Pompe à chaleur géothermique

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La géothermie est une technique visant à utiliser l’énergie du sous-sol pour actionner certains appareils, dont la pompe à chaleur géothermique. Par rapport aux autres déclinaisons de la pompe à chaleur, le type géothermique est très peu prisé, pourtant c’est le plus performant et le plus efficace de tous.

Nous vous dévoilons tout sur la pompe à chaleur géothermique. 

Voici les informations importantes à retenir de cet article : 

  • La pompe à chaleur géothermique est un système de chauffage utilisant les énergies renouvelables de la terre
  • L’investissement dans la PAC géothermique permet de préserver l’environnement, profiter d’une performance stable, accéder aux différentes aides de l’État, et réunir 3 fonctions dans un seul appareil
  • La PAC géothermique fonctionne en plusieurs étapes : le captage de l’énergie dans le sol, l'évaporation, le passage au niveau du couple compresseur/condensateur et le retour à l’état initial
  • La PAC géothermique est le modèle de PAC le plus silencieux
  • Il existe 3 types de PAC géothermique selon son fonctionnement : la PAC sol-sol, la PAC sol-eau et la PAC eau-eau
  • L’installation d’une PAC géothermique fait appel à plusieurs étapes dont la préparation, la pose des capteurs, l’installation de l’unité intérieure et le raccordement
  • Une pompe à chaleur coûte en moyenne entre 14 000 à 22 000 €, prix comprenant la pose, le prix d’achat, la consommation d’énergie et l’entretien
  • Isolation Française est le meilleur installateur de PAC géothermique
  • Pour remplacer la PAC géothermique, on peut opter pour une PAC aérothermique, des panneaux solaires thermiques ou un chauffage électrique
  • Plusieurs aides financières sont disponibles pour la PAC géothermique tels les dispositifs « MaPrimeRenov », Prime Effy, Le TVA à taux zéro ou l’EcoPrêt à taux zéro

Faire installer sa pac

Définition d'une pompe à chaleur géothermique

Puisant son énergie dans le sol d’où son nom de pompe à chaleur géothermique, ce système de chauffage utilise les énergies renouvelables de la terre pour assurer le chauffage de l’ensemble de la maison. 

La grande différence entre la PAC géothermique et la PAC classique (aérothermique), mis à part la source d’énergie, réside au niveau de la performance de chauffage. Le sol à la différence de l’air n’est pas vraiment sensible aux variations de température, donc en période de grand froid, la PAC géothermique reste performante.

Néanmoins, par rapport à la PAC air-air qui ne nécessite pas un entretien très régulier, le modèle sol-sol demande une révision fréquente pour bien fonctionner, d'autant plus que la moindre fuite de fluide frigorigène est très nocive pour l’environnement.

Avantages / inconvénients d'une pompe géothermique :

La PAC géothermique présente de nombreux avantages, mais aussi quelques contraintes qui peuvent engendrer le report du choix vers un autre équipement de chauffage. 

Avantages de la pompe à chaleur géothermique :

  • Source d’énergie facile d’accès : la source d’énergie d’une PAC sol-sol ne nécessite pas de stockage, pas de combustion, et est tout simplement propre

  • Des économies d’énergie : qui peut aller jusqu’à 70% si le système est bien installé et bien exploité

  • Très commode et peu encombrante : les différents éléments de la PAC géothermique ne gênent pas la vue

  • Très efficace : la température du sol étant constante, donc même en période de grand froid, la PAC géothermique assure convenablement ses fonctions

  • Compatible avec tout type d’habitation : qu’il s’agit d’une nouvelle construction ou une rénovation, d’un immeuble ou d’une maison indépendante, la PAC géothermique est capable de répondre à tous les besoins de chauffage

Inconvénients de la pompe à chaleur géothermique :

  • Installation complexe : nécessitant le recours à un professionnel et dans la majorité des cas, des travaux de forages sont nécessaires

  • Un investissement initial important : pour acquérir et installer la PAC géothermique, il faut une certaine somme

  • Un entretien fréquent : une révision de l’équipement doit être effectuée au minimum une fois par an pour éviter tout type de problème (fuite, perte d’énergie, etc.)

Pourquoi investir dans une PAC géothermique ?

Investir dans une PAC géothermique renferme de nombreux atouts qui ne sont pas des moindres :

Une marche vers l’écologie

Dans la marche vers une réduction massive de l’émission de carbone, la PAC géothermique est le meilleur choix en matière de chauffage. Elle se sert de l’énergie du sol dont le système de chauffage n’émet qu’un taux infime de CO2, ceci dû à l’utilisation de l’électricité pour alimenter la PAC.

