Des technologies de chauffage et de climatisation durables et prometteuses
Le chauffage et la climatisation représentent environ la moitié de la consommation énergétique totale de l’UE, et environ 75 % de cette consommation provient encore des combustibles fossiles. De toute évidence, faire des progrès en ce qui concerne le caractère durable du chauffage et de la climatisation pourrait réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre et atténuer le changement climatique. Le sol situé sous les bâtiments peut fournir de la chaleur en hiver et du froid en été. L’adoption généralisée du chauffage de la climatisation géothermiques s’est heurtée à des difficultés économiques et techniques. Le projet Cheap-GSHPs, financé par l’UE, a surmonté ces obstacles et proposé un outil d’aide à la décision disponible gratuitement pour aider les utilisateurs potentiels à évaluer les différentes options.
Les progrès technologiques réduisent les coûts et améliorent les services
Selon Adriana Bernardi, coordinatrice du projet: «Cheap-GSHPs a ciblé une réduction de 20 à 30 % du coût total en améliorant la conception et l’installation de systèmes géothermiques peu profonds, plus efficaces et plus sûrs». L’équipe a mis au point des échangeurs de chaleur géothermiques hélicoïdaux (GSHE) avec un diamètre extérieur de corbeille géothermique plus petit afin de forer plus facilement à de plus grandes profondeurs. Ils ont complété la conception par une méthode de forage à sec modifiée. L’équipe Cheap-GSHPs a également conçu des GSHE coaxiaux en acier et amélioré la technologie d’installation des puits de forage verticaux existants, ce qui a donné lieu à une demande de brevet. De nombreux projets pilotes européens concernant ces deux technologies ont affiché une augmentation de 20 à 40 % de l’échange d’énergie thermique par rapport à ce qui se fait de mieux actuellement. Une nouvelle pompe à chaleur utilisant le CO2 comme réfrigérant pour les terminaux et la tuyauterie à haute température a été développée, et une demande de brevet a été déposée. Elle élimine le besoin de remplacer les radiateurs et les tuyaux conventionnels pour les adapter aux températures plus basses des pompes à chaleur GSHE classiques. Installée sous la supervision de l’UNESCO au Musée technique Nikola Tesla, à Zagreb, cette pompe à chaleur permettra de réduire considérablement les coûts de rénovation des bâtiments, notamment en ce qui concerne les édifices historiques et culturels.
Accessible aussi bien aux novices qu’aux experts
Les logiciels et les outils de modélisation développés pour assister l’optimisation de la conception ont également été des éléments essentiels du système d’aide à la décision (SAD) du projet Cheap-GSHPs. Ce SAD constitue une première du genre: une étude de faisabilité de bout en bout pour les installations géothermiques peu profondes qui comprend l’évaluation de la forabilité, les données climatiques, les charges du bâtiment, le dimensionnement des pompes à chaleur et des échangeurs ainsi que les structures réglementaires. Selon Adrianna Bernardi, «les bases de données et les outils permettent de créer des cartes EUR/kW comparant les échangeurs de chaleur des puits de forage Cheap-GSHPs aux échangeurs traditionnels, afin d’évaluer la faisabilité de l’exploitation de l’énergie géothermique peu profonde».
Une géothermie à faible profondeur pour un avenir durable
Un moyen important d’améliorer l’impact de cette technologie a consisté à sensibiliser le public. Le projet a élaboré une brochure technique et un manuel de formation technique en huit langues, ainsi qu’un manuel technique en trois langues portant en particulier sur les bâtiments historiques. Ces documents, ainsi que le SAD, sont tous disponibles gratuitement sur le site web du projet. Dans le cadre d’une action innovante et très inhabituelle, le projet a également proposé des ateliers et des programmes de formation gratuits dans toute l’Europe, dispensés dans la langue du pays concerné. Adriana Bernardi résume: «Grâce à une réduction des coûts d’investissement de 20 à 30 %, la géothermie à faible profondeur est désormais plus abordable dans les régions où les dépenses de forage sont élevées.» Le projet a également conçu une nouvelle pompe à chaleur qui servira à moderniser les bâtiments existants et historiques, ainsi que le SAD. Ensemble, les technologies et les outils innovants, rentables et écoénergétiques de Cheap-GSHPs pourraient faciliter considérablement l’adoption de la géothermie et réduire les émissions de CO2 associées au chauffage et à la climatisation des bâtiments européens, aussi bien anciens que nouveaux.
Mots‑clés
Cheap-GSHPs, chaleur, énergie, géothermique, coût, climatisation, chauffage, faible profondeur, bâtiments, système d’aide à la décision (SAD), installation, pompe à chaleur, outils, historique, forage, puits de forage, échangeur de chaleur géothermique (GSHE), GHSE coaxial en acier, échangeurs de chaleur hélicoïdaux géothermiques, émissions, brevet
