La pompe à chaleur géothermique est un système de production d’eau chaude sanitaire et de chauffage de plus en plus recherché. Face à l’augmentation du prix du gaz, de l’électricité et de celui des pellets, ce système qui puise la chaleur directement dans le sol apparaît comme une alternative très intéressante pour faire des économies d’énergie. Cependant, l’installation d’une PAC géothermique requiert des travaux importants et de nombreux critères doivent être pris en compte pour que le système soit efficient. La géothermie n’est également pas adaptée à tous les logements. Dans cet article, découvrez comment fonctionne concrètement une pompe à chaleur géothermique, ses avantages et inconvénients et surtout si elle correspond à vos besoins !
Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?
Une pompe à chaleur géothermique utilise l’énergie thermique stockée dans le sol pour chauffer ou refroidir un bâtiment. Il existe 2 grands types de systèmes géothermiques : les systèmes géothermiques fermés et les systèmes géothermiques dits ouverts avec également une distinction entre la captation horizontale et verticale.
Les systèmes géothermiques fermés
Dans un système géothermique fermé, des tuyaux sont installés dans le sol, à une profondeur d’environ 1m60. Ces systèmes reposent généralement sur un système de captation horizontale qui s’enfonce dans la terre et demande donc une assez grande superficie de terrain (qui dépend de la surface à chauffer et la performance de l’isolation). L’efficacité de la géothermie verticale repose ainsi sur les couches géologiques rencontrées.
Un mélange d’eau et d’antigel circule dans les tuyaux pour absorber la chaleur du sol. Ce fluide est ensuite pompé dans un échangeur de chaleur à l’intérieur de la maison qui transfère la chaleur au système de chauffage. Si la pompe à chaleur est utilisée pour le refroidissement, le processus est inversé, la chaleur du logement est alors rejetée dans le sol.
Les systèmes géothermiques ouverts
Dans un système géothermique ouvert, de l’eau est pompée à partir d’un puits ou d’une source d’eau. Elle circule ensuite également à travers un échangeur de chaleur à l’intérieur de la maison. La chaleur est transférée au système de chauffage ou de refroidissement, et l’eau est ensuite renvoyée dans le sol.
Ce système est généralement associé à une captation verticale avec le forage d’un puits d’une profondeur de 80 à 100 mètres. Cette profondeur peut être réduite en cas de présence d’une nappe phréatique dans votre terrain.
Il est également possible d’installer un système à captation verticale pour exploiter l’énergie de la terre, en particulier pour les habitations existantes ou si vous disposez de peu de surface de terrain. La surface au sol nécessaire est en effet réduite pour ce type de captation (entre 1 et 2 m2 si un seul puits est nécessaire).
Les pompes à chaleur géothermiques peuvent ainsi être plus efficientes que les systèmes de chauffage et de refroidissement traditionnels, notamment car elles utilisent une source d’énergie renouvelable et leur efficacité ne fluctue pas en fonction de la température extérieure (contrairement aux autres PAC). Cependant, les systèmes géothermiques comportent aussi des inconvénients et ne sont pas adaptés à tous les logements.
Quels sont les inconvénients de l’énergie géothermique ?
Le premier inconvénient majeur à utiliser l’énergie géothermique est le coût de l’installation du système. Pour exploiter une pompe à chaleur géothermique, il faut compter entre 20 000 et 40 000 €. Ce tarif fluctue en fonction de :
- la puissance de l’équipement (et donc de la superficie à chauffer et de la composition de votre foyer),
- du type de captation,
- de la nature du sol,
- de la marque de la PAC géothermique,
- du montant de la main-d’œuvre.
À noter que l’installation d’une pompe à chaleur géothermique peut ouvrir droit à des aides comme MaPrimeRénov ou l’éco-prêt à taux zéro. Pour en faire la demande, vous devez disposer d’un audit énergétique réglementaire avec un scénario prévoyant l’installation du système géothermique et les gains d’énergies associés.
