Mur géothermique
Le mur géothermique pour chauffer et rafraîchir très bas carbone..
Sommaire
Le mur géothermique
Principe du mur géothermique
Le mur géothermique est un échangeur géothermique de "faible profondeur" qui s'installe dans le sol dans une tranchée creusée par une mini-pelle.
Il permet de
- Rafraîchir l'été sans l'aide d'aucune machine en rafraîchissant l'eau de climatisation avec la terre froide du sous-sol
- Chauffer l'hiver avec une pompe à chaleur ayant un rendement 50 à 100% plus élevé qu'un pompe à chaleur air-eau et ce quelque soit la température extérieure
Ayant les avantages
- Située à une profondeur suffisante pour avoir un très bon rendement
- Installation très rapide à l'aide du pelleteuse voire une mini-pelle
- Prix beaucoup plus abordable que la géothermie verticale et encore moins cher que les corbeilles
- Plus profond que la géothermie horizontale pour un meilleur rendement en hiver comme en été
- Indépendant des constructions comme les fondations
- Peut être installé à une profondeur suffisante pour une installation même sous les arbres
Le mur à un rendement amélioré par rapport à la corbeille
Le mur géothermique est moins haut que la corbeille et peut donc s'installer à une profondeur à laquelle la température de la terre est plus stable
Le mur géothermique avec sa hauteur de 1,8m peut s'implanter entre -1 et -4m de profondeur, pouvoir l'installer à une profondeur supérieure à -1,8m sera un net bénéfice pour
- dans le Sud avoir un meilleur rendement du rafraichissement
- Etre en dessous de la racine des arbres des arbustes
- et même en dessous d'excavations comme les piscines
A cette profondeur, on commence à avoir une température variant moins que la température en surface pour converger vers la température moyenne annuelle du lieu à -10 m. En France métropolitaine, la température moyenne est comprise entre 10 à 15°c. Le rectangle bleu symbolise la zone de fonctionnement de la corbeille et du mur géothermique. Le mur géothermique fonctionne dans une zone plus resserrée de température par rapport à la corbeille.
En été, pour rafraîchir, on a besoin d'une eau à 18°c pour injecter dans du plancher rafraîchissant Caleosol ou des radiateurs réversibles très basse température ou un gainable ou une VMC double flux ou une cassette réversible ou une console murale. Pour La Rochelle, on a besoin de rafraîchissement pendant au moins 1 000 heures par an pour conserver une température d'un logement RT2012 en dessous des 25°c l'été. Le graphe montre que si le mur est implanté entre -1m et -4m, alors il reste toujours en dessous de 18°c. Par contre, pour augmenter le rendement, on choisira plutôt un située en dessous des 1,8 m pour ce lieu.
Combiner le mur géothermique avec le solaire
Le mur géothermique peut fonctionner en "Solaropac".
Avec notre domotique intégrant mur géothermique, pompe à chaleur, panneaux solaires hybrides et plancher chauffant Caleosol, on peut faire fonctionner le mur géothermique et le solaire de plusieurs façons.
- Solaire en complément du mur géothermique: l'eau géothermique entre plus chaud dans la PAC pour booster le rendement
- Stockage temporaire de la chaleur solaire dans le mur géothermique pour utilisation désynchronisée
- Roof cooling la nuit pour augmenter la performance ou du géocooling ou rafraîchir les murs l'été pour recharger le géoccoling
- ...
