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23 juil. 2007 -

Une solution écologique pour refroidir son bac : la géothermie


Bonjour à toutes et à tous.

Je vais essayer de vous expliquer le plus "simplement" possible, le système que j'utilise afin de refroidir mon bac.

Il n'y a rien de scientifique dans mes explications, et je n'ai pas de diplômes particuliers en géothermie, donc mon système , vocabulaire inadapté, gênera peut étre les spécialistes de la question, mais mon but est d'être le plus compréhensible pour tous.

Le système que je vais décrire, et c'est mon principal regret, n'est malheureusement pas utilisable par la majorité des aquariophiles..Il faut habiter en maison, être propriétaire, et avoir un peu de terrain non arboré.

Il présente l'intérét, à mon avis, d'étre écologique, économique, trés efficace, et trés fiable.

Par contre, pour ceux qui envisagent de faire construire, ça me semble être une bonne solution.....



Je possède un bac récifal, d'environ 800 litres, tous volumes confondus.

Ce bac est éclairé par 3 spot HQI, de 150w.

Autre particularité, ce bac est couvert intégralement, avec néanmoins, des prises d'air hautes, et basses, afin de créer une circulation d'air.


Photo de mon bac couvert.


Trés vite le problème de la température s'est posé , comme prévu. ( 30 à 31° en avril en journée).

Avant d'introduire le vivant, j'ai donc testé plusieurs bricolages, (dans diverses configurations) avec des compresseurs de frigo, (insuffisant pour mon volume), compresseur de congélateur, offrant de meilleurs résultats, mais montrant des limites lorsque la température extérieure était trés haute. La consigne de température max étant à 26°, l'eau du bac atteignait 27.6 °, le compresseur tournant à plein régime en permanence....seule l'association avec un ventilateur (diamétre 40cm) et un couvercle du bac ouvert, a permis de maintenir 26° durant tout l'été....

Mon système était donc insuffisant .... (manque de puissance, consommation électrique importante, encombrement du système dans le meuble de l'aquarium, intervention fastidieuse si démontage de l’installation pour entretien ou réparation...plus , je pense , à plus ou moins court terme, des risques liés à la sécurité, dûs à l'usage intensif du compresseur....)

Il fallait autre chose, et comme j'aime bien bricoler, je voulais encore me donner un peu de temps, avant de me tourner vers l'achat d'un groupe froid.

C'est en donnant un coup de main à un copain qui faisait construire sa maison, que l'idée m'est

apparue...; du haut de son toît, que nous étions en train de faire...nous avions une vue imprenable sur ...l'équipe qui installait son chauffage par géothermie (terrassement).

Le principe, en chauffage, est de faire circuler de l'eau dans un serpentin enterré dans la terre. Cette eau revient dans la maison, à une t° d'environ 12° à 14 ° ensuite, il ne faut que trés peu d'energie "classique", pour compléter la t° ambiante d'un logement et atteindre les 19 ° ou 20° souhaités.

L'idée était donc d'utiliser ces 12° fournis gracieusement par la terre.

L'eau du bac est envoyée à 27° sous terre dans un serpentin.....et revient à 12 ° pour refroidir le bac

J'ai donc posé un post sur REEFGARDIAN, pour savoir si quelqu'un avait déja utilisé ce principe de refroidissement.

J'ai eu quelques réponses, mais pas celles attendues...puis, enfin : LA réponse !!!

Il s'agissait d'Erico. J'avais déjà repéré son bac, extraordinaire, sur sa gallerie photos.

Il utilise déja le système, et avec succés.

Il m'a aimablement donné toutes les données de son installation:

Bac de 900 litres, (non couvert, chauffé par 2 HQI de 400°) refroidit par 50 métres de tuyau PER (utilisé en plomberie) en diamétre 16mm. profondeur d'enfouissement = 90 cm sous terre.

