• lorsque le système procure à la fois du chaud et du froid/frais. Avec la géothermie de surface, ces besoins sont assurés par une seule et même installation, avec de plus des performances améliorées en raison du phénomène de recharge thermique évoqué précédemment ;
• lorsque le bâtiment que l’on souhaite équiper se situe au droit d’une ressource très favorable : par exemple, un aquifère peu profond et très productif, ou des roches très conductrices de chaleur et faciles à forer… ;
• en l’absence de servitude par un réseau de gaz.

Palais des Sports de la Ville de Puteaux


Vue de la piscine du complexe sportif de Puteaux © Ville de Puteaux


Coûts cumulés : Collectif avec rafraîchissement

(1) Géothermie de surface, étude technico-économique, Association Française des Professionnels de la Géothermie (AFPG), 2020, selon les technologies.
(2) Géothermie de surface, étude technico-économique, Association Française des Professionnels de la Géothermie (AFPG), 2020.
(3) Hypothèse retenue dans les fiches des certificats d’économie d’énergie.

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.La géothermie, c’est aussi du froid !

La stabilité des températures du sous-sol au cours des saisons permet de produire aussi bien du chaud que du froid.

En hiver, la chaleur prélevée dans le sol sert à chauffer le bâtiment. En été, la fraîcheur du sous-sol peut refroidir/rafraîchir les constructions. Ces usages présentent l’avantage de recharger thermiquement le sous-sol, et ainsi d’augmenter la performance des installations pour la saison suivante.
Deux possibilités permettent d’abaisser les températures des bâtiments et d’améliorer ainsi le confort d’été :

• La production de froid actif : avec des émetteurs adaptés, un système équipé de pompes à chaleur réversibles produit de la climatisation.
• La production de frais, par géocooling.

La température du sous-sol est suffisamment basse pour rafraîchir directement et naturellement le bâtiment, un simple échangeur de chaleur suffit alors à alimenter le circuit des émetteurs. La pompe à chaleur n’étant pas sollicitée, cela rend cette solution particulièrement économique.
Cette opportunité de produire du froid renouvelable est indispensable pour certains établissements (EHPAD, hôpitaux…) et à propos dans le contexte du réchauffement climatique, en évitant, dans les zones denses, l’augmentation des îlots de chaleur.
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Une énergie verte

On considère que les installations de géothermie de surface rejettent, en moyenne, moins de 45 g de CO2 par kWh de chauffage, des émissions associées à la consommation électrique de la pompe à chaleur (5).
C’est environ 4 fois moins que l’électricité, 5 fois moins que le gaz naturel, et 7 fois moins que le fioul, pour satisfaire un même besoin de chauffage.

Disponible localement, la géothermie de surface n’implique pas de transport. En effet, elle est, par nature, consommée directement là où elle est produite. Ce sont donc autant d’émissions de CO2 et de particules fines qui sont évitées. Cela en fait un véritable atout pour la qualité de l’air des territoires.
Son usage, encadré par la réglementation et mis en œuvre par des professionnels qualifiés, se fait dans le respect de l’environnement et de la biodiversité, dans le sous-sol et en surface.
Cette énergie renouvelable contribue au déploiement des Bâtiments Bas Carbone et de Haute Qualité Environnementale. L’entrée en vigueur de la réglementation environnementale RE2020, qui prévoit à moyen terme la disparition du chauffage au gaz dans les constructions neuves, d’abord pour l’habitat individuel puis pour le collectif, favorisera l’étude de solutions géothermiques.

Un engagement pour lutter contre le changement climatique

Aux côtés des autres sources d’énergie renouvelable, la géothermie de surface est essentielle à l’atteinte des objectifs de la Loi de Transition Énergétique pour la Croissance Verte. Le Plan Climat Air Énergie Métropolitain, adopté fin 2018, fixe pour l’horizon 2030 de porter à plus de 50% de la consommation énergétique finale la part des énergies renouvelables et de récupération, dont au moins 20 % produites localement.
Alors que certains pays européens ont su valoriser la géothermie de surface dans leur mix énergétique, il reste en France un très fort potentiel de développement. La mobilisation sans réserve de toutes les énergies renouvelables est nécessaire pour s’adapter au changement climatique. La géothermie de surface présente de réels atouts. Pour les collectivités territoriales, stratèges énergétiques, animateurs des dynamiques locales et maîtres d’ouvrage, c’est une énergie incontournable à considérer. C’est aussi vrai pour les particuliers.

