Plébiscitées pour leur caractère éco-performant, certaines pompes à chaleur (PAC) utilisent la géothermie, soit l'énergie de la terre pour chauffer les logements et produire leur eau chaude sanitaire (ECS). Pompe à chaleur eau-eau, eau glycolée-eau, sol-eau ou sol-sol : découvrez tout ce qu’il faut savoir sur les différents systèmes géothermiques !
En résumé :
- La pompe à chaleur géothermique utilise la géothermie pour alimenter un logement en chauffage et en ECS. Si l’appareil est réversible, il peut également rafraîchir l’habitation.
- Quatre modèles existent : eau-eau, eau glycolée-eau, sol-eau et sol-sol. Selon la technologie, l’énergie est puisée dans les sous-sols ou dans les eaux souterraines grâce à des capteurs horizontaux (creusés) ou verticaux (forés).
- Ce fonctionnement économique et respectueux de l'environnement demande toutefois à disposer d’un grand jardin pour les travaux, dont le prix sera d’ailleurs élevé. Des subventions étatiques permettent néanmoins d’en réduire le devis.
Comment fonctionne la pompe à chaleur géothermique ?
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur géothermique ?
On appelle pompe à chaleur géothermique une PAC qui utilise l’énergie de la terre pour alimenter un logement en chauffage, en eau chaude sanitaire (ECS), voire en rafraîchissement pour un modèle réversible. Selon son type, l’appareil peut puiser :
- dans les sols : PAC sol-sol ou sol-eau ;
- dans les eaux souterraines (nappe phréatique, lac ou rivière) : PAC eau-eau ou eau glycolée-eau.
Bien choisir son installateur
Pour puiser dans la terre, il faut installer des capteurs souterrains (ou sondes) qui impliquent un forage ou un terrassement du terrain.
Il est donc essentiel de choisir un installateur certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) Qualiforage, un label qui atteste d’une spécialisation dans les forages géothermiques, pour un chantier réalisé dans les normes.
Un procédé de fonctionnement thermodynamique
Les PAC géothermiques utilisent les sols comme source d'énergie, en prélevant des calories directement dans la terre ou dans l’eau, des ressources renouvelables et gratuites. Elles favorisent ainsi les économies d’énergie, notamment grâce à leur excellent rendement, et représentent une solution écologique pour le chauffage des habitations.
Comme leurs homologues aérothermiques (PAC de type air-air et air-eau), elles fonctionnent selon un principe thermodynamique : un fluide frigorigène, qui passe de l’état liquide à gazeux, circule dans un réseau de tuyaux enterrés sur le terrain. Caloporteur, ce fluide frigorigène capte la chaleur des sols et la transporte jusqu'à la pompe à chaleur, où elle est compressée pour monter en température puis transférée à votre système de chauffage central.
Demandez votre devis
Obtenez un devis personnalisé pour installer votre pompe à chaleur.
Quelles sont les différentes pompes à chaleur géothermiques ?
Les 4 types de PAC géothermiques
|
Principe de fonctionnement |
Types de capteurs |
Émetteurs compatibles |
Fourchette de prix (matériel + pose) |
|---|---|---|---|
|
Pompe à chaleur eau-eau |
80 à 185 €/m² |
||
|
La chaleur est puisée dans la nappe phréatique, puis transférée à la PAC, qui augmente sa température et la transmet au circuit de chauffage |
Verticaux |
- Plancher chauffant hydraulique - Radiateurs hydrauliques - Ventilo-convecteurs - Ballon d'ECS |
|
|
Pompe à chaleur à eau glycolée |
|||
|
Remplie d'eau glycolée, la sonde extrait la chaleur et la transfère à la PAC, qui augmente sa température et la transmet au circuit de chauffage |
Verticaux ou horizontaux |
- Plancher chauffant hydraulique - Radiateurs hydrauliques - Ventilo-convecteurs - Ballon d'ECS |
|
|
Pompe à chaleur sol-sol |
100 à 200 €/m² |
||
|
Une fois la chaleur des sols récupérée, le fluide frigorigène est directement transmis au plancher chauffant via des liaisons hermétiques |
Horizontaux |
Plancher chauffant |
|
|
Pompe à chaleur sol-eau |
|||
|
La chaleur puisée dans la terre est transférée à la PAC, qui la réchauffe et la transmet au circuit de chauffage |
Horizontaux |
- Plancher chauffant hydraulique - Radiateurs hydrauliques - Ballon d'ECS |
|
Et pour le rafraîchissement ?
Les pompes à chaleur géothermiques réversibles permettent de rafraîchir l’habitation en plus de lui procurer du chauffage et de l’ECS. Ce dispositif trois-en-un est une particularité des modèles eau-eau.
