Comment fonctionne la géothermie dans une maison ? (TPE)

Résumé du document

Qu'est-ce que la géothermie ?

C'est tout ce qui concerne la chaleur de la Terre, c'est-à-dire le régime thermique de la Terre et les mécanismes de transfert thermique, convectif et conductif.

En effet, la Terre est une source de chaleur immense. Il y a plusieurs siècles, il a été démontré que la température augmente avec la profondeur, c'est le gradient géothermique (transfert de chaleur par conduction de roches). Celui-ci est d'environ 33°C/km en moyenne et varie donc en fonction de la conductivité des roches mais également du flux géothermique (quantité de chaleur évacuée par unité de surface et par unité de temps) (...)

Extraits

[...] - Quelques contre-références locales mettent un doute sur la longévité de ces matériels. Bilan La géothermie permet de se chauffer efficacement grâce à l'exploitation de la chaleur de la terre. Pour se faire, il existe donc différentes manières de capter cette chaleur : capteurs horizontaux, verticaux, mais aussi en utilisant les nappes phréatiques. Celle-ci est ensuite adaptée à des températures utilisables, puis est restituée à l'intérieur de la maison à chauffer. Depuis l'aube de l'humanité, l'homme a toujours su tirer parti de cette énergie dont geysers, sources chaudes et éruptions volcaniques lui manifestaient l'existence. [...]

[...] Ce plancher relié directement à la pompe joue donc un rôle de climatisation. Or, il est parfois nécessaire d'ajouter un ventilo-convecteur, fonctionnant essentiellement par convection d'air, permettant ainsi de réaliser une climatisation plus forte pour les zones de chaleurs importantes. L'absence de radiateur permet ainsi de gagner de la surface habitable et de laisser plus de place pour les meubles. Il est cependant aussi possible de chauffer directement la maison à l'aide de radiateurs très basse température, mais aussi d'associer plancher chauffant et radiateurs pour bénéficier d'une chaleur extrême. [...]

[...] Après évaporation, celui-ci va alors atteindre une température de l'ordre de quelques degrés celsius. Intervient donc la phase numéro deux : transformation de l'énergie (voir ci-dessous : Ce système, qualifié de circuit fermé possède quelques avantages comme le fait d'avoir la possibilité de réchauffer sa maison en hiver ou de la rafraîchir en été. De plus, le coût de cette installation est inférieur à celui de capteurs verticaux (système avec sonde). Cependant, il nécessite une surface de captage assez conséquente puisqu'elle doit être environ deux fois plus importante que la surface à chauffer de l'habitation. [...]

[...] En s'éloignant, elle se refroidit, devient plus dense et redescend dans la deuxième partie du cadre en verre, plus froide. Cela crée ainsi une circulation de l'eau, de la partie chaude du cadre vers la partie froide. Ce mode de transfert thermique qui s'effectue avec transport de matière est appelé convection. Conclusion : Cette expérience n'est autre qu'un modèle analogique d'une sonde géothermique verticale. En effet, elle fonctionne de la même manière. Une circulation d'un fluide en circuit fermé permet de gagner la chaleur du terrain et ainsi d'extraire l'énergie géothermique à l'aide d'une pompe à chaleur. [...]

[...] Ce système est une excellente source d'énergie géothermique sachant que la température varie entre 7 et 12°C en été comme en hiver. Il nécessite alors l'installation d'un puit ou de deux (appelé dans ce cas doublet géothermique), si la réalimentation naturelle de la nappe est insuffisante. Ainsi l'eau est puisée, à partir de quinze mètres de profondeur, dans un puit artésien (où jaillit l'eau) grâce à une thermopompe, puis passe dans un échangeur où elle transfère son énergie à l'eau d'un circuit secondaire. [...]