La pompe à chaleur géothermique, le choix de la performance
Pompe à chaleur géothermique : comment ça marche ?
La pompe à chaleur géothermique fait partie d’une grande famille de systèmes de chauffage qui utilise une énergie gratuite, disponible et renouvelable. Fonctionnement, réversibilité, avantages et inconvénients… vous saurez tout sur la PAC géothermique !
Un fonctionnement écologique
Vous le savez, une PAC géothermique puise la chaleur au niveau du sol pour la transférer à votre circuit de chauffage central. Toutefois, la chaleur du sol emmagasinée en surface (soleil, pluie, vent) ou en profondeur (roches, magma du noyau terrestre), n’est pas une énergie exploitable telle quelle. Sa chaleur tourne autour de 12° C alors que les émetteurs de chaleur fonctionnent à 35° C dans le meilleur des cas (plancher chauffant).
L’objectif de la PAC est donc de permettre une élévation de température entre la source froide (sol) et la source chaude (chauffage). C’est ici qu’entre en jeu le fluide frigorigène, à la fois catalyseur et vecteur de chaleur. Il va récupérer les calories transmises par le sol pour créer de la chaleur puis la transmettre à votre circuit de chauffage central, à votre ballon d’eau chaude sanitaire ou à tout autre émetteur de chaleur.
La température de la terre est assez constante ce qui rend la géothermie pertinente sous tous les climats, même les plus rigoureux, au contraire des PAC aérothermiques, météosensibles. Grâce à son rendement régulier et constant, la PAC géothermique est la plus performante de toutes. Avec elle, pas besoin de chauffage d’appoint.
Adrien, référent technique rénovation
Adrien, référent technique rénovationUn chauffage parfois réversible
Bonne nouvelle si vous disposez d’un plancher chauffant, votre pompe à chaleur géothermique peut être réversible. Pour un rafraîchissement actif, le cercle thermodynamique s’inverse… Alors que l’hiver votre PAC capte la chaleur du sol pour chauffer votre intérieur, l’été, elle capte celle de votre intérieur pour la rejeter dans le sol. Résultat, elle se met à produire de la fraîcheur.
Un système avec des atouts et des défauts
Avant de vous lancer dans la géothermie, faites entrer dans la balance tous les avantages et tous les inconvénients d’un tel système de chauffage. Très performante, la PAC géothermique est bien soutenue par les aides financières mais reste dissuasive en raison des travaux d’envergure (labours, forages) qu’elle implique. On fait le point !
Les avantages d’une PAC géothermique
Les avantages d’une PAC géothermique- Le recours à une source d’énergie gratuite, disponible et renouvelable.
- Le meilleur rendement parmi les PAC grâce à ses performances stables.
- La couverture de tous vos besoins (chauffage + eau chaude) sans besoin d’un appoint.
- Le confort du chauffage central en hiver et du rafraîchissement en été, le cas échéant.
- L’adaptation possible aux chauffages existants (plancher chauffant et radiateurs).
- L’éligibilité aux aides financières dédiées à la transition énergétique.
Les inconvénients de la géothermie
- La nécessité d’avoir de l’espace à l’extérieur pour poser les capteurs thermiques.
- La complexité de l’installation et des démarches administratives associées.
- La nécessité de recourir à une entreprise très spécialisée.
- Le coût financier des équipements et de l’installation.
- L’impact environnemental du fluide frigorigène.
Les différents types de pompe à chaleur géothermique
PAC sol-sol, sol-eau, eau-eau…Toutes les PAC géothermiques ne fonctionnent pas tout à fait de la même façon. Parce qu’il est difficile de s’y retrouver rien qu’avec leur dénomination, un rapide état des lieux s’impose.
