Pompe à chaleur géothermique

Si vous vous intéressez de près aux systèmes de production de chauffage écologiques, vous avez certainement entendu parler des pompes à chaleur géothermiques. Les PAC géothermiques sont les dispositifs les plus rentables ! Malgré quelques contraintes, elles sont adaptées à tous les climats et constituent une technologique très performante. Dans cet article, vous découvrirez comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique. Vous apprendrez également ses avantages et ses inconvénients afin de décider si ce chauffage est fait pour vous.

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur géothermique ?

La pompe à chaleur géothermique repose sur un principe très simple : la température de la terre est presque constante. Cette technologie capte donc les calories présentes naturellement dans le sol pour les transférer au réseau de chauffage central du logement.

Les composants d’une pompe à chaleur géothermique

Pour assurer la production de chaleur d’une maison, la PAC géothermique a besoin de différents composants :

• Les capteurs qui récupèrent les calories présentent dans le sol.
• Un réseau de fluide frigorigène qui transporte les calories jusqu’à la pompe à chaleur.
• Une pompe à chaleur centrale qui utilise la chaleur du fluide frigorigène pour chauffer l’eau du réseau de chauffage central et l’eau sanitaire.
• Des diffuseurs pour répandre la chaleur dans le logement : radiateurs, plancher chauffant…

Fonctionnement de la PAC géothermique

C’est le cycle du fluide frigorigène qui permet de comprendre le fonctionnement d’une PAC géothermique :

• Le fluide liquide circule à travers les capteurs enterrés. Sa température augmente. Il devient gazeux.
• Il est mis sous pression par le compresseur pour augmenter encore sa température.
• Le gaz se condense dans la pompe à chaleur et transmet sa chaleur à l’eau de chauffage du logement. Il redevient liquide.
• Le liquide caloporteur voit sa pression diminuer grâce au détendeur. Il est prêt pour un nouveau cycle.

Les différents types de PAC géothermique

La majorité des PAC géothermiques installées en France sont des pompes à chaleur sol-eau. Elles captent l’énergie du sol et la transmettent au réseau d’eau de chauffage ou d’eau chaude sanitaire. Néanmoins, 3 types de captage sont possibles :

Captage horizontal

C’est la méthode de captage la plus utilisée. Les capteurs sont faciles à installer. Les travaux requis ne sont pas très lourds. Les capteurs horizontaux doivent représenter 1,5 fois la surface du logement à chauffer. Ils sont à enterrer à une profondeur de 0,6 à 1,50 m. Le rendement de ce type de PAC géothermique est très bon.

Cette technique de captage est à privilégier sur les grands terrains, dans les régions ou la température extérieure chute moyennement en hiver.

Captage vertical

Cette technique de captage est moins utilisée car elle implique des travaux lourds. La surface de capteurs à enterrer s’avère plus faible puisque la température est plus élevée en profondeur. Les capteurs verticaux sont placés jusqu’à 100 m de profondeur. Le rendement de ce type de pompe à chaleur géothermique est maximal.

Cette méthode de captage se révèle idéale sur les petits terrains. Elle est adaptée à tout type de température

Captage sur nappe phréatique

C’est la technique à privilégier si votre logement est au-dessus d’une nappe phréatique. On parle alors de pompe à chaleur hydrothermique.

Avantages et inconvénients de la PAC géothermique

Les avantages

Économies d’énergie

C’est l’un des systèmes les plus performants qui soient. En effet, le rendement d’une PAC géothermique est très élevé. Il est souvent compris entre 4 et 5. Ce qui signifie que la production de chaleur est 4 à 5 fois plus importante que la quantité d’énergie électrique consommée.

Comme la température du sol varie peu, même en hiver, il est habituellement inutile de conserver une chaudière d’appoint avec une PAC géothermique.

Confort

Le confort de chauffe avec une pompe à chaleur géothermique est optimal. Tous les émetteurs de chaleur peuvent être installés avec ce type de PAC. Pour une chaleur homogène et douce, la pompe à chaleur peut être associée à :

• des radiateurs basse température,
• un plancher chauffant,
• des ventilo-convecteurs.

Les inconvénients

Installation du système

Des démarches administratives sont à prévoir pour les travaux d’installation de la PAC géothermique. Que vous optiez pour un captage horizontal ou vertical, vous avez besoin d’une autorisation de la mairie de votre commune pour commencer le forage de votre terrain.

Les travaux de forage ou d’installation d’un captage vertical demande l’intervention de professionnels RGE. Ces travaux lourds et impressionnants expliquent certainement que les PAC géothermiques soient si peu répandues. Les professionnels du chauffage ont du mal à vendre ce type d’équipement, pourtant très performant.

Coût initial de l’investissement

L’investissement initial à prévoir pour l’installation d’une pompe à chaleur géothermique est important. Les capteurs verticaux et horizontaux ainsi que les travaux s’avèrent plutôt coûteux et doivent être pris en compte dans le prix de la pompe à chaleur géothermique.

Rassurez-vous, malgré le tarif élevé de votre PAC géothermique, vous pourrez bénéficier d’aides de l’État pour diminuer le coût de votre investissement.

Comment choisir une PAC géothermique ?

Un équipement adapté à votre logement vous garantit de hautes performances et un rendement maximal. Si vous souhaitez favoriser une énergie verte pour votre maison, vous devez donc tenir compte des caractéristiques de votre dispositif.

Les deux critères les plus importants à prendre en considération pour évaluer la performance de votre pompe à chaleur géothermique sont :

Le CoP

Le coefficient de performance vous indique combien de kWh de chaleur sont produits avec 1 kWh d’électricité. La moyenne du CoP en géothermie est de 4. Plus le CoP de votre PAC est élevée et plus celle-ci est performante.

La puissance calorifique

Cette puissance s’exprime en kW. Elle vous renseigne sur la capacité de production de chaleur brute de l’appareil. Plus la puissance calorifique de votre pompe à chaleur est élevée, plus elle peut chauffer l’eau de votre réseau à haute température. La puissance moyenne des PAC actuelles est de 12 kW.

Plus la surface à chauffer est élevée, plus la puissance nécessaire est grande. Une haute puissance semble également nécessaire si vous conservez chez vous un réseau de radiateurs à basse température.