Comment déterminer la profondeur d’un forage en géothermie verticale ?

foreuse

Quand on réalise une installation de pompe à chaleur en géothermie verticale, la question de la profondeur des sondes est primordiale.

 

L’estimation de la profondeur se fait en deux étapes :

 

  • Déterminé la puissance que le forage devra absorber

Quand la pompe à chaleur est utilisée pour le chauffage de votre habitation, elle extrait la chaleur du sol, ce qui naturellement, le refroidit. La puissance que le forage devra absorber correspond à la puissance  « froid » de la machine. Si vous vous orienté sur une pompe à chaleur réversible, la puissance froid est indiqué sur la pompe à chaleur et sur l’ensemble des documentations technique et commerciale. Pour une PAC* chauffage seul, il faut faire le calcul suivant :

Puissance froid = Puissance chaud (en W*) – puissance électrique absorbé (en W)

Exemple : pour une PAC de 16Kw* qui consomme 3.2 Kw/h :

16 Kw  – 3.2 Kw = 12.8 Kw soit 12 800 w de puissance froid

Dans le cas où la puissance absorbé ne serait pas indiqué :

Puissance électrique absorbé = Puissance chaud / COP

Exemple pour une PAC de 16 Kw avec un COP de 5

16 Kw / 5 = 3.2 Kw soit 3 200 w de puissance électrique absorbé

Pour nos exemples, le forage devra absorber

 

  • Déterminé la puissance que le sol peut absorber

Pour une estimation basique, considérer qu’en moyenne, les sols absorbent 45w/ml* pour 1800h de fonctionnement par an

Pour une estimation plus précise, il faut connaitre la nature du sol, le foreur pourra vous indiquer précisément le type de sol traversé.

Utilisé ensuite les données suivante (w par mètre pour 1800h de fonctionnement par an) :

Sédiments sec : 25 w/m

Sédiment saturé en eau : 60w/m

Sol rocheux : 60w/m

Roche compacte : 84w/m

Gravier et sable sec : moins de 25w/m

Gravier et sable saturé en eau : entre 65w/m et 80w/m

Terre argileuse humide : entre 35w/m et 50w/m

Calcaire : entre 55w/m et 70w/m

Grès : entre 65w/m et 80w/m

Granite : entre 65w/m et 85 w/m

Basalte : entre 40w/m et 65 w/m

Gneiss : entre 70w/m et 85 w/m

 

A partir de 10 mètres de profondeur, il faut déclarer le forage à la DRIRE, pour une profondeur supérieure à 100 mètres une faut une autorisation spécifique. La plupart des installations destiné au chauffage utilises des forages de moins de 100 m pour éviter cette demande d’autorisation, par conséquence, il est rare qu’un seul forage suffise.

Espacé vos forages de 10 mètres minimum les uns des autres pour ne pas diminuer leurs capacité d’absorption

 

Pour reprendre l’exemple précédent, nous avions déterminé que la puissance froid de notre machine est de 12800 w, c’est donc la puissance que le sol devra absorber.

Imaginons que les 10 premières mètres de mon sol soit composé de sédiment sec (25w/m) et et que le reste soit de la roche compacte (84w/m)

Les 10 premiers mètres : 10 x 25 = 250 w, pour éviter les autorisations nous n’irons pas en dessous de 100 mètres, donc les 90 mètres suivant : 90 x 84 = 7560w

Soit un total de 7810w, il faudra donc deux forages

(2 x 10) x 25 = 500w pour les premiers 10 mètres répartie sur 2 forages

12800 – 500 = 12 300 w restant à absorber

12 300/2 = 6150 w par forage

6150 / 84 = 73.21 mètres par forage (dans la partie roche compacte) nous arrondiront à 74 mètres

74 + 10 = 84 mètres, nous aurons donc besoins de deux forages d’une profondeur de 84 mètres chacun

La profondeur sera ajustée de quelques mètres en fonction de la typologie du terrain que le foreur rencontrera réellement.

Si à cet instant vous pensez : il n’y a qu’à faire 2 forages à 100 mètres pour ne pas être embêté, c’est que vous n’avez pas encore reçu les devis de votre foreur.

 

Surévalué la profondeur des forages, ça ne sert à rien, et ça fait des couts supplémentaires, mais si vous sous-évalué cette profondeur, la température des forages vas baisser de plus en plus, votre pompe à chaleur vas surconsommer, puis perdre en puissance, elle finira par se mettre en sécurité à cause de la température de retour d’eau.

 

 

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Merci d’avoir pris le temps de lire cet article

 

 

*PAC = Pompe à chaleur

*W= watt, 1000 W = 1 KW

*ml = Mètre linéaire

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