Solutions techniques

Les corbeilles géothermiques : une alternative au captage traditionnel

Cédric Rognon | 02/09/2011 | 12:01 | Innovation chantiers

Pour chauffer et rafraîchir cette maison, bientôt labellisée BBC-Effinergie, située en Indre et Loire, le maître d’ouvrage s’est tourné vers une solution géothermique dont la caractéristique repose sur un système de captage par corbeilles. Une alternative au captage horizontal qui demande une grande surface de terrain et au captage vertical, très onéreux.

Filiale du groupe industriel français Ryb (transformation de polymères), la société Ryb Terra est spécialisée dans la conception, l’étude et la commercialisation de solutions de captage d’énergie géothermique : capteurs horizontaux, puits canadien, sondes verticales, pieux géothermiques et… corbeilles géothermiques ! C’est ce procédé exclusif, à mi-chemin entre les capteurs horizontaux et les sondes verticales, qui est utilisé avec une pompe à chaleur pour chauffer cette maison neuve de Saint-Cyr-sur-Loire (Indre-et-Loire), bientôt labellisée BBC-Effinergie.

Baptisé « Terra Spiral », ce système innovant se positionne comme une alternative aux capteurs traditionnels en résidentiel individuel. L’énergie du sol est prélevée par des corbeilles géothermiques enterrées à une profondeur de 4 m. Chacune se compose d’un tube (DN 25) spiralé (pas de 8 cm) en polyéthylène, long de 100 m. Haute de 2,4 m, chaque corbeille présente une forme conique (diamètre de 1,2 m en partie haute, 1 m en partie basse) pour faciliter son implantation dans le sol.

Une emprise au sol réduite

Le principe de fonctionnement est similaire aux solutions de captage traditionnelles : un fluide caloporteur, mélange d’eau et de monopropylène glycol (40 %) récupère l’énergie du sol via le tube spiralé. Cette énergie est ensuite restituée par la PAC pour chauffer ou rafraîchir la maison.
Cette maison BBC est la deuxième construite par Maisons Dona à utiliser ce système innovant de corbeille géothermique. Le constructeur s’est d’emblée tourné vers la géothermie, gage d’un chauffage performant, même pendant les jours les plus froids. Cette solution de captage originale lui a été proposée par l’installateur. Deux critères ont guidé le choix du constructeur : la faible emprise au sol des capteurs, inférieure à un captage horizontal, et le coût, moins élevé que celui de sondes verticales. Par ailleurs, le système de captage bénéficie d’un Avis technique du CSTB (n° 14/07-1207) et le tube de la corbeille est garanti trente ans.
La compacité constitue le principal avantage de ces échangeurs thermiques. Leur faible encombrement permet ainsi de réduire la surface de terrain utilisée. Un atout dans le neuf au vu des prix du foncier !
Chaque corbeille permet de capter entre 1 260 et 2 160 kWh/an. La quantité maximale d’énergie qui peut être extraite varie selon la nature du sol : 1 260 kWh/an pour un sol sec, 1 800 kWh/an pour un sol humide et 2 160 kWh/an pour un sol saturé d’eau.
Le dimensionnement a été réalisé par Ryb Terra. Neuf corbeilles ont été préconisées. Leur emprise au sol représente seulement 75 m2 pour chauffer cette maison de 140 m2.
Autre atout souligné par l’installateur : la mise en œuvre des corbeilles est simple et rapide (une heure tout au plus par corbeille, terrassement et raccordement compris). L’excavation réalisée à faible profondeur ne requiert, par ailleurs, aucune déclaration ni autorisation de travaux, au contraire d’une solution avec sondes verticales. La manutention est également facilitée. Les corbeilles géothermiques sont livrées pliées pour optimiser le transport et le stockage, puis montées rapidement sur place, sans outils. Enfin, leur faible poids (21 kg) les rend facile à manipuler.

