Systèmes de chauffage : géothermie ou aérothermie ?

Au niveau des énergies renouvelables pouvant être utilisées au sein d'un logement se trouve le chauffage par géothermie qui correspond à l’exploitation de l’énergie du noyau terrestre comme source de chaleur. En effet, on estime entre 2.000 et 12.000°C la température du centre de la terre, température qui remonte peu à peu vers la surface en perdant de l’intensité. Le principe géothermique est de récupérer cette chaleur naturelle et renouvelable et de la pomper vers la surface à l’aide d’un liquide caloporteur. Les nappes d’eau chaude souterraines peuvent également produire du chauffage lorsque la source est d’au moins 70°C, et de l’électricité lorsqu’elle atteint les 100°C. Évidemment, plus l’on creuse profondément, plus la chaleur récupérée sera forte (en Belgique par exemple, la température du sol augmente de 30°C tous les kilomètres).
 

Les différents types de géothermie

• La géothermie de faible profondeur : forme de géothermie la plus répandue, elle puise l’énergie à une profondeur de 30 à 400 mètres. Le sol y est à une température constante de 12°C à 15°C tout au long de l’année, ce qui n’est pas suffisant pour alimenter les différents modes de chauffage. Par conséquent, une pompe à chaleur doit être utilisée pour obtenir la température recherchée.
• La géothermie profonde : aussi appelée « forage de production », il s’agit d’une récupération de l’eau présente dans le sol à l’aide d’une pompe. Cette eau chaude, trouvée au-delà de 400 mètres de profondeur, est ensuite injectée dans un liquide envoyé ensuite dans les systèmes de chauffage. Là encore, si la température obtenue naturellement n’est pas suffisante, il est possible de recourir à une pompe à chaleur. Cette technique permet non seulement d’obtenir de l’eau chaude, mais aussi de l’électricité. En outre, une fois utilisée, l’eau est évacuée dans le sous-sol ou dans une étendue d’eau.
• La géothermie de grande profondeur : technologie très prometteuse bien que potentiellement capable de déclencher des séismes, elle permet d’atteindre la roche située à plus de 4.000 mètres de profondeur pour en faire du chauffage ou de l’électricité. Aussi loin sous la surface, la roche concernée atteint aisément les 200°C. Dans un premier temps, elle est fracturée à l’aide d’un jet d’eau sous haute pression, puis un second forage permet d’injecter de l’eau dans la fracture obtenue. Étant donné la température, l’eau chauffe rapidement avant d’être pompée jusqu’à la surface où elle est transformée en gaz grâce à un liquide de travail. Enfin, un turbogénérateur est actionné pour changer ce gaz en électricité et la chaleur résiduelle alimente un réseau de chauffage. Là encore, une fois l’eau utilisée, elle est réinjectée dans le sol après avoir été refroidie.

Les avantages

L’investissement demandé pour ce type de chauffage sera toujours rentabilisé, car l’énergie utilisée est une énergie renouvelable qui ne disparaîtra jamais tant que durera la terre. Par ailleurs, la chaleur du sol sous 5 mètres de profondeur est constante (12°C sous nos latitudes), été comme hiver, de jour comme de nuit, ce qui permet une chauffe homogène, même avec des températures extérieures particulièrement basses.

Cette énergie est universelle et peut produire de la chaleur et de l’électricité partout dans le monde. Chaque pays peut donc se suffire à lui-même sur ce point, ce qui peut éviter certains conflits majeurs liés notamment à l’exploitation du pétrole.

En outre, si le coût de l’installation d’un tel système est élevé, ce dernier peut fonctionner très longtemps en ne demandant que très peu d’entretien, ce qui n’est pas négligeable. Sans compter qu’au quotidien, la consommation énergétique peut se voir réduire de 30% à 80% et que vous pouvez bénéficier de plusieurs aides financières. Un véritable soulagement pour le portefeuille.

Enfin, notez qu’une géothermie correctement exploitée pourrait suffire à chauffer 10% d’une ville. L’investissement est d’ailleurs bien plus rentable lorsqu’il est consenti par la collectivité. Il existe déjà de tels réseaux urbains en France, notamment dans la région parisienne et en Alsace, qui chauffent en tout plus d’un million de foyers grâce à la géothermie.
 

Les obstacles

Les désavantages considérables d'un tel système seraient son prix et son installation assez complexe. En effet, afin d'avoir accès à une source de chaleur profonde, des études doivent avoir été réalisées au préalable. Vous devez également investir dans une pompe à chaleur très spécifique, un échangeur de chaleur, etc.

De plus, comme mentionné précédemment, certaines des techniques géothermiques peuvent augmenter les risques sismiques en affectant la stabilité de la terre par la fracturation hydraulique.

Par ailleurs, de telles installations ne peuvent pas fonctionner partout avec le même rendement, car le type de sol influe sur les performances. De ce fait, un terrain rocheux rendra plus difficile la construction d’une centrale géothermique, de même qu’une ville qui, en plus de manquer de place, a un sous-sol déjà grandement occupé par les égouts et autres conduites de gaz et d’électricité.

