Comment est-elle extraite ?

Il s'agit de prélever (ou d'extraire) l'énergie accumulée dans la terre, qu'elle soit stockée dans l'eau ou directement dans le sous-sol, pour l'amener à la surface.

Plusieurs procédés existent et ils ont tendance à se multiplier:

• recueil de l'eau chaude de sources naturelles d'eau chaude
• circulation naturelle d'air dans une cave fraîche pour obtenir de l'air frais en été et tempéré en hiver, dans le cas des puits provençaux.
• les forages mis au point pour la recherche pétrolière, adaptées pour la recherche d'eau et développées pour la géothermie.
• enterrer des échangeurs là où il n'y a pas de fluide naturel pour transporter l'énergie.

Il est aussi possible de coupler certaines de ces méthodes entre elles, ce qui permet d'optimiser les systèmes utilisant l'énergie du sous-sol.

Les capteurs géothermiques horizontaux

Les capteurs enterrés horizontalement permettent d'exploiter la chaleur proche du sous-sol.

Ils sont constitués de tubes installés en boucles enterrées horizontalement à faible profondeur (de 0,60 m à 1,20 m) qui prélèvement l'énergie contenue dans le sous-sol proche. Dans ces tubes soit de l'eau additionnée d'antigel (tubes en polyéthylène) soit le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (tubes de cuivre gainés de polyéthylène pour la technologie dite de détente directe).

Les tubes enfuient dont la longueur peut dépasser plusieurs centaines de mètres, joue le rôle d'évaporateur du système thermodynamique. Il occupe 1,5 à 2 fois la surface à chauffer, soit par exemple 400m² pour une surface à chauffer de 200m². Cet espace peut être planté de gazon ou de petits arbustes, mais pas d'arbre à longue racine.

Les capteurs géothermiques verticaux

Le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale. Il nécessite un forage en profondeur (environ 80m). Plus coûteux que les capteurs horizontaux, il présente l'avantage d'occuper moins de surface au sol. Les capteurs verticaux sont également appelés sondes géothermiques.

Les tunnels et mines

Le principe de la géothermie des tunnels est simple les tunnels drainent de grandes quantités d'eau dont la température peut atteindre 20 à 40°C en fonction de la nature et de l'épaisseur des roches.

Des débits importants peuvent être extraits en Suisse une étude sur une quinzaine de ces ouvrages a permis d'observer des débits allant de 360 à 18 000 litres par minute pour des températures situées entre 12 et 24°C.

Une telle ressource, couplée à des pompes à chaleur permet d'envisager le chauffage à distance de bâtiments publics et privés.

Le forage rotary

La technique du forage Rotary consiste à utiliser un outil qui détruit la roche sous l'effet du poids et de la rotation. Le poids est assuré par un ensemble de tiges lourdes et creuses, assemblées en un train qui achemine sous pression les boues de forage.

Celles-ci refroidissent l'outil et assurent le déblaiement du trou. Autour des parois du forage, des tubes sont descendus et du ciment est injecté afin de garantir la tenue des parois du puits, ainsi qu'une protection contre la corrosion mais aussi la protection des nappes d'eau souterraines et leur isolation thermique.

L'aérothermie

Il s'agit de pompe à chaleur qui utilisent l'air comme source (refroidissement de l'air pour chauffer de l'eau de piscine par exemple) mais le rendement est moins bon, mais l'investissement est en revanche bien moins important.

Le plus utilisé

Les systèmes de chauffage les plus performants et donc les plus utilisé se font par chauffage au sol dans l'habitation, et par des tuyaux enterrés en moyenne 2 mètres sous le sol, en général dans le jardin. Ces systèmes sont utilisés pour transférer de l'énergie du sol vers une habitation, pour les besoins en chauffage l'hiver. Mais ce sont des systèmes qui réclament un fort investissement.