La France mise sur la géothermie pour produire du froid renouvelable

À l’occasion des Journées de la géothermie, en juin dernier à Biarritz, le Premier ministre François Bayrou a affirmé l’ambition du gouvernement de faire de cette technologie une pièce maîtresse de la transition énergétique française. Parmi les mesures annoncées : la relance des forages, la simplification des procédures pour les installations de minime importance, c’est-à-dire celles fonctionnant à très basse température, et la création d’outils de financement adossés à la Caisse des Dépôts. Ces mesures ont pour objectif d’exploiter le potentiel de cette technologie qui reste aujourd’hui utilisée à moins de 1 %.

Déjà exploitée pour le chauffage de l’habitat ou l’alimentation de réseaux urbains, la géothermie recèle aussi un potentiel méconnu : produire du froid renouvelable. Le SER (Syndicat des énergies renouvelables) et le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) viennent de publier un dossier pour vanter ses atouts. Au contraire de la climatisation qui provoque des pics de consommation électrique et aggrave l’effet d’îlot de chaleur en ville, cette technologie présente l’avantage de fonctionner de manière passive, silencieuse avec peu ou pas d’émissions de gaz à effet de serre.

Dans le sous-sol de la Terre, à partir de quelques mètres de profondeur, la température reste en effet stable toute l’année entre 8 et 16 degrés. Cette fraîcheur naturelle peut alors être captée directement via des échangeurs géothermiques pour rafraîchir les bâtiments sans pompe à chaleur : c’est le principe du géocooling, encore appelé rafraîchissement passif. Cette technique simple consomme très peu d’énergie, puisque jusqu’à 60 kWh (kilowattheure) de froid peuvent ainsi être produits pour chaque kWh consommé.

Le géocooling est particulièrement adapté à l’habitat collectif ainsi qu’aux bâtiments tertiaires et fonctionne avec tous les types d’équipements de géothermie de surface. Il peut utiliser différents types d’émetteurs, comme l’eau pour alimenter notamment des plafonds rafraîchissants ou l’air pour alimenter des ventiloconvecteurs ou des poutres ventilées. Cette technique permet non seulement d’assurer le confort d’été sans climatisation, mais offre aussi la possibilité de recharger le sol en calories, pour ensuite les réutiliser pour alimenter une boucle de chaleur en hiver. Cette forme de stockage intersaisonnier augmente ainsi le rendement global de l’installation.

Injecter de la chaleur dans des boucles d’eau tempérées

Les boucles d’eau tempérées à énergie géothermique (BETEG) constituent un autre levier pour produire du froid renouvelable. Il s’agit de mini-réseaux urbains, qui eux aussi font plutôt appel à la géothermie de surface, et qui distribuent une eau dont la température est inférieure à 30 °C. Celle-ci est ensuite utilisée dans des sous-stations équipées de pompes à chaleur pour produire localement du froid ou de la chaleur. Ici, l’un des intérêts est de valoriser l’énergie entre une diversité d’usages. Un bâtiment peut, par exemple, injecter de la chaleur dans les boucles, tandis qu’un autre aura la possibilité de la capter. Ces boucles intègrent parfois d’autres sources, comme les eaux usées de stations d’épuration ou les nappes phréatiques. La France en compte aujourd’hui 16 en fonctionnement, pour environ 50 GWh de froid géothermique.

En parallèle de ces deux solutions, les réseaux de froid géothermiques sont une dernière alternative. Ils fonctionnent grâce à une centrale frigorifique et sont principalement utilisés pour la climatisation des bâtiments tertiaires. Le principal avantage de cette technique est son efficacité énergétique, supérieure de 1,5 à 3 fois celle des installations autonomes, grâce au recours de machines industrielles à haut rendement énergétique. Ensuite, elle offre la possibilité de reporter la consommation électrique aux heures creuses en stockant de la glace et de l’eau glacée. En 2021, on comptabilise 1 445 bâtiments raccordés à l’un des 35 réseaux de froid français pour l’équivalent de 0,78 Twh (térawattheure) de froid livré.

Malgré les nombreux atouts de ces différents choix technologiques, le froid géothermique reste à la marge et ne représente encore qu’une infime fraction des 30 TWh annuels consacrés à la climatisation en France. Mais les lignes bougent avec notamment la PPE (Programmation pluriannuelle de l’énergie) de 2020 qui vise un triplement des livraisons de froid via les réseaux d’ici à 2028. Dans un pays où la climatisation représente déjà 6 % de la consommation électrique et où les épisodes de canicule deviennent récurrents, la géothermie pourrait bien devenir le « climatiseur vert » de demain.