La seule limite, que reconnaissait Ericco, c'est également un trés léger dépassement de sa consigne de t°, de l'ordre de 1°, suite au rajout d'un troisiéme spot de 400 w, lors des températures caniculaires de l'été.



Le bac d’érico

Donc, grace à Erico, j'avais des données réelles !




Le « cahier des charges »:

- le systéme doit pouvoir refroidir un bac (futur) de 1500 litres.

- la surface à creuser doit être la plus réduite possible. (car espace sans arbres trop proches chez moi =

120 m2)

- le système doit étre "rinçable" et nettoyable...





Le "système"

Je suis donc allé chez un chauffagiste local, de ma connaissance, pour me renseigner sur les différents tuyaux PVC existant sur le marché...j'ai été reçu par un ingénieur, qui m'a consacré gracieusement une bonne heure, mon idée l’amusant bien.

Il en est ressorti que j'utiliserai 100 m de tuyau (je pensais à la base, avant d'avoir les infos d'Erico, utiliser également 50 métres...) mais que le diamètre de ce tuyau serai de 20. Ainsi, il offre une surface d'échange thermique (par contact) beaucoup plus importante qu'en diamétre 16.

Le tuyau retenu est un tuyau spécifique à la géothermie. il est relativement souple, de qualité alimentaire, offre une trés grande résistance à l'écrasement, et son diamètre externe est de 20, pour un diamètre interne de 19. (il est particulièrement fin afin de favoriser les échanges thermiques.)

Pour ce qui est de l'enfouissement, j'ai décidé de le réaliser en 2 couches, superposées, afin de réduire la surface à creuser, quitte à augmenter la profondeur des fouilles.

Pour la profondeur, elle est définie par la région, de façon à atteindre une profondeur dite "hors gel".

En Isère, cette profondeur est de 90 cm .

Il y a cependant une notion importante à considérer, celle de "pas". Il s'agit de l'écartement nécessaire entre 2 tuyaux contenant un fluide, afin que le premier ne rechauffe pas le second; en l'occurrence le pas sera de 40 cm et il y aura:

100 mètres de tuyau en une seule longueur empilée sur deux couches: la première couche de serpentin sera à 90 cm de profondeur, la seconde à 1,30 m.

La notion de pas intervient en outre pour la réalisation des serpentins. En effet, le tuyau est déroulé de façon précise afin de s'emboiter sans se croiser; il faut là aussi, sur le plan horizontal, un pas de 40 cm. Ainsi, quand on déroule le tuyau,il faut ménager un espace vide du double du pas choisi; pour un pas de 40 cm, l'espace laissé entre les lignes de tuyau sera de 80 cm.....afin que sur le retour on puisse bien poser le tuyau à 40cm de celui qui a été disposé en premier.

Je vous ai fait un petit croquis d'une seule couche, afin de mieux visualiser le shéma de déroulement du tuyau. (le but étant qu'il ne se touche pas ou ne se croise pas...)




Schéma du système en coupe






Schéma de déroulement sur une couche

Sur ce petit croquis, je n’ai schématisé qu'une couche, uniquement pour "bien" visualiser la façon de dérouler le tuyau...et la notion de"pas".Les 2 couleurs sont là pour mieux visualiser l'aller et le retour du tuyau.


Schéma de déroulement des 2 couches, en 3D

(pour ne pas se perdre, le plus simple est de suivre un des départ avec la pointe d'un stylo...)

Ensuite, j'ai tracé au sol, la surface à creuser (avec une bombe de peinture fluo).

Le bac est dans mon salon, appuyé contre un mur donnant sur l'extérieur.

La dalle de ma maison, est à une hauteur de 30 cm environ, par rapport au terrain.

J'ai donc percé le mur, sous le bac, derrière la décantation, de 2 trous, destinés à amener les tuyaux d’ eau "chaude" / d’eau "froide" à l'extérieur. (pour ces 2 trous, il faut veiller à les percer le plus verticalement possible, ceci afin que quand tout est fini, le poid de la terre qui va forcément exercer une traction sur les tuyaux, ne les coude pas...)

