La géothermie

La géothermie est le principe permettant, selon la saison, de chauffer ou refroidir un bâtiment grâce à l’énergie emmagasinée dans le sol. (Pour une description plus détaillée de la géothermie, consultez l’Annexe A).

Tout objet dont la température est au-dessus du zéro absolu contient de l’énergie. C’est le principe qui explique le fonctionnement de la pompe à chaleur (ou thermopompe), qui réussit à chauffer un bâtiment à une température de 22 °C avec une source de chaleur de plus ou moins 8 °C dans le sol.  Cette pompe réussit donc à concentrer l’énergie recueillie dans le sol pour l’amener à une température adéquate pour le chauffage.

L’avantage de la masse que constitue le sol est qu’il forme un immense réservoir thermique qui peut emmagasiner durablement une grande quantité d’énergie, qu’elle provienne du soleil ou qu’elle soit injectée par le fonctionnement d’un bâtiment.  Ainsi, à des profondeurs excédant 8 ou 9 m, la température du sol non altéré demeure constante tout au long de l’année, ce qui, sous des climats continentaux soumis à de grandes variations de température, constitue un énorme potentiel pour le chauffage et la climatisation.  Un sys­tème géothermique fonctionne donc en partie grâce à l’énergie solaire accumulée, et en partie grâce au stockage saisonnier lié au fonctionnement du bâtiment.

Un système géothermique comprend trois sous-systèmes :

• Une boucle souterraine ou sous-marine (système en boucle fermée), ou des puits d’alimentation et d’injection (système en boucle ouverte)
• Une ou plusieurs pompes à chaleur et leurs équipements fonctionnels
• Un système de distribution qui achemine la chaleur ou le froid aux différentes zones du bâtiment

La géothermie permet une production de chaleur avec un coefficient de performance variant généralement de deux à quatre, selon une foule de conditions. Par exemple, un coefficient de performance (COP) de 3 signifie que pour une unité d’énergie fournie à la thermopompe 3 unités de chaleur ou de froid sont produites, selon le cas. Cela revient à dire que l’efficacité serait de 300 %. On comprendra donc que la géothermie peut générer des économies d’énergie importantes pour un bâtiment.

Les systèmes de chauffage et de climatisation sont normalement considérés comme étant des éléments-clés dans un bâtiment. En installant un système géothermique finement réglé et finement contrôlé, on peut réduire sensiblement les coûts de chauffage et de climatisation d’un bâtiment municipal sur son cycle de vie.

Les systèmes géothermiques ont l’avantage d’aider les municipalités à se convertir aux énergies renouvelables tout en offrant une économie d’énergie annuelle très intéressante. Au Québec, cette technologie est utilisée dans plusieurs dizaines de bâtiments publics, ce qui démontre clairement qu’elle est éprouvée, pourvu qu’elle soit conçue et implantée par des spécialistes dans le domaine. Des projets de géothermie comme ceux du Pavillon Edith-Temple de l’hôpital de Sainte-Anne-de-Bellevue, ou encore de l’École du Tournant avec l’une des empreintes énergétiques la plus faible au pays, ne sont que deux des exemples les plus médiatisés. Partout au Québec et depuis des années, avec l’aide d’Hydro-Québec et d’intervenants municipaux, les systèmes géothermiques ont permis d’épargner des millions de dollars en énergie.

La géothermie comporte des coûts d’implantation élevés, principalement pour le forage et l’installation de la boucle en sol. Elle peut parfois nécessiter une longue période de retour sur l’investissement (plus de 15 ans). Toutefois, comme la boucle de sol a une longévité de 50 à 100 ans, un propriétaire visionnaire considérera l’amortissement de cette composante sur une longue période et l’amortissement des systèmes mécaniques internes comme un investissement à moyen terme. En considérant l’investissement des systèmes géothermiques sur leur cycle de vie et en comparant les rendements offerts par des systèmes alternatifs sur leurs propres cycles de vie, la géothermie offre généralement les meilleurs rendements même dans un contexte où les tarifs d’électricité sont parmi les plus bas en Amérique du Nord.

La géothermie n’est pas une solution qui doit être appliquée de façon précipitée. Une étude sérieuse doit être effectuée avant de se lancer dans un projet de ce type.  Les éléments suivants doivent être considérés :

• Les conditions de sol peuvent faire en sorte qu’elle n’est pas applicable à des coûts réalistes.
• Elle produit normalement du chauffage à basse température (souvent inférieure à 50^oC) qui ne s’adapte pas à n’importe quel usage, particulièrement dans les bâtiments existants. Il est possible de réaliser des travaux pour améliorer cette situation, mais ceux-ci sont généralement coûteux et impliquent un retour sur l’investissement encore plus long.
• Elle nécessite une opération plus complexe à laquelle les opérateurs et les gens en régulation automatique ne sont pas nécessairement habitués.
• Les pompes à chaleur impliquent des frais d’entretien non négligeables.

La Coalition canadienne de l’énergie géothermique (CCÉG) a développé un programme complet d’attestation pour les professionnels de l’industrie. La CCÉG suggère aux planificateurs municipaux d’exiger des concepteurs et des installateurs de systèmes géothermiques des plans et devis qu’elle a préalablement accrédités. Cette pratique contribue à une saine gestion des risques. Elle encourage aussi fortement les municipalités à exiger une certification des systèmes résidentiels (par la CCÉG) comme moyen de soutenir son programme national de qualité et la professionnalisation continue de l’industrie.

De plus amples renseignements sur la technologie des pompes à chaleur géothermiques sont disponibles sur le site de la CCÉG.