L'énergie géothermique désigne littéralement la chaleur issue de l'intérieur de la Terre. Le noyau terrestre, situé à environ 6 400 kilomètres de profondeur, constitue la partie la plus chaude de la planète, tandis que les températures diminuent à mesure que l'on se rapproche de la surface. Le sol le plus superficiel — jusqu'à trois mètres de profondeur — maintient une température stable comprise entre 10 et 15 °C et n'est en réalité pas chauffé par géothermie, mais par l'énergie solaire. Les systèmes de pompes à chaleur sont néanmoins qualifiés de « géothermiques » ou « à capteurs enterrés ». Plus frais que l'air ambiant en été et plus chaud en hiver, le sous-sol est ainsi exploité pour chauffer et rafraîchir les bâtiments.
Les bases de la pompe à chaleur géothermique
Un système de chauffage géothermique se compose de trois éléments principaux : le système de distribution d'air, l'échangeur thermique et le mécanisme de pompe. Utilisées aux États-Unis depuis les années 1940, les pompes à chaleur géothermiques s'avèrent plus performantes que les pompes aérothermiques, car elles puisent dans les températures constantes du sous-sol plutôt que dans les conditions changeantes de l'air extérieur.
Lors des nuits froides d'hiver, leur rendement atteint entre 300 et 600 %, contre un maximum de 250 % pour une pompe à air. La pompe à chaleur transfère en effet plus d'énergie thermique qu'elle ne consomme d'électricité, ce qui explique son rendement supérieur à 100 %. L'échangeur thermique est un réseau de tuyaux enterré dans le sol peu profond, à proximité de la maison ou du bâtiment : en hiver, la chaleur captée est injectée dans l'habitation ; en été, la chaleur est extraite de l'intérieur et restituée au sous-sol.
Des inconvénients relativement limités
Les avantages des systèmes de chauffage et de climatisation géothermiques l'emportent largement sur leurs inconvénients ; le principal obstacle pour la plupart des consommateurs demeure l'investissement financier initial. Hormis le coût, l'énergie géothermique « pourrait s'avérer la ressource énergétique la plus propre et la plus abondante qui soit », selon le groupe de consommateurs Energy Consumers Edge. L'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) affirme par ailleurs que ces systèmes constituent les solutions les plus rentables, les plus économes en énergie et les plus bénéfiques pour l'environnement actuellement disponibles sur le marché.
Des installations particulièrement coûteuses
Le prix d'installation d'un système géothermique est nettement supérieur à celui d'un système aérothermique. Le Département américain de l'énergie soutient que ces coûts sont compensés par les économies d'énergie réalisées. Cela peut toutefois prendre deux ans, dix ans, voire davantage, selon les caractéristiques du système et les besoins du foyer.
Pour certaines maisons, le coût s'avère tout simplement prohibitif : George Musser, du magazine Scientific American, estimait à 70 000 dollars le montant nécessaire pour convertir sa maison à un système géothermique en 2009. Bien qu'une subvention de l'État aurait couvert 10 000 dollars et un crédit d'impôt fédéral 20 000 dollars supplémentaires, le coût restant à sa charge aurait été considérable, soit 40 000 dollars. Selon la réduction effective des factures d'énergie, il est possible que de tels investissements ne soient jamais totalement amortis.
Les inconvénients liés aux travaux de rénovation
Les systèmes géothermiques sont majoritairement installés à l'intérieur du bâtiment ; seul le circuit enterré, raccordé à la maison, se trouve à l'extérieur. Lors de l'installation dans une habitation ancienne, les travaux perturbent l'aménagement paysager existant et engendrent des coûts de remise en état supplémentaires.
Ainsi, si des capteurs horizontaux sont retenus, des tranchées d'environ 1,20 mètre de profondeur doivent être creusées, espacées d'environ 1,50 mètre. Les propriétaires doivent donc s'attendre à un chantier invasif et veiller à protéger les racines des arbres ainsi que les plantations lorsqu'il y a lieu. Une étude préalable du terrain et une planification soignée des travaux permettent toutefois de limiter ces désagréments.
Source : https://jardin.98905.com/building-remodeling/energy-efficient-homes/1007119130.html