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Les avantages et les inconvénients d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique ?
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Les avantages et les inconvénients d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique ?

Ecrit par 
Pascale
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Mis à jour le 
13/09/2023
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Le terme géothermie vient de Gé : Terre et thermis : la chaleur. 

La géothermie correspond à l’exploitation de la chaleur de la terre. Cette exploitation peut se faire au niveau du sol, entre la géosphère et l’atmosphère (dm à m) ou au niveau du sous-sol (m à km). En effet, dans les profondeurs de la terre résident d’importantes quantité de chaleur naturelle qui sont issue de la désintégration d'éléments radioactifs. L’énergie géothermique est donc l’énergie calorifique stockée sous la surface de la Terre, le but étant de capter ces calories en profondeur pour les amener à la surface de la terre afin d’être exploitée pour la production de chauffage ou d’électricité. La géothermie est une énergie renouvelable, c’est la 3ème source d’énergie renouvelable utilisée en Europe derrière l’hydraulique et la biomasse. 

Il existe différents types de géothermie : 

  • Géothermie très basse énergie : concerne des aquifères peu profonds d'une température inférieure à 30°C. Cette chaleur peut être récupérée et exploitée pour le chauffage et la climatisation. Cependant, cette chaleur n’est pas assez élevée pour permettre directement le chauffage. Cela nécessite l’installation d'une pompe à chaleur. 
  • Géothermie basse énergie : extraction d'une eau à moins de 90°C dans des gisements situés entre 1500 et 2500 m de profondeur pour le chauffage collectif et certaines applications industrielles. La température prélevée dans le sol est suffisamment élevée pour permettre de l’exploiter sans l’utilisation de PAC. 
  • Géothermie moyenne énergie : eau chaude ou vapeur humide, à une température comprise entre 90 et 150°C, contenue dans des bassins sédimentaires à des profondeurs allant de 2000 à 4000 m, pour la production d’électricité 
  • Géothermie haute énergie ou haute enthalpie : concerne des fluides, contenus dans des réservoirs localisés entre 1500 et 3000 m de profondeur, à des températures supérieures à 150°C captés sous forme de vapeur pour la production d'électricité.
  • Géothermie profonde : capte la température des roches situées de 3 à 5 km de profondeur afin de produire de la vapeur pour l'alimentation des centrales électriques.

Celle qui nous intéresse pour une pompe à chaleur géothermique est la géothermie très basse énergie.

Fonctionnement d’un pompe à chaleur géothermique :

L’eau récupérée grâce à la géothermie très basse énergie est à faible température, elle peut être utilisée pour le chauffage de piscine, de serres ou de bassins de pisciculture. 

Cependant, la température de l’eau est trop faible pour chauffer directement des locaux ou des logements, elle nécessite donc une pompe à chaleur. A  l’aide d’une PAC, la géothermie très basse énergie peut permettre la production de chauffage, de refroidissement et la production d’eau chaude sanitaire dans les maisons ou les bâtiments collectifs. 

La pompe à chaleur est une machine thermodynamique qui récupère les calories d'une “source froide” extérieure, cette source peut être : de l’eau, de l’air ou le sol. Dans le cas d’une pompe à chaleur géothermique, la source froide est le sol, avec une température inférieure à 30°C. Elle est ensuite transférée dans un liquide caloporteur qui va passer d’un état liquide à gazeux lors du contact avec la source froide, ce gaz obtenu va être mis sous pression à l’aide d’un compresseur, la température du gaz à la sortie du compresseur est augmentée puis elle est transférée vers la source chaude qui peut être le circuit de chauffage ou d’eau chaude sanitaire. Ainsi les calories sont diffusées dans votre logement à travers des émetteurs, soit des radiateurs soit un plancher chauffant. Il est recommandé de mettre en place un plancher chauffant pour optimiser les performances de la PAC géothermique

Grâce à ce système, vous pouvez espérer d’importantes économies d’énergies et des économies sur vos factures énergétiques. Pour estimer vos futurs consommations énergétiques suite à la mise en place d’une PAC géothermique, vous pouvez faire appel à un bureau d’étude thermique qui pourra réaliser un audit énergétique.

Les différents types de capteurs : 

Pour récupérer les calories dans le sol, il existe différents types de capteurs extérieurs (voir schéma ci-dessus)  : 

  • Les capteurs horizontaux : Installation composés de tuyaux en serpentin qui sont enterrés horizontalement à faible profondeur (0,6 à 1,2m). La chaleur prélevée dans le sol est moins importante qu’à une profondeur plus importante. Il faut donc une superficie de tuyaux importante, de l’ordre de 2 fois la surface à chauffer pour alimenter la pompe à chaleur géothermique. 
  • Les capteurs verticaux : à l’aide d’un forage, un réseau de sondes géothermiques implantées verticalement dans un tuyau qui forme une boucle allant jusqu’à 100 m de profondeur. A l’intérieur de ce circuit circule un fluide caloporteur qui va capter la chaleur, ce fluide va remonter à la surface de la terre à l’aide de la pompe à chaleur géothermique. 
  • Installation sur nappe : cette installation dépend de la présence d’une nappe phréatique proche du projet. En effet, des sondes enterrées verticalement vont prélever, l’eau qui correspond à la source froide, cette eau provient de la nappe phréatique. Puis une fois les calories de cette eau récupérées pour le fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique, cette eau est réinjectée à 10-15m de distance par rapport au puits d’injection.

