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Ethan.boechler a déplacé la page Ground source heat pump vers Pompe géothermique

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[[File:Geothermal_shilsholepointe.jpg|200px|thumb|Figure 1. Une pompe à chaleur géothermique dans un sous-sol, avec la boucle souterraine qui sort du mur.<Ref>Wikimedia Commons [Online], Available: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Geothermal_shilsholepointe.jpg#/media/File:Geothermal_shilsholepointe.jpg</ref>]]
<onlyinclude>Les '''pompes à chaleur géothermiques''' sont des technologies de [[chauffage]] et refroidissement des locaux. Elles extraient la [[chaleur]] du sol et sont très efficaces. Parfois, la source de cette chaleur est le [[soleil]] (qui réchauffe la surface et [[conduction thermique|conduit]] sous terre), et d'autres fois, la chaleur provient de l'[[énergie géothermique]]. Les pompes à chaleur géothermiques pompent littéralement la chaleur du sol dans un espace, souvent une maison. </onlyinclude> La chaleur peut être extraite de n'importe quelle [[température]], aussi froide soit-elle, cependant des températures plus chaudes entraînent un meilleur [[pompe à chaleur#Coefficient de performance|performance]].

Les pompes à chaleur géothermiques peuvent être installées dans le jardin d'une maison presque partout dans le monde, mais certains endroits sont mieux adaptés à leur utilisation. Par exemple, plus la température disponible sous terre est élevée pendant les mois d'hiver, moins la [[pompe à chaleur]] a besoin de [[travail]]ler.<Ref name=doe1>Department of Energy. (August 12, 2015). ''Geothermal Heat Pumps'' [Online], Available: http://energy.gov/energysaver/articles/geothermal-heat-pumps</ref>

L'un des avantages principaux de ces systèmes est qu'ils utilisent la [[chaleur]] déjà disponible qui est stockée dans la terre, de sorte que le chauffage ou le refroidissement d'une maison ne nécessite pas l'utilisation de [[gaz naturel]] ou de [[chauffage électrique]]. Les pompes à chaleur géothermiques tirent l'énergie nécessaire au chauffage du sol, contrairement aux systèmes classiques qui nécessitent la [[combustion]] de [[combustible fossile|combustibles fossiles]] ou l'utilisation d'électricité,<ref name=doe2>Department of Energy. (August 12, 2015). ''Geothermal Heat Pumps'' [Online], Available: http://energy.gov/eere/geothermal/geothermal-heat-pumps</ref> elles ont des coûts de combustible et des émissions de [[dioxyde de carbone]] plus faibles pendant le fonctionnement du système, ce qui sera examiné dans la section [[pompe à chaleur géothermique#Impacts environnementaux|sur les impacts environnementaux]] ci-dessous.

==Terminologie==
[[File:open_loop_system.gif|200px|thumb|Figure 2. Un système en boucle ouverte échange de l'eau avec la nappe phréatique.<Ref name = doe3>Department of Energy Heat & Cool - Geothermal heat pumps [Online, accessed August 28th, 2017.], Available: https://energy.gov/energysaver/geothermal-heat-pumps</ref>]]
[[File:closed_loop_system_vertical.gif|200px|thumb|Figure 3. Une pompe à chaleur géothermique dans un sous-sol, avec la boucle souterraine qui sort du mur.<Ref name = doe3/>]]

L'[[énergie géothermique]] provient [[coupe transversale de la Terre|de la Terre]], mais il faut atteindre une profondeur importante (10-20 [[mètre]]s ou plus) avant que la température commence à augmenter en réponse à la température interne de la Terre.<ref name=wolf>R. Wolfson, "Geothermal Heat Pumps" in ''Energy, Environment, and Climate'', 2nd ed., New York, NY: W.W. Norton & Company, 2012, ch. 8, sec. 4, pp. 214-218</ref> C'est pourquoi le terme '''pompe à chaleur géothermique''' peut être trompeur puisque la chaleur utilisée par ces pompes n'est pas nécessairement d'origine géothermique, mais provient plutôt du [[soleil]] ou de la chaleur stockée dans le sous-sol peu profond, et le terme '''source souterraine''' est souvent préféré.

===Systèmes en boucle ouverte et en boucle fermée===

Les systèmes en circuit ouvert, comme celui de la figure 2, puisent de l'eau dans le sous-sol ([[eau souterraine]]) et la remettent dans le sol (eau plus froide, dont la chaleur a été retirée), en utilisant la chaleur de l'eau pour chauffer la pièce. En revanche, les systèmes en circuit fermé, comme dans la figure 3, utilisent le même fluide de manière répétée, ce fluide ne se mélangeant jamais avec l'eau souterraine.

Les deux systèmes présentent des avantages et des inconvénients. Pour en savoir plus, consultez le site [https://www.rncan.gc.ca/energie/produits/categories/chauffage/thermopompes/geothermiques/16029 Ressources naturelles Canada].

==Utilisation==
Comme les systèmes en circuit fermé ne dépendent pas d'une source d'eau souterraine comme les autres systèmes d'énergie géothermique, ils peuvent être installés presque partout. Même si le prix d'installation peut être plus élevé que les technologies de chauffage concurrentes, leur performance compense ce coût en 5 à 10 ans.<Ref name=doe1/> Avec une durée de vie typique du système de 25 ans, et peu ou pas de besoin d'entretien tout au long de sa durée de vie,<Ref name=boyle/> ces systèmes entraînent généralement des économies de [[coût]]s.