L’autre inconvénient principal de l’énergie géothermique est sa dépendance aux conditions géologiques. L’efficacité du système repose sur les propriétés du sol et de l’eau. Une étude de sol préalable est donc indispensable avant d’envisager des travaux.
Enfin, gardez en tête que la géothermie n’est pas un système autonome. Les pompes à chaleur géothermiques restent dépendantes de l’électricité pour tourner. Cependant, la quantité d’énergie électrique requise pour faire fonctionner une pompe à chaleur géothermique est moindre que celle nécessaire pour les autres pompes à chaleur. De plus, cette consommation est compensée par les multiples avantages de la géothermie.
Quels sont les avantages de la géothermie ?
La géothermie présente 6 avantages majeurs :
- une grande efficacité énergétique : les systèmes de géothermie sont extrêmement efficaces. Ils peuvent fournir plus de 4 kWh de chaleur pour chaque kWh d’électricité utilisé pour faire fonctionner la pompe à chaleur géothermique. Cela signifie qu’ils ont un coefficient de performance (COP) élevé.
- un faible coût d’exploitation : les pompes à chaleur géothermiques ont des coûts d’exploitation très faibles, car elles utilisent l’énergie gratuite stockée dans le sol pour chauffer et refroidir les bâtiments. Cela peut entraîner des économies importantes sur les factures d’énergie au fil du temps.
- une bonne durabilité : la pompe à chaleur géothermique a une durée de vie de 15 à 20 ans. Cette durée est similaire à celle des autres PAC, mais avec un temps le retour sur investissement d’environ 5 ans, cette solution reste économiquement intéressante. De plus, il n’est généralement pas nécessaire de changer tout le système au-delà de 15 ans. Les tuyaux enfouis dans le sol ont par exemple une durée de vie moyenne d’approximativement 40 ans.
- une solution écologique : lorsqu’ils sont correctement installés, les systèmes de géothermie sont des sources d’énergie renouvelable et durable qui émettent moins de gaz à effet de serre que les systèmes de chauffage et de refroidissement traditionnels.
- une polyvalence : les systèmes de géothermie peuvent être utilisés aussi bien pour le chauffage, le refroidissement et la production d’eau chaude sanitaire. Il n’y a donc pas besoin de les coupler avec d’autres installations.
- peu de bruit : les systèmes de géothermie sont très silencieux. Ils créent ainsi moins de nuisance sonore pour les occupants ou le voisinage.
Attention malgré tous ces avantages, la géothermie n’est pas forcément le système à privilégier si vous envisagez des travaux de rénovation énergétique….
En conclusion : faut-il installer une pompe à chaleur géothermique ?
Comme souvent dans le domaine de la rénovation thermique et des économies d’énergie, la réponse est « cela dépend » !Nous l’avons vu, les pompes à chaleur géothermiques présentent de nombreux avantages, mais ils sont reliés à des conditions et contraintes.
Avant toute installation et avant même l’étude de sol, il est fortement recommandé de faire réaliser un audit énergétique (notamment si vous prévoyez de demander des aides pour l’installation) ou à minima un diagnostic de votre logement. Ces études vous permettront de disposer de plusieurs scénarios de travaux avec leurs prix, les gains d’énergie associés et les temps de retour sur investissement.
En tant que thermicien et conseiller indépendant en énergie, je réalise régulièrement ces 2 prestations. Lors des visites de logement, je prends en compte toutes les caractéristiques techniques de l’habitation ainsi que vos habitudes de consommations et vos projets. Au final, vous disposez d’un rapport détaillé et commenté qui vous aide à comparer les différentes solutions et de faire votre choix grâce à des éléments techniques et chiffrés.
Pour réaliser à présent votre audit ou votre diagnostic, ou si vous avez d’autres questions sur les pompes à chaleur géothermiques, n’hésitez pas à me contacter !