Captage horizontal ou vertical ?
Plusieurs méthodes peuvent être mises en place pour l’extraction des calories. On distingue en effet la géothermie verticale (forage) de la géothermie horizontale (tranchées creusées). Trois installations sont ainsi réalisables :
- capteurs horizontaux : un réseau de tuyaux est enterré horizontalement dans votre jardin à une profondeur d'environ 1 à 2 mètres. Ce placement horizontal est le plus couramment utilisé en raison de son coût plus faible, mais il nécessite un grand espace extérieur (au moins 1,5 fois la surface à chauffer) ;
- capteurs verticaux (sol) : par le biais d’un forage, des tuyaux sont enterrés verticalement à une profondeur pouvant atteindre 100 mètres. Le forage vertical requiert moins de surface, mais demeure plus complexe et donc plus coûteux ;
- capteurs verticaux (eau) : la technique d’installation relève également du forage, mais l’on fore des puits pour que la pompe à chaleur eau-eau aille puiser dans une nappe phréatique.
Plus coûteuses et complexes à mettre en place, les installations verticales sont toutefois plus performantes. En effet, plus la sonde est enterrée profondément, plus la température ambiante est stable et élevée, ce qui améliore le rendement de l’appareil de chauffage.
La PAC géothermique a donc un avantage sur celle aérothermique, qui dépend des températures extérieures et dont la performance diminue lorsqu’il fait trop froid. En termes de performance, la PAC eau-eau se retrouve en haut du podium, car les eaux souterraines demeurent autour de 10 °C quelle que soit la température extérieure.
Bon à savoir
On parle aussi parfois de capteurs géothermiques elliptiques. Ce système utilise des sondes en spirale enterrées à environ 5 mètres de profondeur. Il nécessite moins d'espace qu’une sonde horizontale et un forage moins profond à celui d’une sonde verticale.
Source : Ademe
L’installation d’une PAC géothermique convient-elle à tous les logements ?
Vous l’aurez certainement compris : tous les logements ne peuvent pas accueillir une pompe à chaleur géothermique, tant en termes d’espace que de budget. Cela explique la faible proportion d’appareils installés en France, en comparaison de leur alternative aérothermique, plus adaptée aux habitations des particuliers, notamment pour la rénovation. Découvrons ensemble les freins à l’essor de la géothermie.
Des exigences à rencontrer pour permettre l’installation
Premier frein pour les particuliers : il faut disposer d’un terrain assez grand (et donc d’une maison) pour pouvoir y installer les capteurs. Pour rappel, la surface de sondes installée doit être 1,5 fois supérieure à la surface à chauffer au minimum.
Si vous envisagez d’installer une PAC eau-eau, il faudra en prime qu’une nappe phréatique soit située à proximité de l’habitation, avec un volume assez important pour pouvoir y puiser.
Puisqu’elle utilise la technologie très basse température, la PAC géothermique doit en outre être installée dans un logement à l’isolation performante, au risque de ne pas apporter un assez bon confort thermique à ses occupants. De la même manière, elle doit être raccordée à un réseau de chauffage central hydraulique et fonctionner avec des émetteurs basse température également (radiateurs ou plancher chauffant par exemple).
Enfin, ce type d’installations n’est pas recommandé pour les maisons de moins de 150 m², car le retour sur investissement sera long et peu intéressant.
Les étapes à l’installation d’une PAC géothermique :
- Étude des sols par un professionnel qualifié pour déterminer la solution la plus adaptée au logement ;
- pose des capteurs, avec réalisation d’un terrassement pour un captage horizontal ou d’un forage s’il est vertical ;
- raccordement des capteurs à la pompe à chaleur et de la pompe à chaleur au circuit de chauffage ainsi qu’au réseau électrique du logement ;
- mise en service et vérifications par un technicien pour assurer le bon fonctionnement de l’appareil. Il vous fournira aussi des conseils sur l’utilisation et l’entretien de votre nouveau chauffage.
Pour rappel, toutes ces étapes doivent être effectuées par un professionnel qualifié, disposant du label RGE et des certifications Qualipac et Qualiforage. Vous serez ainsi éligible aux aides financières et recevrez un chantier réalisé dans les normes.
Des autorisations nécessaires
L’ampleur du chantier nécessaire à sa mise en place implique d’obtenir l’accord de votre mairie. Il faut donc obligatoirement déclarer votre projet en amont de la réalisation du chantier.
Si un forage doit être réalisé, il faudra aussi le déclarer auprès de la DRIRE (Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement). Enfin, si le captage des calories se fait sur nappe phréatique, il faudra réaliser une étude de l’eau et obtenir l’autorisation d’y puiser avant de forer les puits de captage.