Solution reconnue et labelisée par Solar Impulse Foundation
Ce que les experts mondiaux questionnés pour la foundation Solar Impulse
- Le faible coût et rapidité de mise en œuvre (au moins /2 voire /3 par rapport à la géothermie traditionnelle)
- La durée de vie de 100 ans par rapport aux PAC air/air et air/eau
- Pour le chauffage : le fait d’utiliser des PAC géothermiques qui ont prouvées un durée de vie 70% plus longues que des PAC air/air et air/eau et donc un impact non négligeable sur ’investissement et les GES
- Le fait que l’on adresse un marché non couvert actuellement des petits projets
- Le fait que de creuser des tranchées permet de dépenser moins de fuel d’engins par rapport à la géothermie traditionnelle de surface
- Le fait que d’être à -2 à -4m par rapport à -0,6 m pour la géothermie de surface traditionnelle permet d’augmenter fortement le rendement des PAC et permet le géocooling
Installation très rapide du mur géothermique
Les travaux d'installation sont simples et rapides à l'aide d'une simple mini-pelle de type 3,5T
Pour implanter un mur géothermique, on peut utiliser 2 types de pelleteuses :
- La pelleteuse 8T qui permet de descendre jusqu'à -4 m
- La pelleteuse 3,5T qui permet de descendre jusqu'à -3,5 m
La puissance du mur géothermique
Elle est calculée à environ 1400w. Cette valeur est calculée par logiciel mais peut aussi être calculée à partir de l'échange thermique typique d'un tuyau PE100RC SRD11 géothermique: 12 à 15 w par mètre. Avec 104 m , le mur géothermique donne 1400 w de puissance nominale.
MAIS, comme les spécialistes le mentionne, une sonde géothermique est surtout donnée par l'énergie fournée durant une saison.
Avec un mur géothermique on peut obtenir environ
- 1,5 mWh de chaud ENR par an
- 0,15 à 0,3 mWh de froid passif ENR
Pour le calcul pour les pompes à chaleur, en fonction de l'altitude bien sur, on va trouver environ 1 mur géothermique par kW de puissance de la pompe à chaleur
2 à 4 murs son en général suffisantes pour chauffer une surface de 100 m². Une étude gratuite peut valider cette quantité
- 1100 w / mur en terre humide
- 1600 w / mur en terrain très humide
Que peut-on chauffer ou refroidir avec un mur géothermique
Si l'immeuble est en RT2012, alors le besoin maxi en hiver est d'environ 50 w/ m². Un mur géothermique, à l'aide d'une pompe à chaleur permettra de chauffer 30 m² avec un rendement de pompe à chaleur de l'ordre de 5, cela fera une dépense électrique de 10 w / m².
En été, le besoin est d'environ 24 w / m² toujours pour une maison RT2012. Une corbeille pourra rafraîchir jusqu'à 40 m² en direct sans utiliser la pompe à chaleur.
Les subventions et aides
Il y a 4 possibilités de réduire les couts d'installation de la géothermiques
- Utiliser des murs géothermiques pour réduire l'investissement même sans aides
- Utiliser le Fonds chaleur pour les grands projets
- Profiter de l'offre PAC à 1€ pour les Autoconstructeur principalement dans la construction
- Utiliser MaPrimeRenov dans le cadre de la rénovation
Et bien sur profiter de la TVA réduite dans la rénovation.
Fonds Chaleur pour le mur géothermique
L’ADEME peut accompagner les opérations suivantes :
· géothermie de surface avec pompes à chaleur sur aquifère superficiel, sur champ de sondes géothermiques, sur géostructures énergétiques ou sur échangeurs compacts géothermiques ;
· installations utilisant les mêmes principes que la géothermie mais valorisant par pompe à chaleur l’énergie des eaux usées, de l’eau de mer, des eaux de surface ou des eaux thermales.
Un mur géothermique pouvant produire 1,5 MWh par an, cela fait 35 * 1.5 * 20= 1 000 € d'aide par mur géothermique
Auto-constructeurs : La pompe à chaleur à 1€
Principalement pour la construction RE2020, FreeHeat SAS offre la PAC à 1€. Cela permet de mettre la géothermie au prix de l'aérothermie pour plus de confort et d'économie d'énergie.
