Quels sont les trois types de géothermie ?

admin le mars 25th, 2009

Quels sont les types de géothermie ?

La géothermie consiste à capter  la chaleur de la croûte terrestre pour produire du chauffage ou de l’électricité.

* la géothermie peu profonde à basse température ;
* la géothermie profonde à haute température ;
* la géothermie très profonde à très haute température.

L’énergie géothermique est fournie par la chaleur interne de la Terre, produite pour l’essentiel par la radioactivité naturelle des roches constitutives de la croûte terrestre et, pour une faible part, par les échanges thermiques avec les zones internes de la Terre. En effet, à mesure que l’on s’enfonce sous Terre, la température augmente d’environ 3,3° tous les 100m.
Cette chaleur se propage vers la surface et échauffe des nappes d’eau situées de quelques centaines à environ 3 000 mètres de profondeur. La chaleur de ces nappes d’eau, appelées gisements géothermiques, peut être exploitée pour produire, suivant la température de l’eau, du chauffage ou de l’électricité. Le système d’exploitation se compose de deux puits : un puits par lequel l’eau de la nappe est pompée et un autre par lequel l’eau est réinjectée dans la nappe, après que la chaleur en soit retirée au moyen d’un échangeur.

Source ADEME.

Principe de la pompe à chaleur

La pompe à chaleur capte la chaleur du sol, qui est à température constante (10-12 °C) : dans l’évaporateur, s’opère un échange entre la chaleur captée dans le sol et celle du fluide circulant dans la pompe à chaleur.
Ce fluide passe dans le compresseur de la pompe à chaleur, qui en élève la température, de 10-12°C à 50°C environ.
Cette chaleur, plus élevée, est transmise au milieu à réchauffer (plancher chauffant), quand le fluide de la pompe à chaleur passe dans le condenseur : la chaleur de ce fluide s’échange avec celui du plancher ou des radiateurs.
Dans le condenseur, le fluide de la pompe à chaleur se refroidit alors et se liquéfie, puis il passe dans un détendeur qui en abaisse la pression.
Le cycle peut alors reprendre avec les échanges de chaleur et la compression du fluide…

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Pour en savoir plus sur la Geothermie :

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2 Avis sur “Quels sont les trois types de géothermie ?”

  1. technologie detente direct sol/sol

    Dans les systèmes détente directe le transfert de chaleur est assuré par un fluide frigorigène fonctionnant en circuit fermé dans le réseau de capteurs et dans le plancher chauffant.
    Il s’agit donc d’un circuit frigorifique simple dans lequel le capteur exétrieur constitue l’évaporateur et le plancher chauffant le condenseur : évaporation et condensation s’effectuent progressivement ce qui permet d’optimiser l’efficacité.
    Une armoire technique installe dans le garage la cave ou un local technique regroupe le compresseur et le détendeur. Plusieurs compresseurs peuvent etre utilisés pour chauffer plusieurs zones de la maison des températures adaptes.
    Ce système offre le rendement optimum pour une surface de captage minimale

    2 technologie eau glycole/eau

    Dans la technologie eau glycole/eau la chaleur utile est transmise par l’intermdiaire dun circuit de distribution hydraulique eau glycole dans les capteurs extérieurs horizontaux ou verticaux eau dans le plancher chauffant.
    Le générateur comporte outre le compresseur et le détendeur deux changeurs o s’effectuent l’évaporation et la condensation permettant de libérer l’énergie pour chauffer leau.
    Cette technologie rend galement possible l’utilisation d’un réseau de radiateurs existants température maximale 45C. La surface de captage exige est supérieure celle qui est nécessaire dans les sysétmes détente directe. Pour réduire cette surface de captage il est possible dans certains cas quand la configuration du terrain le permet d’implanter des capteurs verticaux qui pénétrent plus profondément dans le sol sonde géothermique.

    3technologie par puisage d’eau

    Dans la technologie par puisage d’eau le transfert de la chaleur est assuré par l’eau prélevée dans les nappes phréatiques et par un circuit hydraulique pour le plancher chauffant ou les radiateurs.
    Le générateur comporte un compresseur un changeur plaques et un changeur plaques spirales qui permettent la pompe chaleur de valoriser l’énergie récupérée dans le puits par l’intermdiaire de l’eau prélevée et de la transférer dans le circuit de distribution hydraulique pour chauffer la maison.
    Le captage d’eau sur nappe connait une demande forte auprès des clients qui possèdent des terrains exigus ou accidents. L’eau prélevée provient des nappes présentes dans le sol souvent une profondeur de 10 ou 20 mètres et dont la température est constante tout au long de l’année assurant ainsi un rendement élevé de la pompe à chaleur.

    4 technologie mixte sol/eau

    Cette technologie est une combinaison des deux premières puisqu’elle associe l’utilisation d’un fluide frigorigène dans les capteurs et d’un circuit hydraulique pour le plancher chauffant ou les radiateurs.
    Comme dans le système détente directe l’évaporation est ralise directement dans le capteur extérieur. Le générateur comporte un condenseur permettant de libérer l’énergie pour chauffer l’eau qui circule dans le plancher chauffant ou les radiateurs. Cette technologie offre comme la technologie eau glycole/eau la possibilité d’utiliser un réseau de radiateurs existants.