Sans ces autorisations, vous ne pourrez malheureusement pas choisir la PAC géothermique pour votre logement. Vous pouvez néanmoins vous intéresser à son alternative aérothermique, plus simple à installer, qui reste très performante et économique.
Envie d'économiser sur vos factures de chauffage ?
Réalisez jusqu'à 15 % d'économies annuelles en équipant votre système de chauffage d'un thermostat connecté.
Un budget élevé
Seul (sans la pose), l’appareil coûte déjà entre 10 000 et 15 000 euros. Il faut ajouter à cela les tarifs de l’installateur pour la main-d'œuvre assez complexe, qui demande à creuser, voire à forer le terrain.
Toutes technologies confondues, le prix d’une PAC géothermique peut ainsi s’élever jusqu’à 20 000 euros en moyenne pour une maison de 100 m², soit près de 40 000 euros pour chauffer 200 m². Un coût élevé, qui peut donc freiner de nombreux ménages.
Heureusement, la haute performance énergétique de ce mode de chauffage et de production d’ECS favorise d’importantes économies d’énergie. Grâce aux subventions disponibles et à sa faible consommation d’électricité, il sera rentabilisé en 6 à 10 ans selon les caractéristiques de l’installation, pour une durée de vie souvent supérieure à 20 ans.
PAC géothermique : vous avez droit à des aides !
Économes en énergie et idéales pour accompagner la transition énergétique du pays, les pompes géothermiques sont fortement subventionnées. Sous réserve d’en respecter les critères d’éligibilité et selon vos conditions de revenus, c’est jusqu’à 90 % du devis qui peut être financé par l’État grâce aux aides financières :
- MaPrimeRénov’ et MaPrimeRénov’ Sérénité ;
- la prime CEE et sa version bonifiée, le Coup de Pouce Chauffage ;
- les prêts Éco-PTZ et Avance Rénovation ;
- la TVA à taux réduit (5,5 %), sur l’achat du matériel et sa pose ;
- les aides de collectivités locales, selon la région.
Quels sont les avantages et inconvénients des pompes à chaleur géothermiques ?
Les avis sur la PAC géothermique dénombrent de nombreux avantages pour cette solution de chauffage. Grâce à sa faible consommation d’électricité, elle aide les ménages à diminuer leurs factures tout en améliorant leur performance énergétique, car plus respectueuse de l’environnement.
Mais elle dispose tout de même de certains points faibles, comme d’un prix particulièrement élevé, du fait de travaux importants et complexes, ces derniers demandant par ailleurs à disposer d’un assez grand jardin.
|
Les avantages |
Les inconvénients |
|---|---|
|
Haute efficacité énergétique : avec un COP élevé, elle produit 4 fois plus d'énergie qu'elle n'en consomme |
Grand espace nécessaire pour mettre en place le captage des calories |
|
Économies : jusqu'à 70 % d'énergie économisée en remplacement d'une chaudière gaz ou fioul |
Coût élevé, mais investissement rentabilisé à long terme |
|
Éligible aux aides pour réduire le devis et favoriser la transition énergétique |
Travaux d'installation importants et autorisations à obtenir |
|
Longue durée de vie : si bien entretenue, sa longévité dépasse 20 ans |
Entretien obligatoire, à faire réaliser tous les 2 ans par un professionnel |
|
Respect de l'environnement : utilisation d'une ressource renouvelable, qui n'émet pas de CO2 |
Recours à un installateur qualifié RGE et Qualiforage obligatoire pour une pose dans les normes et respectueuse de l'environnement |
Qu’est-ce que le COP ?
On mesure le rendement d’une pompe à chaleur grâce à son COP (ou Coefficient de Performance). Notifié par les constructeurs, il informe sur l’efficacité énergétique du système. Plus le COP est élevé, meilleur est le rendement.
FAQ sur les pompes à chaleur géothermiques
Quel entretien pour les pompes à chaleur géothermiques ?
Quelle que soit sa technologie, la pompe à chaleur doit obligatoirement faire l’objet d’un entretien bisannuel réalisé pas un professionnel. Cette visite de maintenance permet d’allonger sa durée de vie et de limiter sa consommation énergétique.
Combien coûte une pompe à chaleur géothermique ?
Côté devis, apprêtez-vous à dépenser 80 à 185 €/m² pour une PAC puisant dans les eaux souterraines et 100 à 200 €/m² pour une PAC puisant dans les sols, soit une fourchette moyenne de 10 000 à 20 000 euros pour équiper une maison de 100 m².