Un investissement initial amorti en quelques années

Le coût d’achat et d’installation du PAC géothermique est plutôt élevé, cependant avec l’économie d’énergie qu’elle permet qui peut atteindre les 70%, l’argent investi sera récupérable dans la majorité des cas après 4 ou 5 ans d’utilisation. 

Une performance stable

À partir d’un mètre de profondeur, la température du sous-sol est stable toute l’année, de quoi permettre un chauffage optimal et performant. D’ailleurs, la PAC géothermique figure parmi les modèles affichant un COP (Coefficients de performance) assez élevé. 

Un grand nombre d’aides de l’État

Le prix d’une PAC géothermique peut être revu à la baisse grâce à différentes aides octroyées par l'État en vue d’une transition énergétique. D’ailleurs, pour favoriser son installation, le gouvernement revoit régulièrement la somme de ces dispositifs.

Un système polyvalent

La PAC géothermique est compatible avec la fonction réversible, ce qui la permet d’assurer un rafraîchissement du foyer en période de grosse chaleur. Elle permet aussi la production d’eau chaude sanitaire (ECS).

Fonctionnement général d'une pompe à chaleur géothermique :

Le fonctionnement en général d’une pompe à chaleur se repose sur différentes étapes.

Captage de l’énergie du sol

L’absorption de la chaleur du sol est effectuée par de nombreux capteurs enfoncés à plusieurs mètres du sol.

On compte actuellement 3 grands types de captage :

  • Le captage horizontal : les capteurs sont enterrés horizontalement à une profondeur de 0,6 à 1,2 m du sol. C’est le captage le moins cher de tous, mais le moins performant. En plus, il requiert une grande surface de déploiement.

  • Le captage vertical : les capteurs sont enfouis en profondeur, aux environs de 100 m. C’est la meilleure option, en plus, il ne demande pas une grande surface. Toutefois, il est très coûteux et demande de gros travaux de forage.

  • Le captage vertical sur nappe phréatique : il s’agit d’un captage vertical dont le capteur est connecté aux eaux souterraines. Il se destine à la PAC géothermique eau-eau, est très coûteux, nécessite des travaux de forage qui requiert des autorisations (droit de forage et droit d’usage de la nappe phréatique).

L’évaporation

L’énergie puisée dans le sol à travers les capteurs est transmise au fluide frigorigène de la PAC géothermique pour permettre son évaporation lorsqu’elle est chauffée.

Le couple : compression et condensation

Par un procédé de compression, la vapeur du fluide frigorigène se transforme en gaz chaud qui dans la suite revient à l’état liquide où des calories sont puisées et transmis sous forme de chaleur ou de froid dans des radiateurs, dans un plancher chauffant ou encore dans un module climatiseur.

Le retour à l’état initial

Nommé aussi “étape de détente”, le fluide frigorigène revient à son état initial pour permettre la reprise du cycle.

Est-ce qu'une pompe à chaleur géothermique fait beaucoup de bruit ?

À l’instar du modèle aérothermique, la PAC géothermique est la plus silencieuse. Son unité extérieure produit moins de bruit que celle des autres modèles, ce qui figure parmi ces grands atouts.

Cependant, il est à noter que le module extérieur incluant le compresseur de la PAC émet des bruits, mais pas assez pour gêner le voisinage ou encore les occupants de la maison. Toutefois, il est toujours judicieux de l’installer à une certaine distance des pièces à vivre et des maisons avoisinantes.

Les différents types de PAC géothermique :

Selon le mode de fonctionnement, il existe 3 grands types de pompe à chaleur géothermique :

La PAC sol-sol

Puisant son énergie dans le sol à l’aide de capteurs, un liquide caloporteur transporte cette énergie vers la pompe à chaleur. Cette dernière va chauffer le liquide et diffuser de la chaleur dans toutes les pièces de la maison à travers d'émetteurs de chaleur qui en général et un plancher chauffant.

On parle ici de circuit fermé, car le fluide frigorigène ne change pas durant tout le processus, donc ne nécessite pas d’échangeur comme avec une pompe à chaleur aérothermique. Son prix est compris entre une fourchette de 14 000 à 24 000 €.

La PAC sol-eau

Avec un fonctionnement presque identique à celui d’une PAC sol-sol, la différence réside au niveau du transfert de la chaleur. Les calories du sol permettent en effet de chauffer l’eau dans le circuit de chauffage central pour permettre la diffusion de la chaleur dans la maison à travers des émetteurs de chaleur tels un plancher chauffant ou un radiateur à basse température.

Pour l’acquérir, il faut un montant d’environ 10 000 à 15 000 € pour des capteurs horizontaux et 15 000 à 25 000 € pour des capteurs verticaux.

