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    Fonds Chaleur 2018 : Secteur Gothermie de surface et pompe chaleur Fiche descriptive et d'instruction

    1) Primtre des oprations concernes

    La gothermie de surface, appele aussi gothermie Trs Basse Energie (ou encore gothermie assiste par

    pompe chaleur) concerne principalement deux classes d'oprations :

    - Les oprations avec pompe chaleur sur aquifres superficiels (profondeur infrieure 200 mtres), dites oprations "PAC sur eau de nappe".

    Ces oprations permettent de valoriser le potentiel thermique de ressources en eaux souterraines

    superficielles. Aux profondeurs considres (moins de 200 m), la temprature moyenne de l'eau est de

    l'ordre de 13C 20 C ; la chaleur prleve ncessite donc, pour tre valorise, que son niveau de

    temprature soit relev, d'o l'emploi d'une pompe chaleur (PAC).

    Les PAC sur eau de nappe permettent dassurer la couverture des besoins de chauffage et/ou dECS et

    s'adressent, compte tenu du cot des ouvrages sous-sol mettre en uvre, des immeubles de taille

    importante (surface de plancher indicative de 2 000 25 000 m). Cette technique concerne

    principalement les immeubles de grand et moyen tertiaire (bureaux, btiments de sant, htellerie,

    grandes surfaces commerciales) ainsi que l'habitat collectif.

    Le secteur agricole avec le chauffage des serres constitue galement une cible privilgie.

    - Les oprations avec pompe chaleur sur champs de sondes gothermiques. Dans les endroits o le sous-sol ne rvle pas daquifres exploitables, il est possible de rcuprer la

    chaleur du sous-sol par le biais de sondes gothermiques. Une sonde gothermique est constitue dune

    boucle dans laquelle circule en circuit ferm un fluide caloporteur. Chaque boucle est insre dans un

    forage, ce dernier est ensuite rempli avec un mlange de ciment et de bentonite.

    En surface, la sonde est relie une pompe chaleur.

    La profondeur du forage peut atteindre 200 mtres et en fonction de l'importance des besoins thermiques

    couvrir il est possible d'installer plusieurs sondes sur le mme site ; on parle alors de champs de sondes gothermiques. Les cibles concernes sont celles du rsidentiel collectif et du petit et moyen tertiaires (maisons de retraite,

    btiments communaux, btiments industriels, immeubles de bureaux) d'une surface comprise en

    moyenne entre 500 et 25 000 m.

    Nota 1 : Bien que ne relevant pas directement de la gothermie, dautres types d'oprations peuvent tre prises

    en compte par le Fonds Chaleur :

    Les oprations valorisant lnergie des eaux uses via des pompes chaleur ou non (sur rseaux deaux uses ou en station de traitement des eaux uses - STEP)

    Les oprations valorisant l'nergie de l'eau de mer via des pompes chaleur Par extension, les oprations valorisant l'nergie thermique de l'eau d'exhaure de mines ou de

    tunnels ou des eaux thermales. Pour ces dernires, la valorisation thermique peut se faire soit directement au niveau de la source thermale soit sur les rejets des sites thermaux

    Nota 2 : Cas particulier de la production de froid :

    La gothermie de surface prsente aussi lavantage de pouvoir produire du froid renouvelable et assurer des

    besoins de froid ou de rafrachissement. Les oprations faisant appel au gocooling ou des PAC gothermiques

    en montage thermofrigopompes pourront donc tre ligibles au Fonds chaleur sous rserve de respecter les

    critres du 2.

    Plus spcifiquement, les oprations de SWAC (Sea Water Air Conditioning ou climatisation marine) pourront tre

    aussi ligibles au Fonds chaleur renouvelable.

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    - Le gocooling dsigne lutilisation directe de la temprature du sous-sol avec interposition dun changeur sans recours la pompe chaleur qui est contourne grce un bypass. En effet, en France

    partir de quelques mtres de profondeur la temprature est constante toute lanne et comprise

    gnralement entre 8C et 16C selon la rgion et laltitude du site. Le gocooling consiste faire circuler

    via cet changeur le fluide caloporteur qui provient du systme de captage gothermique

    directement dans le rseau de distribution du btiment. Les captages incluent principalement les forages

    sur aquifre superficiel et les champs de sondes gothermiques verticales mais aussi par extension les

    captages sur eau de mer, eaux uses, eaux de lac/rivire, eaux thermales et eaux de mines. Lorsque les

    locaux ncessitent un rafrachissement notamment en t, les solutions avec des metteurs de type

    plancher, plafond, poutre ventile, voire ventilo-convecteur (avec batterie sur dimensionne)

    permettent de faire du gocooling.

