Tout savoir sur la pompe à chaleur géothermique avant de l'installer

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La pompe à chaleur géothermique est une solution de chauffage qui utilise l'énergie gratuite présente sous terre pour produire le chauffage et l'eau chaude dans un logement. C'est un système performant qui, dans des conditions optimales, peut diviser par trois ou quatre les factures de chauffage d'un foyer. Tout savoir sur le fonctionnement, l'installation et le prix d'une pompe à chaleur géothermique.


Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

Fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur géothermique utilise l'énergie présente sous terre pour pouvoir chauffer un logement et produire de l'eau chaude sanitaire. À savoir que la chaleur sous le sol provient des roches et du magma qui forment le noyau terrestre. Cette énergie n'est pas directement exploitable car sa température se situe autour de 12 °C, tandis que les appareils de chauffage fonctionnent plutôt à des températures entre 30 et 60 °C.

Le rôle de la pompe à chaleur est donc de capter cette énergie gratuite et renouvelable sous terre et d'élever sa température par l'intermédiaire d'un fluide frigorigène qui circule en circuit fermé. Elle fonctionne suivant le même principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur classique :

  1. L'évaporateur puise l'énergie du sous-sol grâce à des capteurs enterrés sous terre. La chaleur vaporise ensuite le fluide frigorigène, qui se transforme en gaz ;
  2. Le gaz augmente de pression et de température sous l'effet du compresseur ;
  3. Le condenseur permet de transférer l'énergie au circuit de chauffage ;
  4. Le détendeur abaisse la température et la pression du fluide, et le cycle recommence.

Quels sont les différents modèles de pompe à chaleur géothermique ?

Il existe différents modèles de pompes à chaleur géothermiques, dont le mode de fonctionnement peut varier légèrement :

  • La pompe à chaleur sol-sol : il s'agit de la pac classique qui fonctionne en circuit fermé dans lequel les calories sont captées dans le sol, puis envoyées directement au circuit de chauffage, généralement un plancher chauffant ;
  • La pompe à chaleur sol-eau : avec la pac sol-eau, le fluide frigorigène qui circule dans les capteurs transmet les calories récupérées vers la pompe à chaleur puis vers l'eau du chauffage. Ce modèle n'est pas réversible et utilise toujours des capteurs horizontaux ;
  • La pompe à chaleur eau glycolée-eau : de l'eau glycolée assure le transfert de la chaleur jusqu'au circuit de chauffage. Il s'agit le plus souvent d'un mélange qui contient environ 20 % de glycol, permettant d'éviter le gel en période de grand froid ;
  • La pompe à chaleur eau-eau : aussi appelée pompe à chaleur hydrothermique, la pac eau-eau capte les calories présentes dans l'eau des nappes phréatiques.

Quels sont les différents types de captage possibles pour pompe à chaleur géothermique ?

La pompe à chaleur sol-eau en captage horizontal

Avec le captage horizontal, la pompe à chaleur géothermique puise la chaleur via des capteurs horizontaux qui sont enterrés à une profondeur comprise entre 80 et 120 cm. Techniquement, comme le forage est peu profond, l'installation de ce type de pac est moins contraignante que pour les autres modèles. C'est d'ailleurs la solution la plus utilisée en France. Toutefois, en raison de cette faible profondeur, c'est aussi le modèle le moins performant et il n'est pas recommandé dans des régions où les températures sont trop basses (inférieures à -10 degrés).

Une autre contrainte est que le terrain doit être suffisamment large pour accueillir les capteurs. Il doit être au moins égal à 1,5 fois la surface à chauffer.

La pompe à chaleur sol-eau en captage vertical

Le captage vertical est plus indiqué pour les petits terrains. Cette fois-ci, les capteurs sont enterrés à une profondeur allant jusqu'à 100 mètres. La pompe à chaleur géothermique avec captage vertical est aussi plus adaptée aux hivers rigoureux, car les sondes sont moins sensibles aux changements de températures en raison de leur profondeur.

Cela étant dit, ce type d'installation implique de lourds travaux, et par conséquent, un investissement beaucoup plus important.

La pompe à chaleur sol-eau en captage vertical dans la nappe phréatique

Le captage vertical dans une nappe phréatique est la solution idéale, mais il faut évidemment que le logement dispose d'une d'une source d'eau à proximité. Ce type de pompe à chaleur géothermique est très performant, étant donné que la température de l'eau d'une nappe phréatique est comprise entre 7 et 12 °C tout au long de l'année.

Généralement, le captage dans une nappe phréatique nécessite deux forages différents : le premier pour prélever la chaleur et le second pour rejeter l'eau froide afin d'éviter de tarir la ressource en eau. Son installation est ainsi plus complexe et donc également plus onéreuse. De plus, elle nécessite des démarches administratives supplémentaires, en ce qui concerne les prélèvements d'eau. Il faut notamment faire une déclaration auprès de la Direction régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement (DRIRE).

Quels sont les avantages et les inconvénients d’une pompe à chaleur géothermique ?

Quels sont les avantages d’une pompe à chaleur géothermique ?

La pompe à chaleur géothermique est l'un des systèmes de chauffage les plus performants. Elle a de nombreux avantages économiques et écologiques :

  • Elle a de bonnes performances, avec un COP (coefficient de performance) supérieur à 4 ;
  • Elle a une performance stable peu importe les saisons, surtout pour les pompes à chaleur eau-eau qui bénéficient des températures constantes des nappes phréatiques. Une pac géothermique ne nécessite donc généralement pas de chauffage d'appoint ;
  • Elle peut avoir différents usages : chauffage, eau chaude sanitaire et climatisation pour certains modèles ;
  • C'est un système plus écologique qu'une chaudière au fioul par exemple, car il utilise une énergie renouvelable et gratuite. Il ne rejette pas ou peu de CO2 dans l'atmosphère ;
  • Elle permet de diviser par trois ou quatre les factures d'électricité ;
  • Elle est éligible aux aides de financement pour la rénovation énergétique, sous réserve de satisfaire certaines conditions techniques.

