Pompe à chaleur thermique : comment ça marche et combien ça coûte

Pompe à chaleur géothermique : comment ça marche ?

Le système de pompe à chaleur géothermique fonctionne sur le même mode que les autres pompes à chaleur. Il puise les calories de l’environnement (nappe phréatique, terre, etc.) et les transfère dans le circuit de chauffage de la maison à travers un circuit d’eau ou un plancher chauffant.

Les calories de l’environnement sont transférées par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur ou par l’eau de prélèvement selon le cas. La pompe à chaleur (PAC) transporte ces calories à travers plusieurs éléments :

• évaporateur : les calories récupérées permettent l’évaporation du fluide,
• compresseur : la vapeur est comprimée, ce qui élève sa température,
• condenseur : la vapeur est condensée avant d’être diffusée dans le système de chauffage,
• détendeur : le fluide est détendu et redescend en température.

La pompe à chaleur utilise l’électricité pour assurer ces transformations. Une bonne pompe à chaleur présente un coefficient de performance élevé. Le COP des PAC peut aller de 2 à 7. Il traduit le nombre de kilowatts restitués pour 1 kilowatt d’électricité consommée. Si les pompes à chaleur air/air ou air/eau ont généralement un COP de 2 à 4, celui d’une PAC géothermique peut aller jusqu’à 7.

Les différents types de pompes à chaleur géothermiques

La chaleur est restituée dans la maison par le système de chauffage correspondant au type d’environnement. La PAC et le système de chauffage sont déterminés par l’environnement choisi.

PAC eau/eau : la chaleur provient des nappes phréatiques

La PAC géothermique eau/eau prélève la chaleur au sein même de la nappe phréatique ou dans une source d’eau située à proximité :

• cours d’eau,
• lac,
• étang,
• rivière, etc.

Le forage peut nécessiter une autorisation, à demander à la Direction départementale des territoires de votre département.

La chaleur est ensuite restituée dans le logement pour alimenter le système de chauffage central (radiateurs à eau ou plancher chauffant hydraulique).

PAC sol/eau ou sol/sol : la chaleur prélevée dans le sol

Avec la géothermie sol/sol, la PAC géothermique prélève les calories directement dans la terre à l’aide de capteurs. Elles sont transférées dans un fluide caloporteur puis restituées dans la maison au moyen d’un plancher chauffant.

La pompe à chaleur géothermique sol/eau prélève également les calories dans le sol mais celles-ci sont restituées dans un système de chauffage central à eau (radiateurs à eau ou plancher hydraulique).

Cette solution de chauffage géothermique avec plancher hydraulique, la plus performante, est cependant à privilégier dans les maisons neuves. L’installation du plancher chauffant demande des travaux trop lourds dans le cadre d’une rénovation énergétique.

Capteurs horizontaux, verticaux ou elliptiques : quelle différence ?

La géothermie nécessite des capteurs qui varient en fonction de plusieurs facteurs :

• la pompe à chaleur géothermique choisie,
• la surface de terrain disponible,
• le coût,
• la présence ou non d’une source d’eau, etc.

Les capteurs verticaux permettent d’installer la géothermie dans des terrains de très petite surface. Ils sont peu sensibles aux variations de température extérieure. Composés de tubes en U, les capteurs verticaux peuvent être enfouis entre 50 et 250 mètres de profondeur. Ces capteurs nécessitent une analyse du sous-sol.

Les capteurs horizontaux, moins coûteux, nécessitent un grand terrain (2 à 3 fois la superficie à chauffer) et plat. Ils sont enfouis entre 60 et 120 centimètres, et éloignés des fondations de plus de 3 mètres. Le sol doit être maintenu perméable (idéalement en pelouse).

Il existe aussi des capteurs intermédiaires, appelés corbeilles. De forme elliptique, ils sont enterrés moins profond que les capteurs verticaux et demandent moins de surface que les capteurs horizontaux.

Pourquoi choisir la géothermie ?

Avec un COP de 7, les meilleures PAC géothermiques offrent des performances thermiques supérieures aux PAC air/air ou air/eau.

Le coût moyen constaté pour l’installation d’une pompe à chaleur géothermique se situe entre 9 000 et 19 000 euros. Les forages à destination des capteurs verticaux représentent les coûts les plus importants. Pour réduire ces coûts, vous pouvez privilégier les captages horizontaux si vous disposez d’une surface de terrain suffisante (400 à 500 mètres carrés de pelouse pour une surface habitable chauffée de 100 mètres carrés.

Le coût d’installation peut paraître élevé, notamment pour les capteurs verticaux, mais avec une telle rentabilité, il est amorti en 3 à 8 ans, selon le système choisi. De plus, l’installation d’un plancher chauffant hydraulique à basse température fait partie des travaux éligibles à la prime éco-énergie d’Auchan.

Associée à un système de production d’eau chaude, la pompe à chaleur géothermique vous permet de réaliser de belles économies sur la facture de chauffage et de disposer d’un chauffage écologique.