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La géothermie devient une source attrayante d’énergie renouvelable

Geothermie wordt een aantrekkelijke bron van energie - La géothermie devient une source attrayante d’énergie renouvelable

La géothermie, un moyen idéal de rendre plus durable la consommation d’énergie de nos bâtiments, devient une source d’énergie renouvelable de plus en plus importante. L'innovation constante rend l'énergie géothermique plus efficace, polyvalente et économiquement intéressante.

Warmtewisselaar geïntegreerd in funderingspalen - Échangeur de chaleur intégré dans des pieux de fondation
Échangeur de chaleur intégré dans des pieux de fondation. Source : De groene paal

Plus efficace

L’efficacité des systèmes géothermiques est renforcée de plusieurs manières. Une approche connue depuis longtemps déjà vise à optimiser le diamètre du trou de forage et à éviter un court-circuit thermique entre les tuyaux ascendants et descendants. Une méthode moins utilisée consiste à accroître la turbulence dans les tuyaux. Pour ce faire, on fait circuler le liquide à travers un tuyau hélicoïdal, ce qui augmente l’échange d’énergie entre ce liquide et le sol. La résistance thermique entre le liquide et le sol peut encore être réduite par l’application d’un matériau de remplissage - graphite, poudre métallique ou autres substances - entre les tuyaux et le sol.

Plus intelligente

Un champ de forage bien conçu et durable appelle nécessairement une connaissance approfondie du sol. La mesure de la température du sol au moyen de fibres optiques ou de thermocouples permet d’évaluer les capacités de stockage thermique et le rendement d'installations existantes. Par ailleurs, des cartes présentant des informations relatives aux caractéristiques géothermiques pertinentes sont établies et publiées.

Les forages classiques jusqu’à 100 mètres n’étant pas toujours rentables économiquement ou légalement possibles, des boucles de sol font leur apparition sur le marché. Ces dernières sont installées dans des fossés ou des tranchées et visent à maximiser la surface d’échange avec le sol.

Plus propice aux investissements

Le prix de revient des forages géothermiques diminue sensiblement grâce au développement des connaissances professionnelles et à l’automatisation du processus de forage. L'intégration d’échangeurs de chaleur dans des structures géothermiques telles que des pieux et des dalles de fondation, des éléments de tunnel, etc. offre de nouvelles possibilités économiquement intéressantes d’exploiter la terre comme un réservoir de stockage thermique.

La géothermie ne constitue pas un cas isolé et ne doit pas nécessairement être la seule source de production de chaleur ou de froid dans un bâtiment. La combinaison avec d'autres sources thermiques peut s’avérer économiquement intéressante. L'intégration d’échangeurs de chaleur dans des revêtements routiers et de pont en est un bel exemple. Les échangeurs de chaleur fonctionnent comme une source thermique supplémentaire en été et comme un système d’émission en hiver, permettant de garder la surface du revêtement à l’abri du gel.

Dans d’autres développements, les échangeurs de chaleur sont utilisés pour récupérer la chaleur des façades, les eaux d’égout et l’eau de surface.

Smart grids

De plus en plus souvent, la demande et l’offre en énergie thermique dépassent les limites d'une parcelle ou d'un bâtiment. Au lieu de stocker l’excédent d’énergie accumulée (chaleur ou fraicheur) en un lieu, celui-ci est transmis via un réseau vers un autre lieu où il est nécessaire. Cette approche confère à la géothermie une dimension fonctionnelle supplémentaire comme réservoir de stockage thermique temporaire.

Il est essentiel de bien gérer l’évolution de la température du flux d’énergie dans de tels réseaux. Les questions à ce sujet sont nombreuses. Faut-il placer les pompes à chaleur de façon centralisée ou décentralisée ? Faut-il les relier en cascade ou non ? Un réglage et un monitoring adéquats sont indispensables au bon fonctionnement de ce système.

C-Watch Inspiring construction technology

C-Watch mène des activités de veille technologique à l'initiative de la Guidance technologique ‘Ecoconstruction et développement durable’ subsidiée par la Région de Bruxelles Capitale et Innoviris, l’Institut bruxellois pour la recherche et l’innovation.

L'Antenne Normes Géotechnique

Le présent article a été rédigé avec le soutien du SPF Economie dans le cadre de l'Antenne Normes Géotechnique.

Cette dernière a pour objectif d’informer l’ensemble du secteur belge de la construction – en particulier les PME – sur les différentes normes (produits, calcul ou essai) nationales et européennes (existantes ou en préparation) dans un domaine précis.

Le service "C-Watch" n'est pas un inventaire des produits ou méthodes qui ont prouvé leur valeur ou qualité, et une publication ne peut, en aucun cas, être considérée comme un jugement de qualité de la part du CSTC ou de ses partenaires, ni des produits ou méthodes dans une phase de développement, ni de ceux qui sont déjà sur le marché.

C-Watch

Le CSTC, ensemble avec ses partenaires, offre le service "C-Watch" comme un service de support à l'innovation, à partir duquel des idées et produits innovants sont publiés en tant que source d'inspiration dans une première phase dans le processus d'innovation des entreprises de construction.