Dimensionner un forage géothermique

Le forage géothermique est essentiel car il récupérera l’énergie gratuite du sol pendant toute l adurée de vie de l’installation. Il n’y aura aucun entretien d’où les précautions à prendre lors du dimensionnement et de la mise en œuvre.

Calcul de la profondeur forage : Ce calcul dépend de la qualité dissipative du sol. Si le condenseur de la pompe à chaleur restitue la chaleur dans la construction, c’est l’évaporateur de la pompe à chaleur qui restitue les frigories dans le sol.

En moyenne, dans un terrain moyen, nous obtenons une extraction de chaleur spécifique de 50 W/ml de forage sur sonde géothermique, pour 1800 heures/an. L’extraction de chaleur spécifique en Watt/ml dépend dutype de sol, pauvre ou riche en sédiments, calcaire, grès, terre argileuse, humide, ...

Les valeurs varient par exemple :

30 W / ml pour les sols secs (sable, graviers, galets, cailloux, …)

50 W / ml pour les sols bien humides (argile, …)

70 W / ml pour les roches (calcaire, granit, …)

Calcul de la longueur du capteur

Puissance frigorifique à l’évaporateur = Puissance calorifique au condenseur – Puissance électrique du compresseur

Profondeur de forage sur sonde géothermique (en ml) = Puissance froid (en W) / W extraits du sol au ml

Exemple d’une maison avec 10 kW de besoins de chauffage

Si les besoins de chauffage assuré par la pompe à chaleur sont de 10 kW, avec un COP de 3, nous avons :

P froid = 10 – 10/3 = 6,67 kW à récupérer avec le capteur géothermique

Calcul de la profondeur du forage en ml = 6670 W / 50 = 133 ml (sol bien humide)

Attention : Tout forage d’une profondeur de plus de 10 m et d’au plus 100 m doit faire l’objet d’une simple déclaration préalable à la DRIRE de la région ou du département. Donc nous choisirons deux forage de 70 ml (distants de 10 ml)