Le chauffage géothermique exploite l’énergie thermique naturelle de la croûte terrestre pour le chauffage de l’eau et des locaux. Ce mode de chauffage est salué pour son efficacité énergétique, son absence de pollution et ses avantages financiers. Des régions telles que l’Islande, dotées de sources géothermiques abondantes, appelées points chauds, peuvent utiliser librement l’énergie pour le chauffage. Les régions dépourvues de points chauds peuvent également réaliser un chauffage géothermique, cependant, en utilisant une pompe à chaleur géothermique.
À l’origine, la chaleur à l’intérieur de la Terre a été créée lors de la formation de la planète par l’énergie d’impact des météorites et la chaleur de compression. Aujourd’hui, la chaleur de compression au cœur de la Terre et la désintégration des matières radioactives dans le manteau terrestre continuent de générer de la chaleur. Les points chauds, où la surface de la Terre a des poches de chaleur plus denses, se produisent lorsque le magma est plus proche de la surface et sont généralement marqués par des volcans.
Un excellent exemple de point chaud, l’Islande a mis en place des centrales géothermiques pour transformer la chaleur en électricité et utilise le chauffage urbain pour chauffer l’eau et l’espace dans la plupart des bâtiments. Le chauffage urbain géothermique prélève la chaleur du site du point chaud et distribue de l’eau chaude ou de la vapeur aux bâtiments via des tuyaux isolés. Une forme de cette méthode est utilisée depuis l’Empire romain, qui utilisait la chaleur géothermique dans ses spas et certains bâtiments.
Pour que le chauffage géothermique soit possible dans les zones sans les avantages d’un point chaud, une pompe doit être utilisée. La plupart des endroits sur Terre maintiennent une température de cinquante à cinquante-cinq degrés Fahrenheit (50-54°F, 0-12°C) sous la surface, quel que soit le temps au-dessus. Une pompe à chaleur géothermique utilise cette température constante pour assurer le chauffage et le refroidissement de l’espace et de l’eau dans un bâtiment, généralement une résidence.
Une série de tuyaux sont installés dans une boucle sous la maison et de l’eau refroidie est pompée à travers. Lorsque l’eau traverse le sol, elle conduit la chaleur, qui est ensuite réextraite dans un échangeur de chaleur sous la maison. La chaleur que l’échangeur tire de l’eau et la chaleur créée en tant que sous-produit du travail de l’échangeur sont utilisées pour chauffer la maison. Lorsque la boucle est inversée et que de l’eau réchauffée est pompée dans le sol pour perdre de la chaleur dans le sol relativement plus frais, le système peut être utilisé pour refroidir la maison. Le chauffage géothermique consomme beaucoup moins d’énergie que le chauffage et le refroidissement électriques ou une pompe à chaleur aérothermique.
Le chauffage géothermique est célébré pour plusieurs raisons environnementales et financières. Cette méthode de chauffage tire l’énergie d’une source renouvelable et crée moins de pollution commune à la combustion de combustibles fossiles. D’un point de vue financier, les systèmes de chauffage géothermique nécessitent moins d’entretien, durent des décennies, augmentent la valeur d’un bâtiment et réduisent les coûts normalement générés par les factures mensuelles de pétrole ou d’électricité. L’installation initiale du système, cependant, peut être très coûteuse et nécessite une connaissance adéquate de la géologie du site afin que les eaux souterraines ne soient pas contaminées et que l’intégrité du sol ne soit pas endommagée. Les pompes à chaleur géothermique nécessitent également de l’électricité pour faire fonctionner les pompes, ce qui nécessite souvent la combustion de combustibles fossiles, et peut utiliser un liquide de refroidissement toxique dans l’eau qui traverse les tuyaux.