La pompe à chaleur à géothermie est un dispositif de chauffage qui capte la chaleur du sol pour réchauffer le logement auprès duquel elle est installée.
Elle est plus avantageuse que les autres types de pompes à chaleur sur le plan économique, car elle aide à réaliser entre 60 et 75 % d’économie d’énergie. Par contre, elle coûte relativement plus cher : il faut compter entre 20 000 et 25 000 euros pour installer une pac à géothermie.
Les 3 variantes de pompes à chaleur géothermiques
Il existe 3 variantes de pompes à chaleur à géothermie (on les désigne aussi par les termes « PAC au sol » ou « pompe à chaleur géothermique »). Il s’agit de :
- La PAC au sol à capteurs horizontaux
- La PAC au sol à capteurs verticaux
- La PAC au sol sur eau de nappe (PAC eau-eau)
La pompe à chaleur géothermique à capteurs horizontaux
Cette pompe à chaleur est équipée de tubes de polyéthylène brut ou alors de tubes de polyéthylène gainés de cuivre. Ceux-ci sont enfouis dans le sol à faible profondeur, entre 0,6 et 1,2 m.
Dans ces tubes, il circule parfois de l’eau mélangée à de l’antigel (eau glycolée) et/un fluide frigorigène. Elle peut servir à chauffer exclusivement la maison, ou bien à produire également de l’eau chaude sanitaire.
On les installe souvent sur des terrains vastes. Elles doivent être situées :
- A au moins 3 m des fondations, des fosses septiques et du réseau d’assainissement
- A au moins 2 m des arbres s’il y en a sur le terrain
- A au moins 1,5 m du réseau d’approvisionnement en eau potable
De plus, le terrain qui doit les accueillir doit être suffisamment ensoleillé et aussi plan que possible. Compte tenu de toutes ces contraintes, elles ne sont implantées que dans les maisons individuelles.
La pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux
Comme sa consœur à capteurs horizontaux, la pompe à chaleur à capteurs verticaux peut aussi permettre de se chauffer et de produire de l’eau chaude sanitaire.
Dans son cas, les capteurs sont enfouis dans le sol à une profondeur d’environ 80m, voire 100m. Son circuit de fonctionnement contient aussi de l’eau mêlée à de l’antigel et un fluide frigorigène. Ces liquides absorbent la chaleur extraite du sol au travers des tubes de polyéthylène, puis la transmettent à l’eau chaude sanitaire ou à la centrale de chauffage de la maison.
La pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux peut être installée en ville, dans les logements collectifs et même pour les immeubles. Elle nécessite moins d’espace que la pompe à chaleur géothermique à capteurs horizontaux, mais elle coûte plus cher à cause du coût supplémentaire du forage.
La pompe à chaleur géothermique sur eau de nappe
La pompe à chaleur géothermique sur eau de nappe capte la chaleur qui est contenue dans l’eau d’une nappe phréatique située à proximité du logement à chauffer (sinon en-dessous). Elle peut être construite sur la base d’un ou de deux forages.
Lorsque le système est à un seul forage, l’eau de la nappe phréatique est rejetée dans un cours d’eau après utilisation. Par contre, dans le système à 2 forages, l’un des forages sert à recueillir, puis à renvoyer dans le système l’eau qui a déjà été utilisée.
Ce dispositif évite le gaspillage d’eau, mais il est 2 fois plus coûteux que celui qu’on installe avec un seul forage de 30 à 100 m de profondeur.
Autre classification des pompes à chaleur à géothermie
On classe les pompes à chaleur géothermiques suivant plusieurs critères. Le premier critère est leur usage final. Certaines servent à réchauffer exclusivement l’air contenu dans un logement : ce sont les pompes à chaleur sol-air.
D’autres servent à fournir uniquement de l’eau chaude sanitaire : ce sont les pompes à chaleur eau-eau ou sol-eau.
Enfin, d’autres sont mixtes et peuvent à la fois chauffer le logement et offrir de l’eau chaude sanitaire. Dans cette catégorie, on retrouve les pompes à chaleur eau-eau ou sol-eau qui ont été adaptées à un plancher chauffant par exemple afin de réchauffer également le logement.
Quelle pompe à chaleur géothermique choisir ?
Il est très facile de choisir le type de pompe à chaleur géothermique qui convient à son logement si l’on tient compte des contraintes d’installation de chacune d’elles.
En effet, les pompes à chaleur géothermique sont davantage adaptées aux zones ensoleillées et spacieuses (la superficie de terrain réservée à la pompe doit valoir 2 fois celle du logement). Elle convient d’office pour les grands domaines (les fermes par exemple).
Par contre, la pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux peut très bien être installée en ville. Elle revient un peu plus cher, mais elle a l’avantage de ne pas nécessiter un grand espace.