Neuf corbeilles à 4 m de profondeur

La mise en place des corbeilles géothermiques a été réalisée en une journée. Le terrassement a été sous-traité par le constructeur à l’entreprise LVTP. Les neuf corbeilles ont été disposées en deux rangées. Deux tranchées de 80 cm de profondeur ont d’abord été ouvertes. L’emplacement des corbeilles a ensuite été repéré, en respectant une distance minimale de 4 m entre l’axe de chacune d’entre elles.
L’entreprise de terrassement a creusé 9 trous de 4 m de profondeur, suffisamment larges pour permettre l’implantation des corbeilles. Un sondage avait été réalisé au préalable par le constructeur pour déterminer la nature du sol et la faisabilité d’une telle solution, impossible à mettre en œuvre avec un sous-sol rocheux.
Manipulées par deux personnes, les corbeilles ont été placées l’une après l’autre dans chacun des trous, puis raccordées au collecteur. Pour se faire, les tubes assurant la liaison entre les corbeilles et le collecteur (un tube aller et un tube retour) ont été déroulés dans la tranchée, à 80 cm de profondeur.
Le collecteur peut être installé à l’extérieur ou à l’intérieur de la maison. C’est cette première solution qui a été choisie. Le collecteur (2 à 20 sorties selon le modèle) comporte neuf sorties pour permettre le raccordement de chacune des corbeilles. Il est placé dans un regard (signalé par une trappe verte dans le jardin) et reste ainsi accessible pour toute opération de maintenance.

Oui au gazon, non aux arbres

La mise sous pression (3 bar) et en eau glycolée (33 litres par corbeille) du réseau a été réalisée avant le remblaiement, de manière à vérifier la bonne installation des capteurs. Pour remblayer, le terrassier a utilisé la terre extraite, sans cimentation. La terre a été arrosée pour faciliter son tassement et ainsi assurer un meilleur échange thermique. Au besoin, les plus grosses pierres sont enlevées pour éviter tout endommagement des tubes car toute la terre doit être remplacée quand celle-ci est trop pierreuse.
Chaque corbeille repose à 4 m de profondeur. Haute de 2,4 m, elle est donc recouverte par une couche de 1,6 m de terre. Une fois les corbeilles enterrées, il est possible de semer du gazon, de recouvrir le terrain d’un massif de fleurs, de buissons ou de créer un jardin potager. La plantation d’arbres est, par contre, à proscrire.
L’énergie prélevée dans le sol est restituée à une PAC eau glycolée/eau de 11,6 kW (Géolis d’Atlantic), dont le COP atteint 4,27. La chaleur est restituée dans la maison par un plancher chauffant rafraîchissant (Nexa). La PAC n’est pas utilisée pour l’ECS, assurée par un chauffe-eau thermodynamique (Odyssée d’Atlantic) installé dans le garage.

 

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Une fois dépliées, les corbeilles sont mises en place l'une après l'autre par 2 personnes.

Elles sont déposées en terre à une profondeur de 4 m.

FOCUS

Marc Palomares, directeur technique de Ryb Terra : « Plus d’une centaine de références en résidentiel individuel »

« Le système de captage Terra Spiral constitue une alternative au captage horizontal, qui demande une grande surface de terrain disponible et un terrassement à 80 cm de profondeur, et au captage vertical, très onéreux. Nous avons cherché à développer un capteur plus compact qu’une solution de captage horizontal. En interrogeant la littérature, nous avons découvert que des recherches avaient été faites en ce sens dans les années quatre-vingt-dix. La période était moins propice aux pompes à chaleur et ces études réalisées à l’étranger n’ont pas abouti à la commercialisation de capteurs. Nous avons commencé le développement de la corbeille géothermique il y a trois ans. La commercialisation a suivi une année plus tard. La société Ryb Terra compte aujourd’hui plus d’une centaine de références en maison individuelle. Nous nous attachons aujourd’hui à mieux faire connaître ce procédé, qui ne demande aucune technicité particulière pour l’installateur. »