Il m'a fallu faire une "saignée" sous des pavés, qui entourent la maison, pour arriver à la terre.

Ensuite, j’ai déroulé de la ficelle (100 m), en partant du bac, afin de repérer comment disposer mes 100 mètres de tuyau selon le shéma choisi, (en comptant 2 couches superposées....). Les 100 mètres de tuyau allaient être enterrés dans un rectangle de 6 m par 5 m, d'une profondeur de 1,50 métres.Et j'ai tracé.

La dernière vérification, avant de creuser, a été de vérifier si la pompe prévue serait assez puissante, pour acheminer l'eau....

J'ai donc placé une "bassine" d'eau , contenant 50 litres, à une hauteur de 2.20 m. J'ai déroulé les 100 de tuyau pvc, sur le sol, en circuit "fermé". Donc, une pompe Eheim 1262 dans la bassine, raccordée avec du tuyau souple de la même marque en 16/22, emboité en force sur le tuyau pvc, ...et le retour du tuyau pvc, dans la bassine.

Les 100 m de tuyau pvc, contiennent un peu moins de 30 litres, et la pompe Eheim, assure sans problème la circulation.....!: ouf, il n'y avait plus qu'à s'y mettre...

....et on a creusé...!

Un ami qui possède une minipelle, m'avait proposé de "bloquer" une journée, pour venir creuser...







Le chantier :

On a fait ça un samedi.

Voisins prévenus....mini pelle en route à 8 h, à 11h, tranchée plus trou finis (un peu plus de 45 m3 quand méme)...et le terrain en ruine...........

Un décailloutage de la fosse, une couche de 10 cm de sable fin au fond, un piquetage, avec des petits piquets en bois, pour maintenir le tuyau , au fur et à mesure de sa mise en place, ...et premier serpentin placé....

Rebouchage du trou à la pelle sur les premiers cm, afin de ne pas écraser le tuyau avec des grosses pierres que la mini pelle aurait pu envoyer, ...et finition à la mini pelle...ensuite, arrivé à une profondeur de 1 m, re étalage d'une couche de sable de 10 cm, remise en place du reste du tuyau pour le deuxième serpentin...........rebouchage de terre sur 20 cm à la pelle....et rebouchage final à la mini pelle..

à 17h, géothermie finie, minipelle nettoyée....!

Une petite semaine, à raison de 2 heures par jour environ, pour reégaliser le terrain, ratisser, enlever les dernieres pierres, ..et semer la pelouse....et c'était fini.

Le copain Jean Luc s'amusant à faire des trous...


Photo où on visualise le serpentin, et sa disposition.


Un petit coup de ratissage...





Mise en route.

Le samedi soir, vers 22h, aprés avoir préparé une trentaine de litres d'eau neuve supplémentaire, mise en route de la géothermie.J'avais coupé un peu avant mon système de congèlateur, et l'eau était déjà montée de 26° à 28,6 °....

Je branche la 1262, mets en route un chrono, et contrôle la t° de l'eau revenant de sa ballade souterraine..12 ° (14.8° en plein été).

Je jette un oeil à la t° du bac....et la pompe de la géothermie coupe.....l'eau du bac a mis 3 minutes et 45 secondes pour redescendre à 26°......je pensais qu'il y en aurait au moins pour 1 heure !

Me voilà bien soulagé, même si je sais qu'en pleine canicule, la pompe tournera sans doute plus longtemps...un souci de taille en moins.





En pratique.

La pompe Eheim, est dans un compartiment de la décante.

Elle prend l'eau quand la pompe se déclenche, l'envoie dans les 2 serpentins sous terre, et l'eau revient dans la décante, dans le compartiment de remonté.


Départ de décante, grace à une new jet 3000.