Peu importe le type de captage, une PAC géothermique est une installation lourde, qui nécessite des travaux conséquents. Il est préférable que cette installation soit effectuée par des artisans certifiés RGE (Reconnu Garant de l'Environnement). De plus, la mise en place d’une PAC géothermique par un artisans RGE peut permettre de bénéficier des différentes aides de l’Etat.

Le prix d’une pompe à chaleur varie entre 15 000 et 20 000 euros, au prix de la pompe à chaleur, il faut ajouter le prix de l’installation complète avec le forage. C’est l’installation de production de chauffage et d’eau chaude sanitaire la plus chère, c’est un réel investissement. Mais certaines aides financières peuvent amortir le prix de l’installation complète.

Schéma du fonctionnement d’une pompe à chaleur
Ingénieur thermicien lors d'un audit énergétique
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Les aides financières pour l'installation d’une pompe à chaleur : 

  • MaPrime Rénov’ : Cette aide dépend de la catégorie de revenu, elle permet d’obtenir jusqu’à 10 000 euros d’aides pour les revenus très modestes. 
  • TVA Réduite : pour tous les travaux d’amélioration de la performance énergétique, la TVA est abaissée à 5,5% 
  • Eco-PTZ : c’est un prêt pouvant être accordé par les banques, pour des économies d’énergie d’un minimum de 35%. Le prêt à taux zéro permet d’emprunter jusqu’à 50 000 euros sans payer d'intérêts. 

Les avantages d’une pompe à chaleur géothermique : 

  • Capable de produire du froid ou du froid et de l’électricité,
  • Ayant une bonne performance énergétique, la PAC géothermique permet une diminution des consommations d’énergie importante, l’analyse des économies d’énergie réalisée peut être évalué lors d’un audit énergétique,   
  • Pas d’émissions de CO2 , faible impact sur le changement climatique,
  • Fonctionne en permanence, ne dépend pas des conditions météorologiques extérieures. En effet, les calories présentes dans le sol sont beaucoup moins exposées aux variations climatiques et à la saisonnalité. Il est donc plus facile de dimensionner son système de chauffage, car nous connaissons la température des calories que nous captons dans le sol,
  • Energie locale et renouvelables, 95 % du territoire français est éligible à la géothermie,
  • C’est un système qui n’engendre pas de nuisances sonores ou visuelles au niveau de l’extérieur de la maison comme dans le jardin contrairement aux pompes à chaleur classiques,  
  • L’installation nécessite peu ou pas de maintenance et d’entretien. Un contrôle de l’installation est recommandé tous les 2 ans. 

Les inconvénients d’une pompe à chaleur géothermique : 

  • Le coût de l’installation est élevé notamment pour les installations avec un capteur vertical avec la nécessité de faire un forage profond, 
  • L’installation d’une pompe à chaleur géothermique nécessite une étude de terrain en amont de réaliser le forage, 
  • Pour les installations avec un capteur horizontal, cela demande une superficie de terrain importante. 
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Foire à Questions - FAQ

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

Ayant une bonne performance énergétique, la PAC géothermique permet une diminution des consommations d’énergie importante, l’analyse des économies d’énergie réalisée peut être évalué lors d’un audit énergétique, Pas d’émissions de CO2 , faible impact sur le changement climatique, Fonctionne en permanence, ne dépend pas des conditions météorologiques extérieures.

Quel est le prix d'une pompe à chaleur pour 100 mètres carrés ?

Pour équiper un logement de 100 m², les tarifs bas d'une PAC oscillent entre 6 000 et 9 000 € TTC pour une PAC air-air et entre 9 000 et 13 000 € TTC pour une PAC air-eau, soit approximativement 60 à 130 €/m².

Quel prix pour l'installation d'une pompe à chaleur ?

Quel prix pour l'installation d'une pompe à chaleur ? Le prix moyen d'installation d'une pompe à chaleur dans un logement particulier est situé entre 4 000 et 8 000 euros. Il est néanmoins possible de payer moins cher selon le modèle de PAC choisi. Le coût d'installation peut aussi s'envoler au-dessus des 15 000 euros pour une PAC géothermique avec capteurs verticaux.

Quelle est la durée de vie d'une pompe à chaleur ?

En général, une pompe à chaleur aérothermique a une espérance de vie comprise entre 15 et 20 ans. Cependant, une mauvaise configuration peut avoir un impact sur sa durabilité. Assurez-vous donc que les réglages de l'appareil correspondent à votre mode d'utilisation pour maximiser sa longévité.

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