Géothermie de surface - Puits canadiens, capteurs enterrés et géostructures

Le puits canadien est une technique géothermique utilisant l'inertie du proche sous-sol et la faible variation de sa température tout au long de l'année, pour, selon les saisons, préchauffer ou rafraîchir l'air neuf de renouvellement des bâtiments. En mode rafraîchissement, on parle aussi de puits provençal. Cette technique relativement ancienne a été redécouverte depuis peu avec la construction de bâtiments HQE (haute qualité environnementale) où elle est désormais privilégiée pour son faible coût. Elle permet de réduire les charges de chauffage l'hiver (jusqu'à 40 % du poste de renouvellement d'air) et d'apporter un confort d'été de façon tout à fait naturelle. Les puits canadiens ou provençaux peuvent équiper tous les types de bâtiments (neufs, en priorité), de la maison individuelle aux bâtiments tertiaires.

Depuis la fin des années 1990, les pompes à chaleur utilisées pour le chauffage des maisons individuelles connaissent un net regain d'intérêt et plus particulièrement les pompes à chaleur à capteurs enterrés. Par rapport aux pompes à chaleur sur air ambiant, les pompes à chaleur à capteurs enterrés offrent principalement l'avantage d'utiliser une source de chaleur externe (le sol) dont la température reste quasiment stable tout au long de l'année. De plus, cette température est généralement plus élevée en hiver que la température de l'air ambiant et plus faible en été ; les coefficients de performance atteints sont donc meilleurs. Le renchérissement du coût des énergies fossiles et la prise de conscience accrue des populations vis-à-vis des effets du réchauffement climatique devraient favoriser le développement de ces techniques de chauffage que l'on peut considérer aujourd'hui comme parmi les moins onéreuses en coût de fonctionnement et les moins émettrices de gaz à effet de serre. On estime ainsi, qu'à l'horizon 2020, un tiers des maisons individuelles neuves construites en France pourrait être équipé de tels systèmes (source ADEME).

Certains bâtiments doivent être construits, pour des raisons de portance, sur des fondations. Les fondations, qui peuvent être des pieux, des parois ou des dalles en béton, sont des ouvrages souterrains destinés à assurer la stabilité statique du bâtiment en reportant son poids dans les profondeurs du sol. Le principe des fondations thermoactives ou géostructures consiste, pour les pieux par exemple, à y intégrer lors de leur fabrication un système de captage de l'énergie constitué d'un réseau de tubes en polyéthylène noyé dans le pieu, renforcé par une armature en fer, et dans lequel il est possible de faire circuler en circuit fermé un fluide caloporteur (de l'eau additionnée de glycol). Le système de captage de l'énergie est connecté à une pompe à chaleur. La mise en œuvre de ce concept est assez récente (les premières réalisations datent du début des années 2000). Il participe pleinement à la démarche engagée depuis quelques années visant à réduire les besoins énergétiques dans les bâtiments avec pour corollaire la diminution des impacts sur l'environnement (limitation des émissions de gaz à effet de serre). On recense aujourd'hui en Europe plusieurs centaines de réalisations mettant en œuvre des fondations thermoactives. En France, quelques projets ont été initiés au début des années 2000.