La Géothermie de Minime Importance (GMI) : principes généraux

La géothermie de minime importance (GMI), encore appelée géothermie de très basse température, permet d’extraire de l’énergie du sous-sol présente au sein de la terre ou d’une nappe   d’eau souterraine afin de la restituer à l’aide d’une pompe à chaleur.
L’exploitation de la ressource énergétique, que compose la géothermie, est encadrée réglementairement par le Code minier qui considère « les gîtes renfermés au sein de la terre dont on peut extraire de l’énergie sous forme thermique, notamment par l’intermédiaire des eaux chaudes et des vapeurs souterraines qu’ils contiennent », comme des mines.

On distingue :

Les échangeurs géothermiques fermés

Les sondes géothermiques verticales (SGV), sont des échangeurs thermiques verticaux qui prélèvent par conduction thermique de la chaleur emmagasinée dans le sol le long d’un ou plusieurs forages. L’ouvrage souterrain constitue l’échangeur thermique où cet échange énergétique avec le sous-sol s’effectue au niveau du forage et de son équipement qui forment un système géothermique. Celui-ci est constitué des éléments de l’espace annulaire, de la sonde permettant la circulation du fluide caloporteur et du fluide en lui-même. Le fluide caloporteur, de composition variable, circule au sein d’une(de) boucle(s) de la sonde (en U ou double U) disposée(s) dans un forage dont l’espace annulaire est comblé par un coulis spécifique (norme NF X-10-970).

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Échangeur géothermique fermé (sondes géothermiques verticales)

Les échangeurs géothermiques ouverts

Cette géothermie est aussi appelée géothermie sur aquifère   ou doublet géothermique.
Au fluide caloporteur cité précédemment est substituée l’eau pompée dans un aquifère   souterrain. Cette eau, prélevée d’une nappe   souterraine à partir du puits de prélèvement  , circule dans un échangeur thermique en surface, passe ainsi à travers la pompe à chaleur (PAC), puis est réinjectée dans un second puits appelé « puits de réinjection ». Cet échangeur, composé d’un puits de prélèvement   et d’un puits de réinjection, suppose des conditions de productivité (puits de production, d’exhaure) et de rejet (réinjection), dans le milieu souterrain, à des débits fonction de la productivité de l’aquifère   exploité.

Schéma d'un doublet, puits de production et puits d'injection et échangeur en surface - JPEG - 31.8 ko
Schéma d’un doublet, puits de production et puits d’injection et échangeur en surface

Enfin, la réalisation d’un doublet n’est possible qu’en l’absence de recyclage important des eaux réinjectées jusqu’au puits de production :

  • soit parce que les deux ouvrages sont suffisamment éloignés pour que le recyclage ne se produise qu’une fois l’installation rentabilisée ;
  • soit parce que l’écoulement régional est assez puissant (vitesse d’écoulement de l’ordre de plusieurs mètres par an) pour entraîner par advection les eaux froides (ou chaudes) réinjectées, hors de portée du puits de production. C’est souvent le cas des nappes   d’accompagnement des cours d’eau.
  • L’activité géothermique à l’aide d’un échangeur ouvert induit une variation thermique locale sur la nappe   au point de rejet de l’eau dont une part de la « chaleur » a été « pompée » ou « relevée » par la PAC.

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