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| Les calories captées dans le sol sont envoyées directement au système de chauffage grâce au liquide frigorigène, le fameux vecteur de chaleur. Facile à installer, la PAC sol-sol requiert toutefois un plancher chauffant spécial pour faire circuler le gaz fluoré. | |||
| Dans ce modèle, les calories présentes dans le sol sont aussi captées mais envoyées vers la pompe à chaleur. Résultat, le fluide frigorigène circule dans les capteurs de chaleur mais pas dans les émetteurs de chauffage. | |||
| Comme toutes les autres PAC, cette pompe à chaleur retire son énergie du sol mais assure le transport de la chaleur jusqu’au circuit de chauffage par de l’eau glycolée (non polluante). L’utilisation du liquide frigorigène se limite alors à l’essentiel : l’échange de chaleur. | |||
| À la fois hydrothermique et géothermique, cette pompe à chaleur puise sa chaleur dans une nappe phréatique. Tout comme la précédente, elle assure le transport de la chaleur via l’eau glycolée et limite l’usage du gaz fluoré, néfaste pour le climat lorsqu’il s’échappe de la PAC. | |||
Les PAC sol-sol et sol-eau sont de moins en moins installées en raison de leur grande quantité de gaz fluoré au puissant effet de serre. Une dynamique impulsée par la réglementation qui ouvre la voie à de nouveaux fluides moins polluants et à des pompes à chaleur alternatives.
Les PAC eau glycolée-eau et eau-eau utilisent des fluides intermédiaires à moindre impact. Compatibles avec un réseau de chauffage central, elles s’imposent peu à peu comme un standard.
Les + et les – des PAC en bref
| Type d’émetteur | Fonctionnement | Rendement | Emprise au sol | Impact environnemental | Coût financier | |
| PAC sol-sol | Plancher chauffant spécial | Non réversible | COP de 3-4 | Importante | Fluide frigorigène en quantité | Le moins cher |
| PAC sol-eau | Tout émetteur de chauffage central | Non réversible | COP de 3-6 | Importante | Fluide frigorigène en quantité | Le moins cher |
| PAC eau glycolée-eau | Tout émetteur de chauffage central | Réversible | COP de 3-5 | Minime si captage | Fluide frigorigène limité | Le plus cher |
| PAC eau-eau | Tout émetteur de chauffage central | Réversible | COP de 5-6 | Minime | Fluide frigorigène limité | Le plus cher |
À chaque PAC sa géothermie et son captage
Avant de redistribuer la chaleur du sol dans votre intérieur, il faut déjà la capter. Selon votre type de pompe à chaleur, vous aurez le choix entre des capteurs horizontaux ou verticaux. Explications…
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| Les capteurs thermiques sont des tubes enterrés de 60 à 120 centimètres de profondeur. Ils forment un circuit fermé en boucle dans lequel circule le fluide frigorigène (PAC sol-sol et sol-eau) ou l’eau glycolée (PAC eau glycolée-eau). Ils produisent environ 25 W par m². Leur surface doit être deux fois supérieure à la surface à chauffer. Si votre maison fait 100 m², il vous faudra prévoir 200 m² de capteurs. Moins onéreux que les autres systèmes géothermiques et plutôt facile à mettre en œuvre, le captage horizontal est toutefois très encombrant. | ||
| Dans cette configuration, les capteurs thermiques sont aussi des tubes mais insérés dans un forage sur 50 à 150 mètres de profondeur. Ces sondes géothermiques produisent en moyenne 45 W par m², une performance supérieure aux capteurs classiques qui s’explique par leur moindre sensibilité aux changements de température. Déployées en profondeur, elles limitent l’emprise au sol ce qui est idéal pour les petits terrains. Le bémol, c’est qu’elles sont plus difficiles à installer et plus onéreuses. Vous devrez réaliser des démarches administratives pour obtenir l’autorisation de forer. | ||
| Les capteurs verticaux visent ici la chaleur présente dans une nappe phréatique. L’échange de chaleur repose sur deux forages complémentaires : le premier va capter la chaleur de l’eau, le second rejeter l’eau froide. La puissance d’une telle installation dépend ensuite du débit prélevé. Pour bien dimensionner vos capteurs verticaux, prévoyez un débit de 1 à 3 m³ selon les besoins de votre habitation. Plus onéreuse que les solutions précédentes, la géothermie verticale sur nappe phréatique appelle des démarches administratives et les services de professionnels. | ||
Les différents captages géothermiques en bref
| Type de PAC | Emprise au sol | Installation | Coût financier | |
| Captage horizontal | Sol-sol ; sol-eau ; eau glycolée-eau | Importante | Facile | Le moins cher |
| Captable vertical (sol) | Eau glycolée-eau | Minime | Technique | Le plus cher |
| Captage vertical (eau) | Eau-eau | Minime | Technique | Le plus cher |
