Hybridation : les promesses de la géothermie sans forage

Dossier technique

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La géothermie pourrait-elle enfin trouver sa place dans les centres urbains denses ? Grâce à une technologie sans forage, développée par la start-up suisse Enerdrape, le pari semble en passe d’être tenu. Dans la capitale française, un projet pilote, mené par Paris Habitat et la CIEC explore un nouveau modèle d’hybridation gaz-géothermie, qui couvre déjà 30 % des besoins d’ECS d’une résidence.

Dans la bataille menée pour réduire l’empreinte carbone des bâtiments, la géothermie reste l’une des énergies les plus séduisantes. Mais elle se heurte souvent à une difficulté de taille : la complexité des travaux nécessaires pour capter la chaleur du sol, surtout en ville. Forer, excaver, déplacer les réseaux. Autant d’obstacles qui découragent de nombreux gestionnaires. D’où l’intérêt suscité par les panneaux géothermiques (145 cm × 75 cm, 1 cm d’épaisseur, protection antichoc comprise) de la start-up suisse Enerdrape (issue de l’École polytechnique fédérale de Lausanne), pouvant être installés sans creuser le moindre mètre carré de sol.

La puissance de la nouvelle chaufferie a été considérablement réduite : 240 kW pour le chauffage et 120 kW pour l'ECS. La PAC de 25 kW récupère la chaleur géothermique.
La puissance de la nouvelle chaufferie a été considérablement réduite : 240 kW pour le chauffage et 120 kW pour l'ECS. La PAC de 25 kW récupère la chaleur géothermique.

EXTRACTION THERMIQUE PAR CONDUCTION VIA LES MURS

Au 53, avenue Philippe-Auguste, dans le 11e arrondissement de Paris, 145 panneaux de ce type ont été directement fixés sur les voiles en béton du parking souterrain d’un immeuble de 72 appartements, géré par Paris Habitat. « Ces échangeurs plats se distinguent par leur capacité à capter à la fois l’énergie géothermique peu profonde par conduction via les murs ou les planchers et l’énergie résiduelle présente dans l’air ambiant », explique Arnaud Guillot, responsable expertises et innovations de la CIEC, l'exploitant de chauffage, filiale d'Engie Solutions. Un double mécanisme qui conduit à une puissance de récupération de 100 W/m², pouvant facilement monter à 150 W/m² en période estivale. Le recours aux panneaux Enerdrape s’intègre dans un long processus d’optimisation énergétique.

Construit dans les années 1970, l’immeuble a d’abord été converti du fioul au gaz naturel en 2009, avant qu'une rénovation de l’enveloppe ne réduise ses besoins.

En 2024, la chaufferie a été reconfigurée. Les deux chaudières gaz de 520 kW ont laissé place à des générateurs plus modestes (240 kW pour le chauffage, 120 kW pour l’ECS), accompagnés d’une PAC Viessmann (R410A) de 25 kW, dédiée à la préparation de l'ECS. C'est cette PAC qui récupère la chaleur géothermique via le fluide caloporteur circulant dans les panneaux Enerdrape.

Les 145 panneaux géothermiques installés dans le parking couvrent 30 % des besoins en ECS de cet immeuble de 72 appartements.
Les 145 panneaux géothermiques installés dans le parking couvrent 30 % des besoins en ECS de cet immeuble de 72 appartements.
Faible encombrement pour ces panneaux géothermiques d'à peine 1 cm d'épaisseur, protection antichoc comprise.
Faible encombrement pour ces panneaux géothermiques d'à peine 1 cm d'épaisseur, protection antichoc comprise.

Panneaux Enerdrape, mode d’emploi 

  • Fixation murale ou horizontale sur les parois existantes : les panneaux (en aluminium) sont installés en contact étroit avec les voiles en béton des parkings et autres ouvrages souterrains, au moyen de six vis seulement ; la mise en place ne prend que quelques jours ou semaines, avec peu d'inconvénients pour les usagers. 
  • Montage hydraulique : les panneaux sont connectés en série par lots de trois ou quatre, et ces lots sont ensuite montés en parallèle. 
  • Connexion à une PAC : un fluide caloporteur circule dans les panneaux et capte la chaleur du sol et des murs via le béton ; l’énergie récupérée est ensuite transférée à une PAC, qui la valorise pour la production d'ECS et/ou pour le chauffage/rafraîchissement. 
  • Puissance caractéristique : 100 W/m² pour un écart de 8,6 oC entre la température d’entrée du fluide caloporteur et la température moyenne de la paroi.

DÉCLASSIFICATION ICPE DE LA CHAUFFERIE

Bonus non négligeable, l’abaissement de la puis sance totale sous le seuil de 1 MW permet à cette chaufferie de sortir de la réglementation ICPE. « Nous avons conservé l’une des deux chaudières de 520 kW, en secours, afin de pallier une éventuelle défaillance d'un des deux générateurs (chauffage ou ECS), voire des deux simultanément. Ce type de schéma avec trois chaudières, dont une en double usage, est d’ailleurs celui que nous recommandons actuellement », précise Arnaud Guillot. 
Depuis sa mise en service (octobre 2024 pour les chaudières, février 2025 pour la PAC), l’installation fonctionne sans aucun défaut notable et affiche des performances plus qu’encourageantes.

En pratique, sur les 8 premiers mois d’exploitation, les panneaux Enerdrape couplés à la PAC Viessmann couvrent en moyenne 30 % des besoins d’ECS, le seul usage concerné par la géothermie dans ce bâtiment. « En réalité, nous avons deux modes de fonctionnement, détaille Arnaud Guillot. Un mode basse température qui réalise un préchauffage en amont de la chaudière gaz, et un mode haute température dans lequel la géothermie assure toute la production. Jusqu’en juillet 2025, nous sommes restés en basse température, avec un taux de couverture de 20 % à 25 %. Par la suite, avec des douches généralement prises plus fraîches et une eau froide plus chaude, nous avons basculé en mode haute température. Le taux de couverture est alors monté à 45 %, voire 50 %. ».

Les chiffres clés
30 %

de taux de couverture pour l'ECS.

15 %

de réductions des émissions de CO2.

TEMPS DE RETOUR ENTRE 10 ET 15 ANS

Sur le volet environnemental, l’opération permet une réduction des émissions de CO2 du bâtiment estimée à 15 %, en cohérence avec la part de l’ECS dans les consommations globales et le taux moyen de couverture. Le temps de retour, lui, serait compris entre 10 et 15 ans en fonction du coût de l’énergie. Les panneaux Enerdrape semblent donc tenir leurs promesses. D’autant que plusieurs améliorations possibles ont déjà été identifiées : par exemple, remplacer l’eau glycolée (d'abord utilisée dans le circuit primaire de la PAC) par de l’eau pure, une fois les risques de gel écartés. Par ailleurs, la crainte d’une cohabitation difficile entre les véhicules du parking et les panneaux s’est totalement dissipée : les panneaux Enerdrape ne gênent pas les manœuvres et résistent bien aux chocs éventuels. Enfin, l’absence de forage élimine les contraintes géotechniques et administratives tout en abrégeant les délais de chantier.

Les perspectives s’annoncent donc favorables : « Six nouveaux projets sont déjà à l’étude avec Paris Habitat, annonce Arnaud Guillot. Le premier d’entre eux devant en principe intégrer non seulement l’ECS, mais aussi le chauffage, cela ouvre la voie à des configurations hybrides plus ambitieuses ».

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