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Quels sont les inconvénients d’une pompe à chaleur géothermique ?

Malgré les nombreux avantages de la pompe à chaleur géothermique, ce système présente aussi quelques inconvénients qu'il est important de prendre en compte avant d'envisager son installation :

  • L'installation d'une pompe à chaleur géothermique nécessite de lourds travaux ;
  • En raison des lourds travaux, l'installation est beaucoup plus onéreuse ;
  • Il faut disposer d'un terrain suffisamment grand pour les pac sol-sol et sol-eau. Pour une pac eau-eau, il faut que le logement soit situé à proximité immédiate d'une source d'eau ;
  • L'installation d'une pompe à chaleur géothermique doit faire l'objet de nombreuses démarches administratives et demandes d'autorisations.

Quelles sont les étapes pour l’installation d’une pompe à chaleur géothermique ?

Quelles sont les démarches à réaliser avant la mise en place d’une pompe à chaleur géothermique ?

Installation d'une pompe à chaleur géothermique

Comme mentionné plus haut, l'installation d'une pompe à chaleur géothermique nécessite différentes démarches administratives supplémentaires, par rapport à une pompe à chaleur air-air ou une pompe à chaleur air-eau par exemple. Voici, par étapes, les différentes procédures à réaliser avant de mettre en place une pompe à chaleur géothermique :

  1. Choisir un professionnel RGE QualiPAC. Ce label est le seul moyen de garantir une installation conforme aux normes de qualité et de sécurité en vigueur. De plus, c'est aussi une condition obligatoire pour être éligible aux aides de l'État pour la rénovation énergétique. Pour trouver un installateur RGE, il est conseillé de demander plusieurs devis ;
  2. Faire réaliser une étude thermique au professionnel RGE. Celui-ci devra alors déterminer le modèle de pac le plus adapté, la puissance idéale et la faisabilité du projet en fonction des caractéristiques du logement et du terrain ;
  3. Se renseigner auprès de la mairie pour voir dans quelle zone du Plan local d'urbanisme (PLU) le logement se trouve et effectuer une demande d'autorisation de travaux si besoin ;
  4. Pour les forages verticaux supérieurs à 10 mètres de profondeur, faire une déclaration de travaux auprès de la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement) ;
  5. Pour les prélèvements dans une nappe phréatique, faire une déclaration auprès de la DRIRE ;
  6. Se renseigner sur les aides disponibles pour faciliter le financement de la pompe à chaleur géothermique et commencer les démarches de demandes auprès des organismes correspondants ;
  7. Une fois les demandes d'aide envoyées et toutes les autorisations obtenues, les travaux peuvent commencer.

Quels sont les prix d’achat et d’installation d’une pompe à chaleur géothermique ?

Le prix d'une pompe à chaleur géothermique se situe entre 10 000 et 25 000 €, soit une fourchette de prix très large en raison des nombreux facteurs qui peuvent influencer les coûts d'achat et d'installation. Selon l'étendue des travaux, ce prix peut même atteindre les 40 000 €, ce qui est largement supérieur au prix d'une pompe à chaleur air-eau ou air-air.

Voici quelques prix indicatifs en fonction du modèle de pompe à chaleur, selon les moyennes constatées sur les sites de différents fabricants :

Prix d'une pompe à chaleur géothermique en 2023 (pose comprise)
Type de pompe à chaleur Prix indicatif
Pac sol-sol Entre 9 000 et 16 000 €
Pac sol-eau Entre 10 000 et 17 000 €
Pac eau glycolée-eau Entre 10 000 et 20 000 €
Pac eau-eau Entre 20 000 et 40 000 €

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Quelles sont les aides financières pour la mise en place d’une pompe à chaleur géothermique ?

Le coût élevé d'une pompe à chaleur géothermique constitue l'un des freins principaux pour son installation au sein des logements en France aujourd'hui. Cela étant dit, il ne faut pas oublier que c'est un système très performant, qui permet de générer des économies d'énergie non négligeables. De plus, la pac est éligible à de nombreuses aides pour la rénovation énergétique qui permettent de faciliter son financement.

En 2023 , la pompe à chaleur géothermique est éligible à :

  • MaPrimeRénov : il s'agit d'une aide qui remplace le crédit d'impôts. Elle est versée par l'Anah et son montant varie selon les ressources du foyer. Pour les ménages les plus modestes, il est possible de recevoir jusqu'à 11 000 € d'aide pour une pac géothermique ;
  • MaPrimeRénov Sérénité : la pompe à chaleur géothermique est aussi éligible au dispositif MaPrimeRénov Sérénité lorsqu'elle fait partie d'un bouquet de travaux destinés à améliorer les performances du logement d'au moins 35 % ;
  • La prime énergie liée aux Certificats d'économies d'énergie : elle est attribuée par les fournisseurs, qui ont pour obligation d'encourager leurs clients à réaliser des travaux d'économies d'énergie ;
  • L'éco-prêt à taux zéro : il s'agit d'un prêt avantageux, sans intérêt et sans frais pour financer un projet ou un groupe de travaux de rénovation énergétique ;
  • La TVA réduite à 5,5 %.
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