Les critères de choix de la géothermie
Pour choisir votre PAC géothermique, prêter attention à son rendement, ses apports en confort ainsi que son impact environnemental. Découvrez ce que vous pouvez attendre de votre future pompe à chaleur…
Le rendementLe COP (coefficient de performance) est l’indicateur que vous devez rechercher… Une pompe à chaleur géothermique, pour être performante, doit avoir un COP supérieur ou égal à 4. C’est-à-dire qu’elle doit produire au minimum 4 kWh de chaleur à partir d’1 kWh d’électricité. Grâce à ses performances constantes sur l’année, la PAC géothermique est le système de pompe à chaleur le plus performant. Pour optimiser son rendement, veillez à réduire l’écart de température entre la chaleur de votre sol (source froide) et vos émetteurs de chaleurs (source chaude). Le plancher chauffant (35° C) et les radiateurs basses températures (45° C) sont les plus adaptés. |
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Le confort thermiqueLe confort est au rendez-vous avec une pompe à chaleur géothermique. Sachez toutefois que ce confort varie en fonction du type de pompe à chaleur et des émetteurs que vous choisissez. Pour un maximum de confort en hiver comme en été, optez pour une PAC eau glycolée-eau ou eau-eau avec plancher chauffant. Vous chaufferez ainsi votre logement par rayonnement (chauffage des objets et non de l’air), l’hiver, et pourrez rafraîchir votre intérieur, l’été. Dans le cadre d’une rénovation énergétique, il est toutefois plus contraignant à installer… Si vous ne souhaitez pas vous lancer dans des travaux d’envergure, choisissez des radiateurs basse température 45° C. |
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L’impact environnementalParce qu’elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, la pompe à chaleur est un système de chauffage écologique mais dont l’impact environnemental n’est pas neutre. En cause, son fluide frigorigène dont l’effet de serre est bien plus puissant que celui du CO2. Même si les quantités de liquide qui fuitent restent minimes, l’enjeu est de les rendre encore plus anecdotiques pour que la pompe à chaleur soit la plus propre possible. Vos options pour y parvenir ? Les PAC eau glycolée-eau et eau-eau qui utilisent beaucoup moins de fluide frigorigène pour fonctionner ! |
La géothermie en pratique
Vous l’avez compris, l’installation d’une pompe à chaleur géothermique ne s’improvise pas. Maintenant que vous souhaitez vous lancer, il vous faut trouver les bons professionnels… Découvrez comment sélectionner l’entreprise qui effectuera vos travaux, puis comment entretenir votre PAC.
L’installation par un professionnel
Pour réussir l’installation de votre PAC géothermique, faites appel à des professionnels certifiés RGE (Reconnus Garants de l’Environnement). C’est essentiel pour que vous puissiez être éligible aux aides financières en vigueur. Ensuite, vérifiez leurs qualifications plus techniques :
- QualiPAC module chauffage et ECS (si vous souhaitez un système de chauffage mixte) ;
- Qualifelec PAC1 ou PAC2 (pour toute installation) ;
- Qualibat PAC (pour toute installation) ;
- Qualiforage module sonde (si vous vous projetez sur la géothermie verticale sol) ;
- Qualiforage module nappe (pour la géothermie verticale eau).
L’entretien
Votre PAC géothermique ne vous demandera que peu d’entretien. Vous devez seulement penser au contrôle obligatoire à faire tous les deux ans (puissance entre 4 et 70 kW) ou tous les cinq ans (puissance supérieure à 70 kW) avec un installateur qualifié.
Pour une meilleure gestion, vous pouvez d’ailleurs souscrire un contrat d’entretien dès l’installation. Vos professionnels vérifieront la pression de votre appareil et son niveau d’eau. Deux mesures essentielles pour garantir le bon fonctionnement de votre PAC et prolonger sa durée de vie. Comptez entre 150 et 200 € à chaque visite.
Comment financer une pompe à chaleur géothermique ?
L’installation d’une PAC géothermique est un investissement financier mais qui s’avère rentable sur la durée grâce à son excellent rendement et dont le coût peut être largement réduit grâce aux subventions de la transition énergétique. On vous en dit plus…
Le coût d’une pompe à chaleur géothermique
Une PAC géothermique coûte en moyenne 20 000 €, installation comprise. En tenant compte des nombreuses aides financières à votre disposition, le reste à charge peut se situer entre 17 000 € et 6 000 € ! Tout dépendra de vos revenus puisque certaines aides sont attribuées aux foyers les plus modestes. Sachez que vous pouvez aussi réduire ce coût par le choix d’un captage horizontal, plus encombrant mais moins onéreux (15 000 €).
