Le couplage géothermie et solaire thermique

Depuis 2023, la piscine extérieure du Liberty Country Club de Thiverval-Grignon, dans les Yvelines, est chauffée à 28 °C entre mai et octobre, grâce à la géothermie. Cette source d’énergie permet aussi de chauffer l’hiver – et de rafraîchir l’été – la halle de sport comprenant trois courts de tennis couverts et une salle de loisirs pour enfants.

Système géothermique…

À première vue, on pourrait croire qu’il s’agit de géothermie classique. Un champ de 52 sondes de 100 mètres de profondeur chacune sert à puiser des calories dans le sous-sol pour alimenter une thermofrigopompe d’une puissance de 300 kW. Il s’agit d’une grosse pompe à chaleur eau-eau, capable de produire du chaud et du froid simultanément.

« D’ici l’été 2025, une seconde chaufferie va être construite, avec une pompe à chaleur de 180 kW pour chauffer et climatiser des bureaux, un restaurant, un espace séminaire et la piscine intérieure. Elle servira aussi à déshumidifier l’air de cette piscine en créant du froid, car l’eau condense sur une plaque froide. Et à produire de l’eau chaude pour les douches des salles de sport », relate Quentin Barral, expert géosciences chez Accenta, l’entreprise qui conçoit, réalise et pilote l’installation pour le club de sport. Ces équipements viendront remplacer le gaz utilisé pour l’eau chaude sanitaire et les pompes à chaleur aérothermiques employées pour le chauffage et la climatisation des locaux.

Mais l’histoire ne s’arrête pas là. « Au fil du temps, le sous-sol finit par se refroidir parce qu’on y capte de la chaleur. Sous nos latitudes, les roches à 100 mètres de profondeur sont à une température d’environ 15 °C. Dans le cadre d’un système géothermique standard, cette température va atteindre 8-10 °C au bout d’une vingtaine d’années. Nous proposons de recharger le sous-sol en chaleur au cours de l’été », explique Quentin Barral.

… et solaire thermique

Pour cela, 265 m² de panneaux solaires thermiques sont installés sur la toiture de la halle de sport. Ils réchauffent de l’eau qui peut circuler directement dans le champ de sondes, sans passer par la pompe à chaleur. Avantage de cette solution : « En réinjectant de la chaleur dans le sous-sol, on réduit le nombre de sondes en gardant les mêmes performances pour la géothermie. On peut donc travailler sur des bâtiments plus grands avec des parcelles mobilisées pour les sondes plus petites, et atteindre un marché qui n’existait pas. Les investissements sont aussi plus faibles », souligne l’expert géosciences. Pour un niveau de performance similaire, l’installation couplée à du solaire thermique fait économiser à l’usager de l’argent et de l’espace.

Autre atout de coupler la géothermie avec du solaire thermique : celui-ci va augmenter la performance de la pompe à chaleur lorsqu’il s’agit de produire de l’eau chaude, en lui apportant de l’eau à une température plus élevée que celle provenant du champ de sondes. Par ailleurs, le système a été conçu pour que la chaleur extraite par le rafraîchissement des courts de tennis l’été puisse être envoyée vers la PAC pour réchauffer la piscine extérieure. « On produit ainsi du chaud et du froid avec la même consommation électrique, multipliant par deux la performance de la chaufferie », se réjouit Quentin Barral. Il est même possible d’envoyer cette chaleur excédentaire vers le sous-sol si la piscine n’a pas besoin d’être chauffée.

Quel pilotage ?

Les règles de priorité entre toutes ces possibilités (envoyer les calories du solaire thermique vers le sous-sol ou vers la PAC, envoyer celles des courts de tennis vers la piscine ou vers la PAC, etc.) sont définies par l’outil de pilotage développé par Accenta. Le retour sur investissement, après déduction des aides du fonds chaleur de l’Ademe, a été estimé à sept ans. Il correspond au nombre d’années qui auraient été nécessaires pour atteindre le même investissement en renouvelant l’installation gaz et en payant les factures énergétiques de gaz et d’électricité sans pompe à chaleur géothermique.