Enfin, pour la pompe à chaleur eau-eau, il faut disposer d’un cours d’eau à proximité, ou alors avoir suffisamment d’espace pour réaliser 2 forages.
Ces contraintes font que ce modèle de pompe à chaleur n’est installé que lorsque les conditions environnementales répondent effectivement à ses exigences. Sinon, on préfère une pompe à chaleur à capteurs horizontaux ou verticaux.
Les indicateurs de performance d’une pompe à chaleur géothermique
Les indicateurs de performance d’une pompe à chaleur géothermique sont les mêmes que ceux des autres pompes à chaleur (pompes à chaleur air-air, pompes à chaleur air-eau, pompes à chaleur mixtes, etc.). Elles sont toutes caractérisées par :
- Un coefficient de performance ou COP qui est compris entre 2 et 7. Plus ce coefficient est grand, plus le rendement de la pompe à chaleur est élevé
- Une puissance de production qui définit la capacité de la pompe à chaleur à produire de la chaleur. Elle doit valoir en moyenne 20KW
Quel est le coût d’une pompe à chaleur à géothermie ?
Une pompe à chaleur à géothermie qui doit servir à chauffer un logement de 100m2 environ coûte entre 20 000 et 25 000 euros TTC.
Dans le détail, cela revient à un investissement de 110 à 165 euros par mètre carré de surface à chauffer.
Il est possible de bénéficier d’un crédit d’impôt de 30 % pour l’installation de sa pompe à chaleur géothermique, et l’ANAH (Agence Nationale de l’Habitat) propose elle aussi des subventions dans ce cadre.
Toutefois, toutes les pompes à chaleur géothermiques ne sont pas éligibles à ces aides. Il faut, avant de se lancer dans son projet, se rapprocher de sa municipalité pour avoir tous les renseignements nécessaires, et si possible, prendre conseil auprès d’un installateur certifié RGE.
Avantages de la pompe à chaleur géothermique
Les pompes à chaleur géothermiques ont l’avantage de fonctionner sur la base de la chaleur disponible dans le sol ou dans la nappe phréatique. De ce point de vue, elles utilisent une énergie gratuite et renouvelable pour produire de la chaleur, ce qui permet de dire qu’elles constituent un mode de chauffage écologique.
Par ailleurs, il n’est pas nécessaire d’avoir un espace de stockage (elles ne stockent pas de combustible), et elles conservent une bonne performance même par temps froid. Les modèles eau-eau sont les plus intéressants quant au rendement, car la température de la nappe phréatique demeure constante toute l’année.
Enfin, 3e et dernier avantage, elles chauffent rapidement et permettent de diviser par 3 ou par 4 sa facture annuelle d’énergie. Cela équivaut à une économie de 1 200 euros en moyenne sur son budget annuel des dépenses énergétiques.
Les inconvénients de la pompe à chaleur à géothermie
Les inconvénients sont spécifiques à chaque type de pompes à chaleur géothermique. Ainsi :
- La pompe à chaleur géothermique à capteurs horizontaux à pour inconvénient majeur son large besoin d’espace
- La pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux est quant à elle assez coûteuse et nécessite un forage
- La pompe à chaleur eau-eau est encore plus coûteuse que les 2 autres modèles, et en plus, il faut avoir un cours d’eau et un forage, ou alors 2 forages
Note : Pour bien fonctionner, les pompes à chaleur géothermiques doivent être correctement installées, et s’il est indispensable d’effectuer un forage, celui-ci doit être réalisé par des professionnels. Les risques de déconvenues sont trop grands (fuites, explosions, mauvais rendement, etc.) pour qu’on prenne le risque de confier l’installation à un simple ouvrier.
Synthèse sur les pompes à chaleur géothermiques
On retiendra que les pompes à chaleur géothermiques se servent de la chaleur naturelle du sol ou d’une nappe phréatique pour chauffer une maison et/ou lui donner de l’eau chaude sanitaire.
Très avantageuse sur le plan économique, ces pompes à chaleur permettent de réduire considérablement sa consommation d’énergie et de diviser par 4 son budget annuel d’énergie.
Néanmoins, il s’agit d’un système complexe dont l’installation doit être irréprochable et confiée à une entreprise ou à un professionnel certifié RGE.
Dans la mesure du possible, on peut bénéficier des aides gouvernementales, départementales et locales pour l’installation. Le crédit d’impôt à hauteur de 30 % est accordé sous conditions, de même que l’aide de l’ANAH.
Enfin, il faut prévoir un investissement de 20 à 25 000 euros TTC pour l’installation d’une pompe à chaleur à géothermie.
Les systèmes sans forage sont les moins chers et peuvent parfois valoir moins de 20 000 euros. Mais s’il est obligatoire de réaliser un ou deux forages pour que la pompe à chaleur géothermique puisse fonctionner, on se rapproche davantage d’une dépense de 25 000 euros.