MaPrimeRenov pour la géothermie
- RFR bleu : Prime - 10 000 €, CEE - 4364 € Total = 14364 €
- RFR Jaune : Prime - 8 000 €, CEE - 4364 € Total = 12364 €
- RFR Violet : Prime - 4 000 €, CEE - 2727 € Total = 6727 €
- RFR Rose : Prime - 0 €, CEE - 2727 € Total = 2727 €
TVA rénovation pour pompe à chaleur géothermique et le mur géothermique
- Mur géothermique : TVA 5,5% pour l'ensemble matériel et main d'œuvre
- Matériel de chauffage: pompe à chaleur géothermique, ballon etc: TVA 5,5% pour l'ensemble matériel et main d'œuvre
Schémas d'installation du mur géothermique
Un "champ" de mur, c'est comme planifier un plancher chauffant avec des boucles (les corbeilles) et des nourrices ou collecteurs
Cotation du mur géothermique dans son environnement
Les distances minimales à respecter entre les capteurs et les autres éléments du site sont :
- 3 mètres pour les fondations, puits, fosses septiques, évacuations
- 2 mètres pour les arbres si mur installer au dessus des -2m
- 1,50 mètre pour les réseaux enterrés non hydrauliques.
Le montage du mur géothermique
Le mur géothermique arrive déjà monté, il suffit de le dérouler et d'ajouter les écarteurs en bois et les élingues pour permettre de le mettre en terre
Comment commencer son projet : par une étude gratuite
On peut commencer un projet tout simplement par une étude géothermique gratuite fournie par Caleosol incluant
- un plancher chauffant rafraîchissant Caleosol, ou un radiateur réversible très basse température
- une pompe à chaleur du catalogue commercialisé par Caleosol
- Un mir géothermique
2 types d'études gratuites peut vous être fournie 1/ étude complète chauffage et rafraîchissement 2/ étude très détaillée sur le rafraîchissement seul (sans pompe à chaleur)
Etude complète chauffage et rafraîchissement pour mur géothermique
On peut ainsi calculer la performance en utilisant l'installation minimale géothermique en tenant compte des normes françaises, puis on peut optimiser le système en donnant un COP cible.
A Carpentras , le geocooling représente 40% du chauffage, et c'est gratuit. Le COP est montré à 4,7 mais si on considère le bilan complet avec et sans PAC, le COP système est de 11013/1876 = 5,87.
Sans géocooling, il aurait fallu fallu fournir 2174 kwh à partir d'une PAC air-eau, ou le triple avec un clim.
Etude pour rafraîchissement ou géocooling seul
Le BRGM a développé pour Caleosol un logiciel spécifique pour calculer finement le géocooling. Nous sommes en mesure de vous faire une étude gratuite très rapidement.
Combien de murs géothermiques par région
Le mur géothermique en utilisation pour du géocooling passif
En production de froid, il est important de positionné le mur à une profondeur ou elle sera la plus productive.
Reconnaître la zone climatique dans laquelle vous êtes
La France métropolitaine est composée de 8 zones climatiques à une ville de référence. Chaque zone à donc une température moyenne annuelle de référence. Notre étude gratuite de géothermie permet d'affiner les calculs autour de cette référence
Plus la température moyenne est haute, plus il faudra augmenter le nombre de murs géothermiques et les enterrer plus profondément.
Les bonnes astuces pour doper le rafraîchissement sont
- Produire de l'ECS avec la géothermie l'été permet un très bon rendement de la PAC mais aussi permet de continuer à rafraîchir les murs géothermiques (c'est le fonctionnement en thermofrigopompe)
- Utiliser le solaire hybride pour capter le potentiel nocturne du free cooling
En fonction de la région, le besoin en rafraîchissement se traduit par un puissance instantanée à délivrée et par un nombre de murs géothermiques. Plus l'isolation augmente, plus il y a risque d'augmentation de la puissance de rafraîchissement.
- nombre d'heures d'inconfort: C'est le nombre d'heures au dessus de 25°c
- # kwh : l'énergie totale au bâtiment pour rafraîchir.
- # w/m²: la puissance instantanée. pour référence, en mode chauffage, pour une RT2012, la puissance est de l'ordre de 30 à 50 w/m² alors qu'en RE2020, on eput plutôt à 20 w/m². Le besoin en rafraîchissement peut donc dépasser le besoin de puissance en chauffage
Le catalogue du mur géothermiques et accessoires
Retrouvez tous les murs et les composants se rapportant aux murs géothermiques
Le mur géothermique et la RE2020
La RE2020 met l'accent sur le confort d'été et le rafraîchissement.
Le Titre V RT2012 pour mur géothermique est déjà inclue dans la RE2020.