Environ 50 000 de ces systèmes sont installés chaque année aux États-Unis, et plus de 3 millions sont installés actuellement dans plus de 70 pays du monde.<Ref name=iea>International Energy Agency. (Written 2010, accessed August 28, 2017). ''Renewable Energy Essentials: Geothermal'' [Online], Available: http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/Geothermal_Essentials.pdf</ref>

==Comment ils fonctionnent==

En hiver, les températures souterraines fournissent une source de chaleur constante, ce qui signifie qu'avec l'aide de l'électricité, une pompe à chaleur géothermique peut être utilisée pour le '''chauffage'''. En été, la chaleur de l'intérieur de la maison peut être évacuée par le sous-sol et les pompes peuvent être utilisées pour le '''refroidissement'''.

[[File:Geopompe.png|600px|center|thumb|Figure 4. La figure montre que l'air de la pièce circule dans le système et qu'on lui ajoute ou lui retire de la chaleur.<Ref>This image shows up on a number of websites, we couldn't figure out the original author, but took the image from Energyhomes.org's website 'What is a Geothermal Heat Pump', available: http://www.energyhomes.org/renewable-technology/howgeoworks.html [Online, accessed August 28th, 2017.]</ref> Cette chaleur est ensuite soit déposée (si l'air est plus chaud que souhaité) dans le sol. Si l'air est plus froid que souhaité, la chaleur est prélevée du sol.]]

Elles diffèrent des autres technologies d'[[énergie géothermique]], car elles acquièrent leur chaleur par [[conduction]] directe, alors que les [[centrales géothermiques]] acquièrent leur chaleur en pompant d'abord de l'eau chaude à la surface.<ref name=boyle>G. Boyle. ''Renewable Energy: Power for a Sustainable Future'', 2nd ed. Oxford, UK: Oxford University Press, 2004.</ref>

Pour obtenir la [[chaleur]] du sol, une boucle de tuyau fonctionnant comme un [[échangeur de chaleur]] est enterrée horizontalement ou verticalement, selon l'espace dont dispose l'utilisateur. Elle contient un fluide (soit de l'eau, soit un mélange eau-antigel) qui absorbe la chaleur en hiver ou la dissipe en été. Ce fluide circule jusqu'à la [[pompe à chaleur]], qui prend la chaleur du tuyau souterrain et l'utilise pour le chauffage en hiver, tandis qu'en été, elle prend la chaleur de la maison et la transfère sous terre.<ref name=doe1/>

Une expérience de 20 ans avec ces systèmes a montré que quelques [[watt|kilowatts]] de [[puissance thermique]] peuvent être extraits pendant la saison de chauffage, ce qui convient à l'échelle domestique.<Ref name=boyle/>

La vidéo ci-dessous montre le processus d'installation d'une pompe géothermique, ainsi que son fonctionnement.<Ref name=doe1/> Pour apprendre comment fonctionne la pompe à chaleur elle-même, '''visitez la page [[pompe à chaleur]]'''.

<html>
<iframe width="816" height="459" src="https://www.youtube.com/embed/y_ZGBhy48YI" frameborder="0" allowfullscreen></iframe></html>

==Impacts environnementaux==

Les pompes à chaleur géothermiques utilisent l'énergie de manière efficace, et sont souvent des systèmes rentables et propres. Elles consomment 25 à 50 % d'électricité en moins que les systèmes de chauffage et de refroidissement classiques, et pour chaque unité d'électricité, elles peuvent produire plus de ''trois'' unités de chaleur (un [[pompe à chaleur#Coefficient de performance|COP]] supérieur à 3).<Ref name=doe4>US Department of Energy. (August 12, 2015). ''Choosing and Installing Geothermal Heat Pumps'' [Online], Available: http://energy.gov/energysaver/articles/choosing-and-installing-geothermal-heat-pumps</ref>

Les [[émission]]s de CO<sub>2</sub> de ces systèmes peuvent être inférieures de 40 % à celles des autres systèmes de chauffage ou de climatisation. Mieux encore, si l'électricité est produite par une source d'[[énergie renouvelable]], comme les [[panneau solaire|panneaux solaires]] d'une maison, les émissions de [[gaz à effet de serre]] sont nulles pendant le fonctionnement du système (cependant, il y a bien des GES associés à la fabrication, à l'installation, au déclassement, etc.)<ref name=boyle/>

Même si l'électricité n'est pas toujours produite à partir d'une source sans GES, les émissions associées aux pompes à chaleur géothermiques sont presque toujours inférieures à celles des systèmes de chauffage et de refroidissement classiques. Les pompes à chaleur géothermique produisent toujours moins d'émissions de dioxyde de carbone que les [[climatiseur]]s, les chaudières à mazout et les appareils de chauffage électrique, mais les appareils de chauffage au gaz naturel peuvent être plus propres selon la source d'approvisionnement en électricité locale (par exemple, l'électricité provenant de l'utilisation du [[charbon]]).<ref>J Hanova and H Dowlatabadi. (August 12, 2015). ''Strategic GHG reduction through the use of ground source heat pump technology'' [Online], Available: http://iopscience.iop.org/1748-9326/2/4/044001/pdf/erl7_4_044001.pdf</ref>

==Références==
{{reflist}}[[Category:Uploaded]]

Pompe géothermique - Historique des versions

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