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Systèmes classiques de géothermie pour les serres et les bâtiments, en boucle fermée. Illustration : Hubert Brochard

Systèmes classiques de géothermie pour les serres et les bâtiments, en boucle fermée. Illustration : Hubert Brochard

Pour que la géothermie soit à la portée de tous

Pour faciliter l’accès à la géothermie, la présidente de l’entreprise québécoise Marmott Énergies a eu l’idée d’offrir un service clé en main. Moyennant un paiement mensuel et un léger investissement initial, l’entreprise prend en charge l’installation et la maintenance des équipements nécessaires. Selon le système de chauffage utilisé, la géothermie entraînerait des économies de 10 à 25 %, soutient Nathalie H. Tremblay.

La géothermie est l’utilisation de la chaleur ou de la fraîcheur du sous-sol pour réchauffer ou rafraîchir un bâtiment. Au Québec, dans la vallée du Saint-Laurent par exemple, la température à 2 m sous la surface avoisine 8 °C durant toute l’année. À cette faible profondeur, c’est le soleil qui a réchauffé la terre. C’est nettement plus chaud qu’au-dessus du sol, pendant l’hiver, et quand même plus frais, pendant l’été. Nous ne parlerons pas ici de la géothermie de très haute énergie exploitée à grande profondeur, non loin de la roche en fusion (il fait jusqu’à 400 °C vers 10 km dans le ventre de la Terre).

La géothermie est une énergie presque entièrement renouvelable, sans déchet, et qui génère très peu de gaz à effet de serre comme le CO2. Par rapport aux systèmes classiques, la géothermie réduirait la consommation d’énergie de 30 % à 70 % en mode chauffage et de 20 % à 95 % en mode refroidissement.

Alors pourquoi cette technique n’est-elle pas plus populaire? Experte en finances et passionnée d’écologie, Nathalie H. Tremblay n’a pas eu à creuser trop longtemps pour comprendre : le coût élevé de l’installation et des équipements requis est le principal frein à l’adoption de la géothermie. Celle qui a déjà fait partie du conseil d’administration ­d’Hydro-Québec a décidé de lancer sa propre entreprise avec un service unique : prendre en charge l’assemblage et l’entretien des dispositifs de géothermie chez les clients, en échange d’un versement mensuel et d’un léger débours de départ. On estime que la pose d’un dispositif géothermique coûterait entre 25 000 $ et 40 000 $, une dépense que son entreprise, Marmott Énergies, s’engage à régler.

Ainsi, en contrepartie d’une mensualité fixe, Marmott Énergies conçoit et installe les systèmes géothermiques chez ses clients et en reste propriétaire, agissant alors comme fournisseur d’énergie. Elle prend l’entière responsabilité de l’entretien et du remplacement des systèmes. « Cela équivaut à une garantie à vie, souligne la jeune présidente. Nous connaissons bien nos équipements et nous veillons à ce qu’ils soient complets, écologiques, durables et économiques jusqu’à la fin. » Marmott Énergies laisse également au client l’option de racheter le système à tout moment.

À l’installation, des spécialistes forent dans le sol des trous de 7 cm à 15 cm (2,75 à 6 po) de diamètre et d’une profondeur d’environ 45 m (150 pi) dans lesquels ils insèrent un tuyau en boucle où circulera un liquide non toxique caloporteur (c.-à-d. qui transfère la chaleur), par exemple de l’eau glycolée. Ce tuyau est relié à la thermopompe géothermique installée dans le sous-sol du bâtiment.

On évalue la durée de vie de la thermopompe à 25 ans, et celle des puits géothermiques, à 75 ans. Marmott Énergies fait enregistrer toute installation devant notaire, et le système reste accolé juridiquement au terrain où il est aménagé.

Avec la formule de Marmott Énergies, les habitations et bâtiments qui généreront le plus d’économies sont ceux utilisant un système de distribution à air pulsé ou par calorifères à eau chaude, chauffés au mazout ou à la biénergie.

« Par rapport à un bâtiment chauffé au mazout, avec notre formule, la géothermie permet une économie financière de 20 à 25 %, calcule Nathalie Tremblay. Par rapport à un système à l’électricité, l’économie serait plutôt de 10 à 15 %, puisqu’il faudra ajouter un système à air pulsé. » Toutefois, en comparaison avec un système au gaz naturel, vu son prix actuel, l’économie sera peu importante, évalue l’entrepreneure.

Au fil des progrès

Nathalie H. Tremblay a fondé son entreprise en 2010. Après avoir formé une solide équipe de professionnels et s’être entourée d’un réseau d’installateurs expérimentés, sa firme a réalisé ses premières installations en 2012. Les projets se sont multipliés par la suite chez des clients résidentiels, commerciaux et industriels, principalement en ville et en banlieue, parfois en région rurale. « En ce moment, nous avons aussi deux projets en cours avec des producteurs en serre », se réjouit l’entrepreneure.

Avec les années, l’entreprise de géothermie a continué à se tenir au fait des dernières technologies, comme les puits géothermiques à colonne permanente. Cette approche développée depuis une trentaine d’années aux États-Unis fait intervenir des puits artésiens dont l’eau sert de liquide caloporteur. Ces puits seraient nettement plus efficaces que les puits conventionnels, verticaux ou horizontaux, où l’on insère des tuyaux remplis d’eau glycolée en boucle fermée.

Cette nouvelle technique peut s’appliquer sur un puits artésien déjà existant : à l’arrivée de l’eau dans le bâtiment, un tuyau en dévie une partie vers la thermopompe (avant de la renvoyer dans le puits et ailleurs dans la nappe phréatique, pour former une boucle ouverte). Il faut pour cela un puits d’un débit d’au moins 91 litres (20 gallons) à la minute en continu. « Le puits à colonne permanente coûte jusqu’à cinq fois moins cher en forage », note Mme Tremblay. Et cette technologie serait trois fois plus efficace sur le plan énergétique que la géothermie à boucle fermée.

Marmott Énergies installe en ce moment un système de puits à colonne permanente sous un immeuble de 80 appartements pour personnes âgées. « Dans ce domaine, nous bénéficions chez nous des travaux de l’équipe du professeur-chercheur Philippe Pasquier, de l’École Polytechnique de Montréal », se félicite Nathalie Tremblay.

Comment ça marche, la géothermie?

Pour extraire la chaleur ou la fraîcheur du sol et la communiquer à l’air ou à l’eau d’un bâtiment, il faut un fluide intermédiaire. Pour cela, on prend de l’eau pure ou mélangée à un antigel (glycol, méthanol ou autre) et on la fait circuler dans un tuyau sur une longue distance dans le sol, dont elle va absorber la chaleur (ou la fraîcheur, en été) pour la restituer en revenant au bâtiment.

Cette restitution se fait par l’intermédiaire d’une thermopompe (pompe à chaleur). C’est le même appareil que la thermopompe domestique air-air (aérothermique), à la différence qu’elle puise sa chaleur dans l’eau venant du sol plutôt que dans l’air extérieur. Comme dans toutes les thermopompes, un fluide frigorigène circulant dans un tuyau étanche réalise cet échange thermique, suivant le même principe que dans un réfrigérateur ou un climatiseur. Ce fluide frigorigène a la particularité d’absorber les calories d’un liquide ou d’un milieu, même si ce dernier est froid, et de pouvoir les redistribuer sous forme de chaleur.