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Pompe à chaleur géothermique

Tout savoir sur la pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur géothermique (PAC géothermique) figure parmi les modèles de pompe à chaleur les plus performants. L'installer vous ouvre le droit à des aides à la rénovation énergétique.

Quelles sont les particularités de la pompe à chaleur géothermique ?

La PAC géothermique est une pompe à chaleur qui puise les calories de la terre, du sol et du sous-sol afin d’alimenter le système de chauffage d’un bâtiment.

Quels sont les trois types de géothermie ?

On distingue généralement trois types de géothermie, à savoir :

  • Géothermie de faible profondeur : à partir de 30 jusqu’à environ 400 mètres en sous-sol
  • Géothermie profonde : à partir de 400 mètres en sous-sol
  • Géothermie de grande profondeur : entre 4 000 et 6 000 mètres en sous-sol

C’est la géothermie de faible profondeur qui est utilisée dans le cas d’une pompe à chaleur géothermique, car le forage dépasse rarement les 100 mètres.

Quels sont les quatre types de PAC géothermiques ?

Il y a quatre grandes familles de pompes à chaleur géothermiques :

  • PAC sol-eau
  • PAC sol-air
  • PAC eau glycolée-eau
  • PAC eau-eau

Cas particulier, la pompe à chaleur eau-eau est aussi appelée pompe à chaleur hydrothermique et puise ses calories dans l’eau des nappes phréatiques. Notez qu’à l’exception de la PAC eau-eau, il n’existe pas de pompe à chaleur réversible qui soit géothermique.

Comment fonctionne un chauffage par géothermie ?

Il faut distinguer les pompes à chaleur géothermiques des pompes à chaleur aérothermiques telles que la pompe à chaleur air-air ou la pompe à chaleur air-eau. Ces dernières tirent leurs calories de l’air extérieur, et leurs performances sont donc davantage soumises aux variations climatiques.

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Captage géothermique

Le captage géothermique s’effectue de deux manières, à l’aide de sondes horizontales ou verticales :

  • Capteurs horizontaux : enterrés à une distance moyenne d’1 mètre par rapport au niveau du sol. La surface de ces capteurs peut atteindre jusqu’à deux fois la taille de l’habitation selon les besoins de chauffage du foyer, il faut donc disposer d’un terrain suffisant pour réaliser ces travaux.
  • Capteurs verticaux : ces sondes peuvent aller jusqu’à 100 mètres en profondeur. Plus le forage est profond, plus la puissance de la pompe à chaleur géothermique est importante. Il n’y circule que de l’eau glycolée, c’est-à-dire mêlée d’antigel.

Plusieurs contraintes pour le forage :

  • Les réseaux enterrés non hydrauliques doivent être à au moins 1,5 mètre
  • Les arbres à au moins 2 mètres
  • Les fondations, tuyaux d’évacuation, puits ou fosses septiques à au moins 3 mètres

Notez que les pompes à chaleur géothermiques interviennent dans le fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique.

Comment fonctionne une pompe à chaleur sol-eau ?

Le fonctionnement d’une PAC sol-eau repose sur des capteurs horizontaux ou verticaux enterrés dans le sol. Ces sondes géothermiques viennent prélever les calories du sol, et la chaleur ainsi récupérée alimente le circuit de chauffage de la main, par exemple avec des radiateurs basse température. Lorsque la chaleur est distribuée via plancher chauffant, on parle alors généralement de pompe à chaleur sol-sol.

De même, alors que la pompe à chaleur sol-eau alimente le circuit de chauffage central du bâtiment, la pompe à chaleur sol-air vient directement en chauffer l’air intérieur. Cela passe par exemple par des ventilo-convecteurs, à l’image de la PAC air-air.

Comment fonctionne une pompe à chaleur eau glycolée-eau ?

La PAC eau glycolée-eau dispose de trois circuits, à savoir :

  • Le circuit du fluide frigorigène de la pompe à chaleur
  • Le circuit des capteurs contenant de l’eau et de l’antigel
  • Le circuit du système de chauffage central

Concrètement, les capteurs envoient les calories du sol au générateur à l’aide d’une solution d’eau glycolée en circuit fermé, et cette eau glycolée contient de l’antigel. Par phénomène d’évaporation puis d’évaporation du fluide frigorifique, le générateur de l’installation chauffe l’eau des radiateurs au sein du chauffage central ou du plancher chauffant.

Quels sont les avantages et les inconvénients de la géothermie ?