La PAC eau-eau ou chauffage aquathermique

Puisant son énergie dans l’eau de la nappe phréatique, cette PAC transmet cette énergie dans le système de chauffage central pour permettre la diffusion de la chaleur à travers un plancher chauffant, un chauffe-eau ou encore des radiateurs. Elle est la meilleure solution de chauffage pour les foyers disposant d’une source d’eau à proximité. Son prix moyen est compris entre 10 000 à 40 000 €. 

Étapes d'installation d'une PAC géothermique :

L’installation est la bête noire des Français pour ce type de pompe à chaleur : complexe et coûteuse.

Ils préfèrent se tourner vers des appareils plus aisés, ne nécessitant pas de gros travaux. Pourtant cette installation profite de nombreuses aides financières et elle en vaut la peine vue l’économie d’énergie qui en résulte.

Voici les différentes étapes d’installation d’une PAC géothermique :

Préparation de l’installation

Une pompe à chaleur géothermique ne s’installe pas du jour au lendemain. Quelques analyses sont à effectuer avant les travaux, comprenant :

  • Le choix du type de captage adéquat
  • Le choix de l’emplacement où effectuer le forage
  • La sélection de matériels
  • L’étude de la compatibilité avec les chauffages existants (chauffe-eau, radiateur, etc.)
  • La déclaration des travaux de forage à la mairie

Cette étape ne prend pas beaucoup de temps, mais doit être effectuée avec un professionnel. 

La pose des capteurs

L’étape la plus longue et la plus complexe de l’installation, les travaux pour la pose de capteur dépendent du type de capteur choisi.

La pose du capteur horizontal est recommandée pour les nouvelles constructions, car elle nécessite une grande surface de déploiement. Il s’agit d’insérer des tubes horizontaux à 1m dans le sol.

La pose du capteur vertical est la plus complexe, car un forage d’environ 50 à 100 m de profondeur est requis, cependant en profondeur la température du sol est plus stable. 

L’installation de l’unité intérieure

Étape facile et rapide, l’unité intérieure peut être installée dans le garage, dans la buanderie ou encore dans un espace non visible de la maison. Bien qu’elle n’occupe pas une grande place, mieux vaut la placer hors du champ visuel. 

Le raccordement

Nécessitant le recours à un professionnel qualifié RGE, le raccordement prend peu de temps, mais doit être de qualité pour assurer un fonctionnement optimal de la PAC. Cette étape comprend :

  • Un branchement électrique pour l’alimentation de la PAC
  • Un raccordement entre l’unité extérieur et intérieur
  • Un raccordement entre la PAC et les émetteurs de chaleur
  • Un raccordement entre le PAC et le ballon d’eau chaude. 

Temps total d’installation

En général, l’installation d’une pompe à chaleur géothermique prend de 2 jours à une semaine. La pose des capteurs est l’étape la plus chronophage car c’est à cette étape que sont effectués les travaux de forage.

Le coup d'une pompe à chaleur géothermique :

Pour acquérir une pompe à chaleur géothermique, il faut prévoir en moyenne une somme de 20 000 à 40 000 €.

Plusieurs facteurs influent sur ce prix à citer: la puissance de l’appareil, la marque, l’installateur et surtout le type de capteur. Une PAC avec des capteurs horizontaux est tarifée entre 14 000 à 22 000 € contre 16 000 € à 25 000 € pour une PAC avec des capteurs verticaux. Ce prix se compose du coût d’installation, du prix d’achat, du coût énergétique et du coût d’entretien.

Coût d'installation d'une PAC géothermique :

Toujours selon le captage, en moyenne, il peut aller de 100 € à 163 € le m². Mais selon le type de PAC géothermique, ce prix varie aussi :

  • Modèle sol-sol : de 1 500 à 3 000 €
  • Modèle sol-eau : de 700 à 2 000 €
  • Modèle eau-eau : de 1 200 à 2 700 €

Coût d'achat d'une PAC géothermique :

Excepté le coût d’installation, le prix d’une PAC géothermique varie de 7 200 à 16 600 €. Ce coût diffère selon les modèles :
 

  • Sol-sol: 9 000 à 14 000 €
  • Sol-eau: 10 000 à 15 000 €
  • Eau-eau: 11 500 à 16 000 €

Coût énergétique d'une PAC géothermique :

Une PAC géothermique consomme en moyenne entre 2 000 à 5 000 kWh par an, soit un coût de 350 à 1 000 €. Ce coût est variable selon le modèle :
 

  • Sol-sol : aux environs de 1 008 €/an
  • Sol-eau : aux environs de 1 008 €/an
  • Eau-eau : aux environs de 1 407 €/an

L'entretien d'une pompe à chaleur géothermique

Le prix moyen de l’entretien d’une pompe à chaleur géothermique varie de 110 € à 450 €.
 

