.570 --> 00:06:48.850
privilégiées en France afin
de préserver l'intégrité du

112
00:06:49.050 --> 00:06:52.110
bâtiment et éviter, en cas
de mauvais dimensionnement,

113
00:06:52.310 --> 00:06:56.000
une destruction du bâtiment, en
tout cas de sa stabilité mécanique.

114
00:06:57.780 --> 00:07:01.570
Une autre variante, c'est le
puit canadien ou le puit provençal.

115
00:07:02.000 --> 00:07:05.900
Ici, on va récupérer l'air
pris à l'extérieur, cet air

116
00:07:06.100 --> 00:07:09.330
pris à l'extérieur va
circuler dans des tubes placés dans

117
00:07:09.530 --> 00:07:12.470
le sol (on bénéficiera
de nouveau de la stabilité

118
00:07:12.670 --> 00:07:17.030
thermique du sol), et cet
air va ensuite être injecté

119
00:07:17.270 --> 00:07:21.160
dans le bâtiment par le biais d'une
ventilation simple ou double flux.

120
00:07:21.740 --> 00:07:25.930
Cette ventilation va nous
permettre soit de faire un

121
00:07:26.130 --> 00:07:29.720
préchauffage de l'air en hiver,
soit un rafraîchissement en été.

122
00:07:30.180 --> 00:07:32.790
Ce système n'est pas un
système comme précédemment

123
00:07:33.180 --> 00:07:37.580
permettant un chauffage
total de l'installation, on est

124
00:07:37.780 --> 00:07:41.000
plus sur un système
complémentaire qui va nous permettre

125
00:07:41.200 --> 00:07:44.540
de faire des économies au niveau de
la facture énergétique du bâtiment.

126
00:07:46.080 --> 00:07:49.030
En termes de dimensionnement, 
voici quelques ordres de grandeur

127
00:07:49.230 --> 00:07:53.080
pour les échangeurs horizontaux 
et pour les échangeurs verticaux.

128
00:07:53.640 --> 00:07:56.640
On voit qu'en fonction de
la nature du sol, on aura des

129
00:07:56.840 --> 00:07:59.250
puissances extraites
qui seront différentes.

130
00:07:59.720 --> 00:08:03.550
Si le sol présente des
caractéristiques d’humidité plus

131
00:08:03.750 --> 00:08:08.350
importantes, on aura des possibilités
d'extractions beaucoup plus élevées.

132
00:08:08.590 --> 00:08:11.530
On remarque qu’un
sol saturé en eau a une

133
00:08:13.100 --> 00:08:16.540
possibilité d'extraction
beaucoup plus élevée que sur un sol sec.

134
00:08:17.090 --> 00:08:20.010
Au niveau des capteurs
horizontaux et verticaux, le

135
00:08:20.210 --> 00:08:22.890
choix, si l'on souhaite
extraire de fortes puissances,

136
00:08:23.140 --> 00:08:26.600
sera sur des échangeurs
verticaux puisque la puissance

137
00:08:26.680 --> 00:08:28.180
d’extraction va être
beaucoup plus élevée.

138
00:08:29.160 --> 00:08:32.150
Enfin, au niveau des modes
de fonctionnement et notamment

139
00:08:32.350 --> 00:08:36.290
pour l'utilisation de
capteurs verticaux ou de sondes, on

140
00:08:36.490 --> 00:08:38.450
est obligés de penser à la recharge.

141
00:08:38.750 --> 00:08:42.290
En effet, de façon
naturelle, avec un écoulement d'eau,

142
00:08:42.490 --> 00:08:46.360
il sera possible de
recharger notre sol et de permettre

143
00:08:46.640 --> 00:08:49.590
un équilibre thermique au
fur et à mesure des cycles de

144
00:08:49.790 --> 00:08:50.600
charge et de décharge.

145
00:08:51.000 --> 00:08:55.310
Mais s’il n'y a pas
d'écoulement ou si la recharge ne se

146
00:08:55.510 --> 00:08:58.450
fait pas de façon naturelle,
il sera nécessaire de penser

147
00:08:58.650 --> 00:09:01.640
à un système de
recharge afin de permettre une

148
00:09:01.840 --> 00:09:05.030
utilisation au long terme de
notre installation géothermique.

149
00:09:05.770 --> 00:09:09.050
Une installation qui
peut être utilisée, c'est le

150
00:09:09.250 --> 00:09:12.000
couplage avec une installation 
solaire/thermique, afin de

151
00:09:12.200 --> 00:09:15.120
réinjecter de la chaleur
dans le sol pour permettre une

152
00:09:15.320 --> 00:09:17.350
stabilisation au fur
et à mesure des années.

153
00:09:17.940 --> 00:09:22.210
Si la recharge n'est pas
bien optimisée, si aucune

154
00:09:22.410 --> 00:09:27.240
recharge n'a été pensée au
préalable, les risques que l'on

155
00:09:27.440 --> 00:09:30.180
pourra avoir, c'est une
dégradation des performances

156
00:09:30.380 --> 00:09:31.580
thermiques à court terme.

157
00:09:31.810 --> 00:09:35.150
A long terme, les risques,
c’est un endommagement du sol

158
00:09:35.350 --> 00:09:37.630
et donc un endommagement au
niveau de la structure des

159
00:09:37.830 --> 00:09:39.880
bâtiments qui sont
connectés à ces installations.