Enfin, si la géothermie est une énergie propre qui n’émet pas de CO2, elle peut malgré tout laisser s’échapper des gaz à effet de serre toxiques jusqu’alors contenus sous la surface. Les centrales, en plus de ne pas être très esthétiques, peuvent donc libérer du sulfure d’hydrogène en cas de fuite ou d’accident.

 

L’aérothermie ou la chaleur de l’air

Le chauffage par aérothermie est un système particulièrement performant dont le principe est simple : l’air est chauffé par les rayons du soleil et il est possible d’en récupérer les calories, même par temps froid, à l’aide d’une pompe à chaleur air/air ou air/eau. Il s’agit donc là encore d’une énergie renouvelable qui peut fonctionner partout, bien qu’il soit surtout indiqué dans les régions au climat stable et ne connaissant que peu (ou pas) de températures négatives.

De plus en plus répandue, l’aérothermie a connu de belles innovations d’un point de vue technologique et peut aujourd’hui remplacer n’importe quelle chaudière, à gaz ou à mazout.
 

Les pompes à chaleur

Il s’agit d’un système qui fonctionne comme un ventilateur inversé : la pompe à chaleur air/air extrait l’air extérieur et le réchauffe avant de l’envoyer à l’intérieur, quand la pompe à chaleur air/eau transforme l’air extérieur en eau chaude avant de le faire circuler dans l’habitation via les radiateurs ou un plancher chauffant. Ce dernier modèle convient à tous types de bâtiments, neufs ou anciens.
 

Les avantages

La pompe à chaleur aérothermique permet également de belles économies d’énergie pouvant aller jusqu’à 70%. Dans le cas de vagues de froid, la PAC ne se suffirait pas à elle-même et nécessiterait un appui électrique, ce qui pourrait considérablement faire grimper la facture. Toutefois, ce désavantage reste avantageux par rapport au prix d’une chaudière classique : le coût maximal ne dépasserait pas le tiers de celui d’un chauffage au gaz ou au mazout. Malgré tout, les économies possibles sont bien inférieures à celles que permet la géothermie.

Très simple d’utilisation, la PAC est également rapide et facile à installer. Elle ne nécessite d’ailleurs aucune autorisation administrative, contrairement au système géothermique.

La pompe à chaleur air/air présente l’avantage indéniable d’être réversible. Elle permet donc de chauffer durant l’hiver et de rafraîchir en été en faisant office de ventilateur.

Associé à une éolienne, un système de chauffage par aérothermie peut également permettre l’autonomie énergétique. Sans compter que les équipements nécessaires donnent droit à un crédit d’impôts.
 

Les inconvénients

Contrairement à la géothermie qui repose sur une énergie stable, la chaleur présente dans l’air et utilisée en aérothermie dépend de la température extérieure. De ce fait, même si les hivers rigoureux du siècle précédent sont bien loin de nous, il suffit d’une période de froid allant jusqu’à -10°C pour que la pompe à chaleur s’arrête, que le chauffage d’appoint prenne le relais, et que la facture n’explose. Par ailleurs, ce système perd déjà en performances sous les 3 degrés, ce que nous connaissons encore régulièrement durant la période hivernale.

Généralement, une pompe à chaleur aérothermique est malheureusement très bruyante. Pour ne pas avoir de problème avec les voisins, il vaut donc mieux lui trouver un espace spécifique, bien isolé. Notez toutefois que certains modèles plus modernes et un peu plus onéreux ont fait d’énormes progrès à ce sujet.

Enfin, seules les pompes à chaleur air/eau peuvent vous faire bénéficier d’un éco-prêt à taux zéro (depuis 2015) et d’une prime d’aide à la rénovation énergétique (2021).

 

Quel système préférer ?

Entre les deux, votre cœur balance ? Pour faire un choix adapté à votre situation, tenez compte des éléments suivants : ·

• La nature du sol et la complexité de l’installation : si vous n’avez pas peur d’un chantier d’envergure et que votre terrain s’y prête, le chauffage par géothermie peut être envisagé. En revanche, si vous préférez éviter les travaux de terrassement et de forage, choisissez plutôt l’aérothermie. ·
• Le coût de l’installation : si vos fonds de base sont limités, optez pour une pompe à chaleur aérothermique, bien meilleur marché. Si vous en avez les moyens et que votre habitation fait au moins 150 m2, un système à géothermie peut être préférable du point de vue de la rentabilité. ·
• Les économies possibles à long terme (en fonction de votre région, de ses conditions météorologiques générales, des variations de températures…) : si vous vivez dans une région au climat stable et aux températures essentiellement positives, l’aérothermie conviendra parfaitement, mais si vous connaissez régulièrement des hivers rigoureux, la géothermie pourrait être plus indiquée.