    Geothermie – pompe à chaleur

  2. La géothermie peu profonde et basse température

    Il s’agit principalement d’extraire la chaleur contenue dans le sous-sol afin de l’utiliser pour les besoins du chauffage. Les transferts thermiques peuvent aussi dans certains cas etre inversés pour les besoins dune climatisation. Les procédés d’extraction de l’énergie diffèrent suivant les solutions retenues par les constructeurs. La méthode utilise pour assurer les transferts thermiques influe beaucoup sur le rendement de l’ensemble. L’utilisation de l’eau comme véhicule thermique améliore le rendement. Lorsque la terre est utilise seule pour le transfert thermique le rendement est moins bon que lorsque l’on utilise l’eau. La géothermie peu profonde et basse température utilisera donc de plus en plus les nappes d’eau libre contenues dans le sous-sol alluvionnaire de nos rivières. La profondeur des deux forages aspiration et rejet sont peu profonds. La profondeur du forage est en fonction de la profondeur de la nappe phréeatique et de la permabilité du sous-sol. Plusieurs schémas d’installation existent :

    forage unique : un ou plusieurs forages de pompage sans forage de ré injection
    doublet : un ou plusieurs forages de pompage et un ou plusieurs forages de réinjection
    o doublet non réversible : chaque forage fonctionne toujours en pompage ou en injection
    o doublet réversible : chaque forage fonctionne alternativement en pompage et en injection

    En gnral le principe du doublet géothermique est retenu pour augmenter la dure de vie de l’exploitation de la nappe phréatique dans laquelle on puise l’eau chaude. Le principe est de faire deux forages : le premier pour puiser leau le second pour la réinjecter dans la nappe. Les forages peuvent etre éloignés l’un de l’autre un chaque extrémité de la nappe pour induire un mouvement de circulation d’eau dans la nappe mais ce nest pas pratique dun point de vue de l’entretien ou rapprochés de quelques mètres mais avec des forages obliques toujours dans le but dloigner les points de ponction et de réinjection de l’eau.

    La géothermie profonde haute température

    Les forages sont dans ce cas plus profonds. La profondeur de forage est fonction de la température désirée et du gradient thermique local qui peut varier sensiblement d’un site l’autre. en moyenne 4C par 100 m de profondeur. La mthode utilise pour les transferts thermiques est plus simple changeur de température contre courant et ne nécessite pas de fluide caloporteur comme cela est le cas avec la géothermie peu profonde basse température.

    La géothermie trés profonde trés haute température

    Plus on fore profond dans la croute terrestre plus la température augmente. En moyenne l’augmentation de température atteint 20 30 degrés par kilomètre. Ce gradient thermique dépend beaucoup de la région du globe considérée. Il peut varier de 3 C / 100 m régions sédimentaires jusqu’a 1000 C / 100 m régions volcaniques zones de rift comme en Islande ou en Nouvelle Zélande. On distingue classiquement trois types de géothermie selon le niveau de température disponible l’exploitation :

    la géothermie haute énergie ou géothermie privilégie exploite des sources hydrothermales trés chaudes ou des forages trés profonds ou de l’eau est injecte sous pression dans la roche. Cette géothermie est surtout utilisé pour produire de électricité. Elle est parfois subdivise en deux sous-catégories :
    o la géothermie haute énergie aux températures supérieures 150C qui permet la production d’électricité grce la vapeur qui jaillit avec assez de pression pour alimenter une turbine.
    o la géothermie moyenne nergie aux tempratures comprises entre 100 et 150C par laquelle la production dlectricit ncessite une technologie utilisant un fluide intermédiaire.
    la géothermie de basse énergie : gothermie des nappes profondes entre quelques centaines et plusieurs milliers de mètres aux températures situes entre 30 et 100 C. Principale utilisation : les réseaux de chauffage urbain.
    la géothermie de trs basse nergie : géothermie des faibles profondeurs aux niveaux de température compris entre 10 et 30C. Principales utilisations : le chauffage et la climatisation individuelle par dispositifs thermodynamiques généralement fonctionnant a l’electricité d’ou le terme barbare électro thermodynamique appels plus communément pompes chaleurs aréothermiques puisant dans l’air extérieur et pompe chaleur géothermique

    Par rapport d’autres énergies renouvelables la géothermie de profondeur haute et basse nergie prsente lavantage de ne pas dépendre des conditions atmosphériques soleil pluie vent. C’est donc une source d’énergie quasi continue car elle est interrompue uniquement par des opérations de maintenance sur la centrale géothermique ou le réseau de distribution de l’énergie. Les gisements gé’othermiques ont une dure de vie de plusieurs dizaines danné’es 30 50 ans en moyenne.

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