Géothermie : améliorer l'efficacité grâce au traitement de l'eau

En raison de la crise énergétique actuelle, le potentiel des sources de chaleur alternatives, notamment les pompes à chaleur géothermiques, fait l'objet d'une demande croissante. Cependant, des facteurs hydrogéologiques créent des conditions qui menacent l'efficacité de ces installations dans au moins 30% des régions suisses, entraînant une maintenance coûteuse et des interruptions de fonctionnement. 

Aucune solution durable n'existe. Aujourd'hui, la société valaisanne AQUA4D a démontré que son innovation en matière de traitement de l'eau pouvait enfin résoudre la majorité de ces problèmes épineux liés au déploiement de la géothermie, et contribuer à accélérer la transition écologique de l'approvisionnement énergétique du pays.  

Biofilm et bactéries ferreuses : une menace minuscule à l'origine d'énormes problèmes

Contrairement aux circuits fermés des systèmes de chauffage, les pompes à chaleur (PAC) de surface puisent constamment de l'eau dans une nappe souterraine. La présence de nouvelles bactéries et de nouveaux minéraux nécessite alors des solutions afin d’éviter un encrassement de l’échangeur de chaleur à plaques dont l’accumulation peut mettre l’ensemble du système hors service.

Plus important encore, dans les zones où le fer et le manganèse sont présents, l’oxydation attire certaines bactéries, créant ainsi un biofilm et des boues dont le développement devient exponentiel. Les systèmes nécessitent alors une maintenance coûteuse, des heures de travail et des interruptions de fonctionnement.

Cette situation a également un impact écologique, l'eau est renvoyée dans la nappe, les dépôts bactériens et les boues rendent difficile ce retour. Pour prévenir la pollution des eaux souterraines, l'utilisation de produits chimiques est interdite. L'industrie cherchait donc désespérément une solution durable pour résoudre ces problèmes. 

Quels sont ces effets ? Grâce à une modification de la structure de l'eau, les bactéries et les dépôts ne s'accumulent plus et n'adhèrent pas aux canalisations ou aux appareils en contact avec l’eau. Grâce à un traitement continu - qui ne nécessite lui-même qu'une très faible consommation d'énergie - l'ensemble du système est maintenu propre. Sans ce traitement, l'accumulation de dépôts peut provoquer des bouchages en quelques semaines.

Pour plusieurs clients dans toute la Suisse, cela s'est traduit par un fonctionnement ininterrompu pendant plusieurs années, ce qui a permis d'économiser des coûts de maintenance et d’énergie, et sans arrêt de production lorsqu’il s’agit du milieu industriel.

Étude de cas : FANUC (industrie)

Plusieurs fois par an, une équipe de Pärli AG se déplaçait pour nettoyer les échangeurs de chaleur chez FANUC, où la pompe à chaleur (eau souterraine) présentait un débit insuffisant et des rapports de dysfonctionnement. "Nous devions démonter les échangeurs à plaques et les nettoyer avec de l'eau à haute pression", rapporte Pascal Schatt, chef d'équipe de Pärli. "A chaque fois, ils étaient complètement bouchés par des bactéries ferrugineuses". L'équipe a essayé le nettoyage chimique, l'eau à haute pression et le nettoyage mécanique - sans grand succès.

Après avoir consulté les techniciens d'AQUA4D®, deux unités de traitement ont été installées dans la conduite d'alimentation en eau souterraine de FANUC. "Le résultat a été absolument incroyable", rapporte Schatt. "Nous n'avons tout simplement plus été sollicités pour le nettoyage des échangeurs à plaques !" Après avoir fonctionné pendant environ un an et demi sans aucun problème, les plaques et le filtre ont été retirés pour être inspectés. "Nous étions étonnés du résultat: tout était plus propre que lors de l'installation, les plaques brillaient!"

Étude de cas : Brigerbad (appartements) 

Ce nouveau bâtiment résidentiel en Valais a été équipé d'une installation géothermique pour le chauffage en hiver et le refroidissement en été, prévue pour fonctionner toute l'année. Peu après l'installation, le système a été bouché par des bactéries ferrugineuses, ce qui a entraîné un remplacement temporaire par une chaudière électrique énergivore. À la fin de l'année 2021, le canton du Valais a contacté AQUA4D pour se renseigner sur cette technologie, qui a ensuite été installée en janvier 2022. 

Le projet a été suivi de près, avec des données montrant qu'il n'y avait plus de fluctuations et une température constante de 47 degrés sur 3 mois – prouvant ainsi qu'AQUA4D aide à maintenir une température stable entre l'eau entrante et sortante. 

L'ingénieur-conseil de WELATEC explique : "Nous pouvons constater que la situation s'est drastiquement améliorée et qu'il n'y a plus eu aucun problème. Depuis l'installation, l'échangeur de chaleur n'a plus jamais dû être nettoyé. Ainsi, la rénovation avec AQUA4D peut être décrite comme un grand succès."

AQUA4D : accélérer le déploiement de la géothermie

La dureté de l'eau, associée à des conditions minérales défavorables, empêchait jusqu'à présent l'utilisation de l'énergie géothermique proche de la surface dans près d'un tiers du pays. Dans ces contextes, les échangeurs de chaleur géothermiques ne pouvaient pas être utilisés sans des considérations de maintenance prohibitives et coûteuses.

Avec une eau traitée avec succès dans divers types d'installations géothermiques, AQUA4D® contribue à ouvrir la voie à une adoption plus large des pompes à chaleur. Et avec la spirale des coûts énergétiques menaçant un hiver inconfortable, il n'y a jamais eu de meilleur moment pour déployer cette énergie locale durable.