Les avantages d’un chauffage à géothermie sont nombreux :

  • Il s’agit d’un chauffage aux énergies renouvelables, qui vous permet de diminuer l’empreinte écologique de votre maison ou de votre local professionnel, tout en vous ouvrant le droit à des aides pour les travaux dans votre maison qui en découlent.
  • Le haut rendement de cet appareil s’exprime au travers d’un coefficient de performance énergétique (COP) pouvant aller au-delà de 4. Cela veut dire que pour 1 kWh d’énergie consommée, l’installation restitue l’équivalent de 4 kWh sous forme de chaleur. Vous faites donc des économies d’énergie qui se répercutent sur le montant de vos factures.
  • La diffusion de chaleur est stable tout au long de l’année en raison des températures peu variantes en sous-sol, et ce quelles que soient la période de l’année et les saisons.
  • Vous pouvez en faire votre chauffage principal sans avoir besoin de recourir au moindre chauffage d’appoint.
  • L’installation peut facilement s’accorder avec un réseau de chauffage central et d’eau chaude sanitaire existants.
  • Elle est moins bruyante qu’une pompe à chaleur aérothermique dont l’unité extérieure peut être à l’origine de nuisances sonores.

Quelques inconvénients doivent toutefois être mentionnés, car les travaux et notamment le forage peuvent s’avérer onéreux. C’est notamment le cas avec des capteurs verticaux qui coûtent plus cher que les capteurs horizontaux. Vous devez par ailleurs disposer d’une surface extérieure suffisante pour permettre l’opération, et demander des autorisations en mairie.

Comment faire l’entretien d’une PAC géothermique ?

Pour entretenir votre pompe à chaleur géothermique, vous pouvez faire appel à un technicien certifié qui se chargera de vérifier les points suivants :

  • L’étanchéité du fluide frigorigène
  • Le nettoyage du système thermodynamique
  • Le paramétrage de l’installation
  • En cas de panne ou de fuite, des réparations

L’entretien d’une PAC géothermique est obligatoire tous les 12 ans pour tous les appareils dont la puissance est comprise entre 4 et 70W, et tous les 5 ans pour les installations dont la puissance est encore supérieure.

Quel est le coût d’une pompe à chaleur géothermique ?

Le coût d’une pompe à chaleur géothermique dépend du prix de l’appareil et de celui de la main d’œuvre :

  • Comptez en moyenne 13 500 euros pour l’équipement et ses différents éléments
  • Comptez en moyenne 3 000 euros pour la main d’œuvre

Il faut donc prévoir en moyenne 16 500 euros pour l’installation d’une PAC géothermique. Attention, ce prix moyen peut varier selon de nombreux paramètres, tels que la profondeur du forage, le modèle de l’appareil ou encore sa puissance.

Quelles sont les aides financières pour une PAC géothermique ?

En choisissant la géothermie pour vous chauffer, vous avez la possibilité de bénéficier d’aides et de primes pour votre pompe à chaleur :

  • MaPrimeRénov’, une subvention venant remplacer le CITE (crédit d’impôt transition énergétique) en 2021 ainsi que les aides financières du programme Habiter Mieux Agilité de l’Anah (agence nationale de l’habitat). Notez que MaPrimeRénov’ Sérénité vient à son tour remplacer les subventions du programme Habiter Mieux Sérénité à compter du 1er janvier 2022. Vous pouvez demander MaPrimeRénov’ avec Economie d’Energie.
  • La prime énergie, versée par les obligés du dispositif des certificats d’économies d’énergie (CEE) que sont les grands distributeurs, les vendeurs et les fournisseurs d’énergie. Cette prime CEE vous est versée de façon différente selon l’obligé (chèque, somme sur une carte de fidélité…).
  • L’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ), qui vous offre la possibilité d’emprunter sans intérêt entre 7 000 et 50 000 euros selon le nombre de travaux que vous souhaitez réaliser. Les intérêts sont pris en charge par l’Etat.
  • La TVA 5,5%, à laquelle vous avez droit pour les travaux de rénovation énergétique tels que l’installation d’une pompe à chaleur géothermique.
  • Les aides locales (communales, départementales, régionales) que vous pouvez obtenir en vous renseignant auprès de votre collectivité territoriale.

Questions fréquentes au sujet des pompes à chaleur géothermiques

Quel sol pour une pompe à chaleur ?

Le sol idéal pour une pompe à chaleur doit être suffisamment grand pour permettre l’installation des capteurs horizontaux et le forage pour les capteurs verticaux.

Quelle profondeur pour un forage en géothermie ?

La profondeur d’un forage en géothermie va généralement de 30 à 100 mètres. Plus le forage est long, plus la puissance de la PAC géothermique est importante.

PAC air-eau ou PAC sol-eau ?

La PAC air-eau, qui prend sa source de chaleur dans l’air, est davantage soumise aux changements de température extérieure que la PAC sol-eau, dont les capteurs sont enterrés et bénéficient de la température constante du sous-sol.

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