Arrivée de l'eau fraiche dans le compartiment de remonté, systéme en marche



La commande de mise en route de la pompe, se fait par un kit de chez Conrad, comprenant une sonde immergeable (placée dans la descente) , un thermomètre digital , et 2 relais : l'un commandant une prise pour le chauffage, et l'autre commandant la pompe de la géothermie, pour refroidir.

Sur mon bac, la consigne pour le chauffage, est à 25° :

si la t° atteint 24.9°, le chauffage se met en route.

La consigne de refroidissement est de 26°.


Panneau électrique, avec systéme conrard (en haut à gauche)


Détail du systéme conrad, placé dans une boite de dérivation électrique.


Quand l'eau est à 26.1°, la pompe de la géothermie se met en route, et coupe dès que 26° est atteint.

En pratique, la pompe déclenche à 26,1°. L'eau "froide" arrive , et fait redescendre la t° du bac à 26°. la pompe coupe. mais avec l'inertie, la t° continue à descendre.

donc chaque déclenchement de la pompe se fait à 26,1..elle coupe à 26...et l'eau affiche 30 secondes

plus tard une t° à 25,8 ceci étant dû à l'inertie du système.

quand il fait 30° dehors, l'inertie est moins importante....pompe déclenche à 26.1 invariablement, coupe à 26°.....et 25.9 stabilisé, trente secondes après dans le bac.



Fréquences de déclenchement :

En hiver, la géothermie fonctionne en moyenne une fois à deux fois par jour (le bac étant couvert), la t° de la pièce étant à 20 ° en moyenne.

Au printemps, en mai par exemple, elle fonctionne environ une fois toutes les 2 heures (quand il fait 25° dehors)

Au plus chaud, elle fonctionne une à 5 fois toutes les heures, en moyenne.



Durées de déclenchement :

En moyenne, la pompe fait passer les 800 litres du bac de 26,1° à 25,8 ° en 40 secondes

L'été, la pompe tourne plus souvent, mais guère plus longtemps. (moins d'une minute)







L'entretien .

Pour l'entretien, à l'automne, je débranche la pompe de la géothermie, et je branche dessus un tuyau d'arrosage, afin de rincer abondamment les 100 mètres de tuyau.

Ensuite, j'envoie de l'eau en circuit fermé, avec de l'acide dilué, .....re rinçage, et remise en route.

Pour ceux qui voudraient faire ce système, avec un bac ouvert, il faudra la débrancher l'hiver, car elle ne tounera pas , et l'eau risque de "pourrir", dans la géothermie.

C'est ce que fait Erico avec son système. Il le nettoie, comme on le ferait avec un groupe froid.

Personnellement, je n'ai pas ce souci, car mon bac étant couvert, elle fonctionne toute l'année.



Les limites.

Pour le moment, je n'en vois pas ....il suffirait de multiplier le système , pour des bacs de plus gros volumes...?

Ensuite, les limites peuvent être le manque de place pour creuser....? et encore , on peut multiplier les couches en profondeur...??

Ou peut- être des limites de pompe de circulation ? là encore , je crois qu'il y a de la marge. (à ce propos, j'ai remplacé la 1262 par une New jet 3000, qui prend moins de place dans la décante...elle marche aussi bien, et remonte sans aucun problème les 100 mètres du système.)



Les dangers.


Je n'en vois que 3.

L'eau dormante dans le système, pour cause de non entretien, qui pourrait si elle était renvoyée dans le bac faire une pollution plus ou moins grave...

Une fuite sur le tuyau enterré, qui pourrait entraîner une vidange partielle du bac, plus problèmes liés à l'osmolation ......si tuyau mis en place sur un terrain non préparé, (lit de sable), avec une pierre pouvant percer le tuyau...lors du recouvrement, compression...

et enfin , un refroidissement trop important et trop brutal, s'il y a défaillance du système de contrôle....si un relais reste bloqué ??

