Géothermie & Aquathermie
En France, la température moyenne au niveau du sol est en général de 10 à 14°C tout au long de l’année. Le chauffage géothermique nécessite la mise en œuvre d’une pompe à chaleur qui prélève l’énergie présente dans le sous-sol sous forme de calories et la restitue dans le système de chauffage, obtenant ainsi une température suffisante pour le chauffage d’habitation.
Cette technique connaît aujourd’hui un développement important, en construction neuve comme en rénovation, pour l’habitat individuel ou collectif, en raison de son intérêt économique et environnemental. La géothermie très basse énergie concerne l’exploitation de deux types de ressources :
- ► l’énergie présente dans le sous-sol à quelques dizaines de mètres (technique des sondes géothermiques verticales),
- ► l’énergie présente dans les aquifères (technique par prélèvement d’eau de nappe = aquathermie).
En géothermie verticale ou aquathermie sur nappe, le rendement est constant et n’est pas tributaire de la température extérieure. La géothermie garantit le meilleur rendement et longévité de la pompe à chaleur.
Le transfert de la chaleur est toujours assuré par une pompe à chaleur qui récupère les calories de l’eau prélevée dans les nappes phréatiques et les réinjecte dans le circuit hydraulique du système de chauffage (le plancher chauffant ou les radiateurs).
Les pompes à chaleur géothermiques sont avant tout des systèmes de chauffage mais elles peuvent également assurer la production d’eau chaude sanitaire et la production de froid en été (PAC réversible). Leur conception, leur élaboration, leur dimensionnement et leur pose exigent un savoir-faire spécifique. Les pompes doivent être installées par des professionnels (chauffagistes) qui réalisent également le raccordement entre le(s) forage(s) et la pompe à chaleur.
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Géothermie verticale
FOR&TEC met en oeuvre des sondes géothermiques verticales (eau glycolée/eau). FOR&TEC réalise des forages verticaux jusqu’à 100 mètres de profondeur, suivant les besoins énergétiques. Les diamètres des forages sont de 178 mm sur les 15 premiers mètres puis de 146 mm sur le reste du forage. Les sondes géothermiques double U en polyéthylène (sonde 32 x 2,9 mm) contenant l’eau glycolée et circulant en circuit fermé sont ensuite descendues dans le forage. Les différentes sondes sont reliées en surface entre elles au moyen d’un collecteur.
Les forages sont ensuite rebouchés avec un mélange appelé Calidutherm qui permet d’obtenir une gaine intégrale parfaite. Ce produit assure un échange de chaleur plus régulier et une conductivité calorifique des plus efficaces ce qui optimise l’efficacité thermique du système. La pompe à chaleur va ensuite prélever les calories remontées par l’eau glycolée et les transmettre à l’eau du circuit de chauffage. Cette technique rend également possible l’utilisation d’un réseau de radiateurs existants.
Aquathermie
Les aquifères superficiels sont largement répandus sur l’ensemble du territoire. Il s’agit soit de nappes alluviales qui accompagnent les cours d’eau, soit d’aquifères présents à différentes profondeurs.
Dans la technique par prélèvement d’eau dans la nappe, il existe 2 systèmes :
- ► Le système à un seul forage, l’eau de nappe prélevée est rejetée dans une rivière, un plan d’eau ou un réseau d’eaux pluviales après qu’on y ait prélevé les calories nécessaires.
- ► Le système à deux forages est davantage utilisé car il évite le rejet en surface de l’eau prélevée dans la nappe. Le deuxième forage sert à réinjecter l’eau dans la nappe.
FOR&TEC réalise 1 ou 2 forages à la profondeur nécessaire, suivant le niveau de la nappe. Les diamètres des outils de forage sont de 168 mm sur les 15 premiers mètres puis de 146 mm sur le reste du forage. Un tubage PVC plein ou crépiné de diamètre 104/114 mm est ensuite descendu dans le forage jusqu’à 10 mètres de profondeur dans la nappe. Un massif filtrant est mis en oeuvre entre les parois du forage et le PVC, si nécessaire, ou un parapluie de cimentation est positionné au-dessus du niveau d’eau, surmonté par un bouchon d’argile gonflante et par une cimentation. La tête du forage est imperméabilisée pour éviter toute infiltration d’eau de pluie ou autre pollution dans le forage.
FOR&TEC réalise ensuite le nettoyage du forage ainsi que le test de pompage avant réception par le chauffagiste qui va l’équiper avec une pompe de diamètre 76 mm à 131 mm (en fonction du débit souhaité) au fond du forage et effectuer le raccordement nécessaire jusqu’à la pompe à chaleur.
Expertise du sous-sol
La préservation des nappes phréatiques est indispensable pour garantir la qualité de l’eau extraite. Les pollutions de nappe sont liées aux pollutions des sols. FOR&TEC réalise la pose de piézomètres pour contrôler la qualité des nappes souterraines et des sondages à la tarière hélicoïdale afin de vérifier le niveau de pollution des sols.
FOR&TEC réalise les forages et la mise en place des équipements permettant la mesure de la profondeur de la nappe et le prélèvement d’échantillons.
Les piézomètres sont mis en place par la technique dite de « tarière creuse ». La technique de la tarière creuse est une technique moderne de maintien d’un trou ouvert dans un sondage en terrain alluvionnaire sans avoir besoin d’utiliser une longue et encombrante technique de tubage à l’avancement. La tarière creuse est la méthode la plus pratique et la plus efficace pour le maintien temporaire du trou avant la pose du piézomètre.
Le système est composé d’une tarière creuse terminée par un outil d’attaque type outil à lames, outil à doigts coupants ou outil à cônes, d’une tige intérieure terminée par un outil-pilote avec son support, d’un adaptateur tige/tarière et d’une tête d’entrainement spécifique double avec vis de blocage. Lorsque la profondeur souhaitée est atteinte, la partie creuse de la tarière est vidée en retirant le train de tiges intérieur et l’outil pilote, permettant ainsi la pose d’un PVC crépiné et si besoin le remplissage progressif de l’extrado par du gravier lavé. La tarière est ensuite progressivement retirée en laissant au niveau de la partie creuse, le piézomètre. La colonne piézométrique mise en place comprend un PVC diamètre 50×45 collé ou 60×52 vissé, crépiné à hauteur de l’aquifère.
Les tubes utilisés sont de qualité forage alimentaire, de couleur bleue et totalement inertes. Ils permettent des traitements ultérieurs à l’acide sans se désagréger, ni libérer dans l’eau des éléments toxiques pouvant être révélés par des analyses de laboratoire (plomb notamment).
FOR&TEC réalise des sondages à la tarière hélicoïdale permettant l’analyse qualitative des différentes couches constitutives du sous-sol jusqu’à une profondeur de 15 mètres.
C’est une méthode très rapide et économique qui permet de qualifier l’épaisseur et la nature des couches traversées par examen des échantillons remontés et d’identifier la présence éventuelle de polluants.
La tarière est une vrille (diamètre 102 mm) terminée par un outil « bulldog » (diamètre 114 mm) montée sur la sondeuse qui transmet une vitesse de rotation faible et un couple élevé.
Les dallages potentiellement présents en surface sur les sites étudiés, jusqu’à 0.50 m de profondeur, pourront être détruits à l’aide d’un outil de frappe (outil carbure) entraîné par la roto percussion de la sondeuse.