    - Le rafrachissement ainsi produit ne consomme que trs peu dnergie, savoir uniquement la consommation lectrique des pompes de circulation du fluide caloporteur. Les performances des

    systmes de gocooling sont donc particulirement leves avec des SEER (Seasonal Energy Efficiency

    Ratio ou COP annuel en mode froid) suprieurs 20 et pouvant atteindre 30-40. Le SEER se dtermine

    en divisant les besoins annuels de rafrachissement par la consommation annuelle dlectricit des

    pompes de circulation ddie au mode gocooling.

    - La production de froid renouvelable issue spcifiquement du gocooling est dfinie comme tant la diffrence entre les besoins annuels de rafrachissement et la consommation lectrique des pompes de

    circulation en mode gocooling.

    Principe dune installation de gothermie qui utilise le gocooling via un bypass, en plus de lutilisation

    de la PAC geothermie-perspectives.fr, ADEME-BRGM

    - Les thermofrigopompes gothermiques sont des PAC avec rcupration dnergie permettant la production simultane deau chaude et deau froide. Celle-ci peut tre valorise par la mise en uvre

    de rseaux de distribution deau chaude et deau glace alimentant les diffrents systmes de traitement

    (centrale de traitement dair, plancher rayonnant, appareils terminaux) pour un fonctionnement

    simultan en chauffage pour une partie du btiment et en refroidissement pour lautre partie. On parle

    de systme 4 tubes . Lnergie excdentaire (nergie chaude ou froide non utilise pour les besoins

    du btiment) est alors vacue lextrieur (champ de sondes, forages sur nappe, eaux uses, eau de

    mer, ). En fonction des besoins satisfaire, diffrents schmas de fonctionnement peuvent tre

    envisags.

    - Les systmes de SWAC (climatisation marine) consistent pomper leau de mer en profondeur. La profondeur de captage dpend des besoins en froid du (ou des) btiment(s), de lallure du fond sous-

    marin ainsi que du profil de temprature quoffre la ressource marine. Cette eau de mer passe ensuite

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    dans un changeur afin de refroidir un rseau deau glace desservant le (ou les) btiment(s). Durant

    cette tape, leau pompe se rchauffe de quelques degrs. Elle est ensuite rejete dans la source,

    une profondeur telle que le rejet ninfluence pas lcosystme local. Cette technologie vite et remplace

    les systmes de climatisation lectriques classiques. Les sources de froid sont principalement le fond des

    ocans (exemples des installations de lhtel de Bora Bora, projets de SWAC pour lhpital de Tahiti et

    la Runion) mais le fond des lacs en zone tempre peut constituer aussi une ressource pertinente

    (exemple Grand Lac Nation Genve).

    Schma de principe : source De Profundis

    En cas de doute sur le caractre d'ligibilit d'une opration au Fonds chaleur, il sagira de se rapprocher de

    lADEME pour en valuer la possibilit.

    2) Conditions d'ligibilit des projets

    - Les remplacements de PAC en raison de l'interdiction d'utilisation de certains fluides frigorignes encadrs par le code de l'environnement ne sont pas ligibles (respect de la rglementation).1

    - L'installation d'une PAC compression lectrique doit tre vite lorsque celle-ci, de par son type d'usage, accentue la fragilit d'un rseau lectrique reconnu en contrainte.

    - Les projets doivent respecter la rglementation thermique en vigueur sur les btiments. - Les projets doivent obligatoirement faire lobjet dune instrumentation mise en place par le matre

    douvrage pour le suivi de fonctionnement de ses installations (cf 5). Le matre d'ouvrage doit assurer

    ou confier un prestataire comptent le suivi des performances de l'installation pendant toute sa dure

    de vie.

    - Ds la mise en service, le matre douvrage doit souscrire un (ou des) contrat(s) dentretien couvrant lintgralit des installations de forage et de gnie climatique (et selon les technologies utilises, les

    quipements de rcupration dnergie sur eau de mer ou eaux uses).

    1 http://www.developpement-durable.gouv.fr/La-reglementation-nationale.html

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    a. Pour les oprations de PAC sur eau de nappe

    - Production minimum de linstallation 70 MWh EnR/an, (les MWh EnR correspondent aux MWh, rellement extraits du sous-sol, utiles pour les besoins exclusifs de chauffage et deau chaude sanitaire

    des btiments ; les MWh EnR sont comptabiliss lentre de la pompe chaleur). - Nombre dheures quivalentes de fonctionnement puissance nominale de la PAC suprieur 1000

    h/an - Respect de la rglementation sous-sol: en particulier, les obligations rglementaires lies aux oprations

    de gothermie de minime importance encadres par le dcret de minime importance2 ( en vigueur

    depuis le 1er juillet 2015). Le dcret prcise