A ce sujet, j'ai deux alertes, avec le systéme Conrad, heureusement , sans conséquence sur les habitants du bac...

J'ai eu une fois le relais qui est resté bloqué, pompe de géothermie en route : l'eau du bac est descendue à 18 °! (avec 28° dehors à l'ombre)

Et probléme inverse, le relais de déclenchement de la géothermie n'a pas enclenché à 26,1°....je m'en suis rendu compte, l'eau était à 29.8...

J'ai alors remis une pile neuve (qui conserve les consignes de déclenchement en cas de coupure de courant.) et l'eau est redescendu à 26 ° en une heure et demi. (une demi heure de fonctionnement, une demi heure de coupure de le pompe, et re une demi heure de fonctionnement..)

ces 2 soucis se sont produits à une semaine d'interval, et la pile avait quasiment 8 mois...? depuis changement de pile, pas de nouveau probléme.




Le coût.

Personnellement, le coût de revient est faible.

Le tuyau a été acheté par un ami plombier qui m'a fait bénéficier de réductions, et m'a couté 98 euros pour 100 métres

La pompe, je l'avais....

La mini pelle, ne m'a rien coûté, car l'ami qui la possède voulait absolument m'offrir ce service....

Le sable, quelques m3, mais c'est pas le plus cher..

Un peu de temps, et d’huile de coude....





Conclusion :

Pour conclure, je dirais donc que je suis très satisfait du résultat.

Le systéme est fiable, très efficace, silencieux, économique…..

L’investissement, pour un gros bac, même en louant une mini pelle mécanique, doit étre inférieur à l’achat d’un groupe froid, et la consomation électrique sans comparaison.

Les photos , peuvent peut étre sembler décourageantes, à la vue de l’état du terrain, mais ça ne dure pas. L’herbe repousse vite…J’ai toutefois la grande chance d’avoir une compagne qui ne s’est absolument pas opposée à ce projet…..


Une vue un peu plus encourageante.....quelque temps aprés la bataille..........


Je voudrais également suggérer une autre variante possible ( ?) du systéme….

En effet, pour les personnes qui ne peuvent pas creuser dans leur terrain….Je pense que de dérouler du tuyau PVC dans un vide sanitaire, doit étre également envisageable. Cela doit être facile à tester…. ?



Voilà, je crois que je vous ai tout dit.

En espérant que mes explications sont assez compréhensibles, et que ces informations pourront permettre à certains, d'envisager de refroidir leurs bacs , de façon économique, et écologique .


Derniéres news..

Aprés deux ans de fonctionnement, je vous donne des nouvelles "fraiches" du systéme.

Aucun probléme rencontrés, chimie de l'eau idem, aucunes perte, ni en coraux, ni en
poissons, températures stable toute l'année...consigne de température baissée à 25 °
depuis six mois.. que du frais bonheur.

Je suis toujours à votre disposition pour des renseignements, si vous le désirez.




Remerciements: à Erico, pour ses réponses à mes questions...et pour sa participation à cet article.

Au pote Jean luc, avec sa minipelle.

A ma compagne, qui s'est marré quand je lui ai parlé de démolir la pelouse....


Article transmis par Cats

Toute l'équipe de l'Atoll remercie Cats pour ce superbe article et le félicite pour sa réalisation technique!

Comments *

1) Re: Une solution écologique pour refroidir son bac: la géothermie
Written by steph_69 le août 01, 2007, 11:19:42 am
bravo ! j'adore la démarche écologique (qui devrai être indissociable de notre passion ) ! un exemple à suivre !

2) Re: Une solution écologique pour refroidir son bac: la géothermie
Written by jmjousse le octobre 12, 2012, 09:53:54 am
Bonjour super article ! qu'elle est la surface de ton trou ?
j'aimerai bien mettre en place un tel systeme mais 5 fois plus grand...
si tu m'indiques la surface sa me donnera une idee de la surface dont je vais avoir besoin !