Comment fonctionne le géostockage ?
Le cycle thermodynamique de base du géostockage peut être schématisé ainsi :
Captage de l’énergie thermique dans une roche A par un dispositif composé de plusieurs sondes géothermiques appelé champs de sondes.
Traitement thermodynamique de l’énergie par une pompe à chaleur géothermique.
Diffusion des calories (chaleur) ou des frigories (froid) selon les besoins, via les appareils de chauffage ou de climatisation du bâtiment.
Restitution de l’énergie dans une roche B afin d’y être stockée.
Et le cycle se renouvelle de la même manière tant que le système n’est pas inversé.
Le prélèvement de l’énergie thermique
Le captage de l’énergie est opéré par les sondes thermiques qui, de par leur nombre, constituent un champ de sondes. Concrètement, ce sont des tubes qui assurent le lien entre les calories du sous-sol et la PACg en surface. Ils composent un circuit fermé en traversant les roches chauffées naturellement.
Le champ de sondes
Le captage de l’énergie est opéré par les sondes thermiques qui, de par leur nombre, constituent un champ de sondes. Concrètement, ce sont des tubes qui assurent le lien entre les calories du sous-sol et la PACg en surface. Ils composent un circuit fermé en traversant les roches chauffées naturellement.
Le transfert de chaleur
Le contact entre les sondes et le solide génère une réaction thermique appelée transfert de chaleur. Celui-ci s’opère spontanément d’un milieu chaud (la roche) vers un milieu plus frais (la sonde).
L’acheminement vers la pompe à chaleur géothermique (PACg)
Le fluide caloporteur qui circule dans les tubes facilite l’échange thermique et le transport des calories vers la PACg.
Le traitement thermodynamique de l’énergie par une pompe à chaleur géothermique (PACg)
La PACg réceptionne le fluide extrait à 15-20 °C, c’est-à-dire en dessous des besoins de chaleur et au-dessus des besoins de froid du bâtiment.
Adapter la température
La mission de la PACg consiste à ajuster la température du fluide afin qu’il puisse être exploité par les systèmes de diffusion du bâtiment (chaufferie ou climatisation). Les températures d’utilisation requises sont les suivantes :
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40 à 80 °C pour le chauffage, le système doit donc apporter un complément de chaleur ;
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7 à 12 °C pour la climatisation, la PACg doit alors baisser la chaleur.
Pour augmenter ou baisser la température du fluide, la PACg est procède ainsi :
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Un évaporateur conditionne le fluide en vapeur (changement d’état) ;
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Un compresseur, alimenté par l’électricité, comprime le gaz pour en relever la température ;
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Un condenseur transforme le gaz en condensation directement exploitable par le système de diffusion ;
Un détendeur diminue la pression, donc la température de la vapeur.