Les aides financières dédiées
Vérifiez votre éligibilité aux aides financières pour découvrir le coût réel de votre PAC…
Prime Énergie Sonergia
Accessible à tous, sans plafond de revenus, la prime énergie CEE (Certificats d’Économie d’Énergie) est une aide financière majeure pour réduire le coût de vos travaux de rénovation. Le montant de la prime dépend de plusieurs facteurs : votre habitation, votre situation personnelle et la nature de vos travaux. Une condition supplémentaire est posée : que vos travaux soient réalisés par un artisan RGE (Reconnu Garant de l’Environnement).
MaPrimeRénov’
Délivrée par l’Anah (Agence nationale de l’habitat), cette aide financière propose deux types de prise en charge selon la nature des travaux. Le premier concerne les travaux spécifiques et peut s’additionner à la Prime Énergie Sonergia. Le second couvre les travaux de rénovation d’ampleur et intègre automatiquement la prime CEE. Dans un souci de résultat, ce parcours bénéficie d’un accompagnement technique, administratif et financier.
Éco-PTZ
L’éco-prêt à taux zéro est un dispositif de financement proposé par l’État. Ouvert à tous, sans plafond de revenus, il est cumulable avec la Prime Énergie Sonergia et MaPrimeRénov’. Grâce à lui, vous pouvez financer vos travaux sans payer d’intérêts.
TVA à 5,5 %
Avec son taux préférentiel, la TVA à 5,5 % réduit encore le coût de vos travaux. Elle vous permet d’acheter vos matériaux et vos équipements à prix réduit et de faire baisser le coût de la main d’œuvre que vous employez. À ne pas laisser passer !
Quid des aides locales ?
Pour réduire davantage le budget de vos travaux, vous pouvez aussi trouver un appui financier auprès des collectivités locales. Pour connaître les aides proposées par votre commune ou votre région, consultez l’outil de l’agence nationale pour l’information sur le logement (ANIL) : toutes y sont recensées !
| La pompe à chaleur géothermique en bref |
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Nos équipes répondent à vos questions
Pourquoi la géothermie n’est-elle pas plus utilisée ? |
| Parce que la géothermie est difficile à mettre en œuvre et donc coûteuse. En dehors de l’autorisation administrative requise, il est nécessaire de labourer ou forer le terrain sur lequel elle est installée ce qui requiert des compétences très spécifiques. Elle est toutefois plus performante que les pompes à chaleur aérothermiques en raison de la stabilité de la température du sol. |
Pompe à chaleur géothermique ou solarothermique : laquelle a le meilleur prix ? |
| Ces deux pompes à chaleur ne sont pas forcément opposables puisqu’une pompe à chaleur solarothermique combine les panneaux solaires thermiques à une pompe à chaleur de type air-eau ou géothermique. Au regard du prix élevé d’une pompe à chaleur géothermique, il paraît toutefois plus opportun d’opter pour la solarothermie avec PAC air-eau. |
Quelle est la différence entre pompe à chaleur géothermique et aérothermique ? |
| Une pompe à chaleur géothermique capte la chaleur du sol, tandis qu’une pompe à chaleur aérothermique capte la chaleur dans l’air extérieur. Si la PAC géothermique détient un meilleur rendement que les PAC air-air et air-eau, elle pose des contraintes d’installation plus importantes et un coût élevé souvent dissuasif. Le plus simple pour vous est donc de choisir entre la PAC air-air et la PAC air-eau. |
À quelle profondeur faut-il forer pour une PAC géothermique ? |
| Comptez 60 à 120 centimètres de profondeur pour un captage horizontal et 50 à 150 mètres de profondeur pour un captage vertical, que votre PAC exploite la chaleur du sol ou d’une nappe phréatique. |
Les informations fournies dans cet article sont données à titre indicatif et n'ont pas de valeur réglementaire ou contractuelle.
Rédigé par : Stéphanie Sensible aux enjeux de la transition écologique, Stéphanie se consacre à partager ses découvertes sur les travaux de rénovation énergétique. À travers ses articles, elle souhaite vous aider à faire des choix plus responsables pour votre logement et la planète.
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