Même si elle fait partie des énergies renouvelables, la pompe à chaleur géothermique est beaucoup moins connue que l’énergie solaire. Son principe, utiliser l’énergie présente dans le sol pour chauffer de l’air ou de l’eau. En pratique, des capteurs enterrés puisent les calories dans le sous-sol pour les restituer sous forme d’énergie thermique.
Les éléments d’une pompe à chaleur (PAC)
- La boucle d’eau : c’est dans un circuit fermé et enterré que circule de l’eau additionnée à du liquide antigel (ou fluides frigorigènes). L’eau arrive froide dans le circuit mais se réchauffe au fur et à mesure de son parcours dans le circuit. Elle est ensuite renvoyée à l’intérieur de la maison grâce à la pompe à chaleur.
- La pompe à chaleur : elle est chargée de décompresser et de condenser la faible chaleur obtenue dans la boucle d’eau pour la convertir en eau chaude consommable et utilisable pour le système de chauffage. Le petit bémol de la pompe à chaleur est son besoin en électricité pour faire circuler l’eau. Toutefois, il est possible de relier la pompe à chaleur à une cellule photovoltaïque.
- Le système de chauffage : il peut être sous la forme de radiateurs (qui doivent être plus grands que les modèles standards car l’eau est moins chaude) ou de plancher chauffant. Ce dernier est l’idéal dans ce genre de système car il utilise moins d’eau que les radiateurs et diffuse plus confortablement la chaleur.
Sol, eau : quelle pompe à chaleur choisir ?
Il existe plusieurs types de pompes à chaleur, celles qui pompent les calories de l’air, celles de l’eau souterraine, et celles du sol. Les plus efficaces sont celles qui puisent les calories du sol, à environ 80m de profondeur. En effet, la température du sol à plusieurs dizaines de mètres de profondeur peut atteindre 14 – 15° (11-12° juste en dessous de la surface), un avantage car plus la température de la source est élevée et proche de celle que l’on recherche à l’intérieur de son habitation, plus la pompe à chaleur est performante. De plus, la température du sol reste stable malgré les aléas climatiques qui affectent la surface.
Quant aux PAC à air, il faut être très vigilant. Lors de basses températures l’écart entre la température de la source et celle recherchée à l’intérieur devient trop grand et la PAC devient moins performante voir inefficace. Il peut être alors nécessaire d’ajouter un chauffage d’appoint pour les grands froids. Pour qu’une PAC à air fonctionne correctement par toute température, il faut que son coefficient de performance (COP : établi le rapport entre l’énergie thermique délivrée au logement et l’énergie consommée par la pompe à chaleur) soit supérieur à 3,3.
Les systèmes de captage
- Le captage horizontal : cette technique est la plus courante chez les particuliers et nécessite un terrain de grandes dimensions (la surface de captage « horizontale » peut atteindre 100 à 250 % de la surface à chauffer), une surface plane et un sol meuble. La profondeur minimale pour l’enterrement des capteurs est de 60cm, pour les protéger du gel, et peut aller jusqu’à 1,20m de profondeur. Cette méthode est déconseillée à ceux qui projettent de construire une terrasse ou de faire des plantations, qui sont exclues en surface de l’installation.
- Le captage vertical : cette méthode implique une implantation des capteurs à une profondeur minimale de 60m. Un diamètre de 40cm peut être suffisant pour ce type de captage. C’est une solution coûteuse, qui est à privilégier sur des terrains réduits et accidentés.
- Le captage d’eau d’une nappe phréatique : pour cela il faut que la nappe soit présente à une profondeur comprise entre 10 et 50m.
Les avantages et les inconvénients de la géothermie
L’avantage avec l’installation d’une PAC est qu’elle permet de couvrir l’intégralité des besoins en chauffage, si la source d’énergie est le sol. Elle reste toutefois moins efficace qu’un système de chauffage central au gaz, il ne vaut donc mieux rien changer si vous êtes chauffé avec cette énergie. Mais si vous souhaitez quand même changer ou que votre eau est chauffée à l’électricité ou au pétrole, les PAC peuvent réduire radicalement vos émissions de CO2. Leur rendement est trois à quatre fois supérieur que de simples convecteurs électriques, et permet au final de réduire d’au moins 50% la consommation énergétique d’un foyer.
En chiffre, l’installation complète d’une pompe à chaleur géothermique peut aller de 8 000 à 20 000 €, ou de l’ordre de 70 à 100 €/m² à chauffer. Par la suite, le contrôle annuel de l’installation (capteurs, réseaux, PAC…) peut coûter entre 150 et 200 €.
Pour vous aider, l’Association Française des Pompes A Chaleur (AFPAC) a crée en 2007 l’appellation de confiance QualiPac, en partenariat avec l’ADEME et EDF, qui a pour but de faciliter la mise en relation entre particulier et installateur au travers d’un annuaire.