(5) Hypothèse d’un COP à 4. Valeurs pour kgCO2/kWh issues de la base de données carbone de l’ADEME : électricité usage chauffage 2016 : 0,169 kgCO2/kWh ;
gaz naturel : 0,244 kgCO2/kWh PCI ; fioul : 0,312 kgCO2/kWh PCI.

Émissions de CO2/an - 20,9 t/an

Vue de la résidence particulière chauffée par géothermie

Une énergie disponible en permanence sur presque tout le territoire

La géothermie de surface est une énergie disponible en continu presque partout.

Les ressources géothermiques proviennent soit des roches du sous-sol - exploitation sur sondes - soit des nappes d’eau souterraines : exploitation sur nappe. L’exploitation de ces deux types de ressource passe ainsi principalement par deux technologies :

• pour la géothermie sur nappe : l’eau d’un aquifère est prélevée directement par une pompe dans un forage dit de production, et sa température est utilisée, soit pour chauffer soit pour rafraîchir, au moyen d’une pompe à chaleur. L’eau est alors réinjectée dans un second forage ;
• pour la géothermie sur sonde : la réalisation de forages secs permet, presque en tout lieu, d’avoir accès directement à la chaleur/fraîcheur de la roche du sous-sol.

On crée une circulation d’eau dans un (ou des) tube(s) qui passe(nt) dans ces forages. L’eau se réchauffe - ou se refroidit selon les cas - en descendant sous terre, puis la température est alors valorisée en surface par une pompe à chaleur.

Des projets de plus en plus nombreux sur tout le territoire de la Métropole du Grand Paris

Fin 2020, plus de 620 forages de géothermie sont recensés au sein de la Métropole du Grand Paris, pour environ 250 opérations. 375 de ces forages de géothermie ont été déclarés ces 5 dernières années, ce qui indique une nette augmentation depuis l’existence du régime de déclaration Géothermie de Minime Importance (2015) (6).

La géologie francilienne est favorable à la géothermie de surface

A l’échelle de la Métropole du Grand Paris, l’empilement des couches géologiques permet qu’il y ait au moins une nappe productive à faible profondeur (<100 m) partout.
Une étude locale permet d’identifier la nappe la plus pertinente et les débits d’exploitations envisageables. Pour les plus gros projets, et pour des raisons économiques, cette solution sera en particulier privilégiée par rapport à la géothermie sur sondes.
Cette dernière est encore plus généralement accessible : les propriétés thermiques des terrains étant relativement stables sur les 100 à 150 premiers mètres rencontrés en tout point de la Métropole du Grand Paris. Cette caractéristique est liée à la variation importante des typologies des couches géologiques - marnes, calcaires, sables, argiles, craie, alluvions… - qui confère une certaine homogénéité à l’ensemble. La présence d’une nappe peut notamment augmenter la chaleur ou la fraîcheur disponible, et donc améliorer le rendement des sondes.
La géothermie de surface est ainsi une solution d’approvisionnement en chaleur et en froid mobilisable sur presque tout le territoire de la Métropole du Grand Paris, à quelques rares exceptions près : par exemple, des contraintes sur la géologie du fait de la présence de gypse ou de carrières souterraines.

(6) geothermies.fr

Cartographie des opérations de géothermie
de surface sur le territoire de la Métropole du Grand Paris recensées au 1er janvier 2021

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Une énergie de mon territoire pour mon territoire

La géothermie est une énergie locale. Elle n’implique donc pas de transport, pas de gestion de stocks. En s’émancipant des énergies fossiles, elle favorise l’indépendance énergétique des territoires. Elle mobilise les talents locaux : bureaux d’études, foreurs, installateurs… et contribue à l’emploi de proximité.
La géothermie est l’occasion de rappeler que les potentiels d’un territoire ne s’arrêtent pas en surface, et comprennent aussi l’usage de son sous-sol.
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