Le fonctionnement d’une PAC à géothermie
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique part du principe d’un cycle thermodynamique :
Des capteurs enterrés prélèvent les calories présentes naturellement dans le sol pour les transférer au liquide caloporteur (fluide frigorigène ou eau glycolée) qui se condense pour devenir de la vapeur à basse pression ; Cette vapeur est transmise au compresseur de la PAC pour se transformer en vapeur à haute pression ; Cette condensation génère alors de la chaleur alimentant les unités de chauffage (radiateur, plancher-chauffant ou ventilo-convecteur à eau) ou le circuit d’eau chaude sanitaire ; Puis le liquide caloporteur retrouve sa forme initiale grâce au détendeur afin de reprendre un nouveau cycle.
Concernant le mode de captage d’une PAC à géothermie, 3 méthodes sont possibles
| Captage horizontal | Captage vertical |
Captage vertical sur nappe phréatique |
|---|---|---|
|
- méthode de captage des calories dans le sol pour les PAC sol-sol, sol-eau et eau-glycolée-eau ; - méthode la plus répandue ; - travaux de terrassement ; - enfouissement des capteurs à une profondeur comprise entre 0,6 m et 1,20 m ; - surface de captage supérieur ou égale à 1,5x la superficie à chauffer. |
- méthode de captage des calories dans le sol pour les PAC eau glycolée-eau ; - travaux de forage ; - enfouissement des capteurs jusqu’à 100 m de profondeur ; - meilleur rendement que le captage horizontal. |
- méthode de captage des calories dans le sol pour les PAC eau-eau ; - nécessité d’installer les capteurs au niveau de la nappe phréatique ; - meilleure performance grâce à une température de l’eau située entre 8°C et 12°C (COP de 5). |
La puissance et la performance d’une PAC à géothermie
La puissance calorifique et le coefficient de performance sont les caractéristiques techniques les plus importantes dans le cadre d’un projet d’installation d’une pompe à chaleur géothermique.
- Puissance calorifique : Celle-ci est exprimée en kilowatt (kW) et symbolise la capacité du matériel. Les PAC à géothermie proposées sur le marché ont généralement une puissance comprise entre 5 kW et 20 kWh. Il est important de bien la déterminer suivant la superficie du logement à chauffer.
- Coefficient de performance : Le COP est un indice lié à la consommation énergétique. Pour la PAC géothermique, le COP moyen est situé entre 3 et 4, soit 3/4 kWh d’énergie thermique restituée pour une consommation électrique de 1 kWh.
Le captage vertical en nappe phréatique d’une pompe à chaleur eau-eau permet d’avoir un COP de 5, le meilleur rendement pour une PAC.
Les avantages d’une PAC à géothermie
Restituant les calories contenues dans le sol sous forme de chaleur pour la diffuser à l’intérieur du logement via des émetteurs, la PAC à géothermie a de nombreux avantages :
Écologique : utilise une source d’énergie inépuisable et gratuite (les calories contenues dans le sol et l’eau de la nappe phréatique) ;
Économique : coefficient de performance élevé jusqu’à 5 pour la pompe à chaleur eau-eau ;
Rendement constant : peu importe la température extérieure, la température reste constante à l’intérieur ;
Autonome : n’a pas besoin de système d’appoint en chauffage comme pour le cas des pompes à chaleur air-air et certaines pompes à chaleur air-eau ;
Compatible : la pompe à chaleur eau eau est généralement compatible avec les anciens radiateurs du moment qu’ils ont bien été dimensionnés par un technicien certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) ;
Coût de fonctionnement moindre : la pompe à chaleur géothermique a un coût de fonctionnement très bas, de l’ordre de 2,3 € à 3,7 €/m² et par an ; cela fait moins de 250 € pour une surface à chauffer de 100 m².
Le prix d’une PAC à géothermie
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique peut grandement influencer sur le coût du matériel. D’autres facteurs impactent également sur le prix en plus de la puissance et du COP mentionnés plus haut : type de sol, méthode de captage, présence d’émetteurs, accessibilité…
| Prestations | Fourchette de prix |
|---|---|
| Pompe à chaleur géothermique PAC sol-sol PAC sol-eau PAC eau-eau |
10 000 € -> 15 000 € 11 000 € -> 18 000 € 15 000 € -> 20 000 € |
| Installation | 5 000 € -> 10 000 € |
| Forage | 100 €/ mètre linéaire |
| Méthode de captage : Captage horizontal Captage vertical Captage vertical sur nappe phréatique |
75 € -> 100 €/m² chauffé 125 € -> 175 €/m² chauffé 90 € -> 150 €/m² chauffé |
| Émetteurs et accessoires : Radiateurs Plancher chauffant Ballon tampon |
3 000 € -> 5 000 € 40 € -> 75 €/m² 300 € -> 1 000 € |
| Entretien | 100 € -> 300 € |
Voici un petit tableau indiquant les prestations et leur prix lors d’une installation d’un système de chauffage par géothermie ainsi que le coût d’entretien annuel.
Il est vrai que le coût d’acquisition d’une pompe à chaleur géothermique relève d’un véritable investissement, mais peut être amorti en quelques années. D’ailleurs, il est possible de le faire baisser grâce à des aides et des subventions, telles que la TVA à taux de réduit (5,5 %), le CITE (crédit d’impôt à la transition énergétique) de l’ordre de 30 % du prix du matériel, l’Éco-PTZ (crédit à taux 0 jusqu’à 30 000 €) ou encore la Prime Énergie sous forme de chèque octroyé par les collectivités territoriales/les fournisseurs d’énergie.