  • Sol-sol: de 150 à 250 €
  • Sol-eau: de 110 à 450 €
  • Eau-eau: 150 à 450 €

L’entretien d’une PAC est obligatoire surtout si le fluide frigorigène dépasse les 2 kg. Il est effectué tous les 2 ans.

Les avis sur l'achat d'une PAC géothermique :

Pour peser le pour et le contre sur le choix d’une PAC géothermique, voici quelques avis positifs et négatifs sur cet appareil. 

Les avis positifs sur la pompe à chaleur géothermique :

  • Très bon confort thermique : la performance de la PAC géothermique reste la même, peu importe la température extérieure (surtout celle utilisant un capteur vertical)

  • Un bon rendement : avec 1 kW de courant consommé, la PAC procure entre 3 à 4 kW d’énergie thermique soit un rendement de 400%

  • Silencieuse : toutes les PAC géothermiques sont moins bruyantes que tous les autres types de chauffage

Les avis négatifs sur la pompe à chaleur géothermique :

  • Très chère : c’est la première chose qui vient en tête lorsqu’on parle de PAC géothermique. Elle est 2 fois plus chère qu’un PAC aérothermique

  • Très difficile à installer : l’installation de l’unité extérieure de la PAC géothermique est très complexe, car elle nécessite de gros travaux (forage, etc.)

Dans quels cas choisir une PAC géothermique ?

Si vous réunissez toutes ces conditions, la PAC géothermique est l’équipement de chauffage qui vous est destiné.

  • Vous avez un grand espace : ce qui peut être un jardin ou un espace aménagé extérieur pour placer les différents capteurs de chaleur

  • Votre maison est grande : pour assurer le chauffage de chaque pièce de votre habitat, la PAC géothermique est l’idéal, car c’est un appareil performant

  • Vous êtes en pleine construction de votre habitat : l’installation de la PAC géothermique aura un faible impact sur le reste des travaux

  • Vous cherchez une PAC avec un retour d’investissement rapide : grâce aux économies d’énergie qu’elle permet, le prix d’achat de votre PAC sera vite amorti.

Dans quels cas ne pas choisir une pompe AC géothermique ?

La PAC géothermique n’est pas faite pour tout le monde notamment les foyers :

  • Ne disposant pas d’un espace suffisant : l’installation des capteurs horizontaux ou verticaux nécessite un minimum d’espace

  • Ne pouvant pas se permettre une PAC onéreuse : la PAC géothermique est le modèle le plus cher de tous malgré sa performance et son efficacité

  • Dont les émetteurs de chaleur ne sont pas compatibles avec la PAC géothermique notamment les radiateurs haute-température

  • Ne disposant pas d’une autorisation pour l’installation des capteurs, mais aussi pour l’utilisation de la pompe à chaleur en question. 

Les meilleures pompes à chaleur géothermiques :

Voici 3 modèles de pompe à chaleur géothermique populaire sur le marché : 

Daikin Altherma 3 GEO - EGSAH-D9W

  • Type : sol -sol
  • Fonction : chauffage, climatisation et ECS
  • Prix : à partir de 10 000 €

Dietrich GSHP 

  • Type : eau-eau
  • Fonction : chauffage, climatisation et ECS
  • Prix : à partir de 11 000 €

Atlantic Geolia 7

  • Type : eau-eau
  • Fonction : chauffage, climatisation et ECS
  • Prix : à partir de 12 600 €

Les meilleurs installateurs PAC géothermiques :

L’installation de PAC géothermique doit être effectuée par un professionnel qualifié RGE, parmi les meilleurs installateurs nous avons listé :

  1. Isolation Française 
  2. Domotelec 
  3. Loison Gerard's 
  4. Elyotherm 
  5. Domotec

Liste des alternatives à la PAC géothermique :

Si la pompe à chaleur géothermique ne vous convainc, voici 3 alternatives qui pourraient le remplacer :

  • La pompe à chaleur aérothermique: modèle moins cher, facile à installer, mais à performances réduites en cas de très basse température

  • Les panneaux solaires thermiques: écologique, performant, mais est aussi coûteux et nécessitant beaucoup d’espace

  • Le chauffage électrique: très commode, ne nécessite pas de grandes installations, mais est très énergivore. 

Bonus : aides financières et aspect légal

Les pompes à chaleur sont réglementées par l’Etat et certaines aides sont accessibles aux particuliers :

Aides financières

Pour réduire le prix de la pompe à chaleur géothermique, il existe des aides financières :

  • MaPrimeRenov : qui permet une somme jusqu’à 5 000 €
  • L’EcoPrêt à taux zéro pour un financement du projet de transition énergétique
  • La TVA à taux réduit à 5,5% 
  • La Prime Effy qui permet jusqu’à 5 000 €

Aspect légal

L’installation d’une pompe à chaleur requiert de nombreuses démarches administratives, qui sont généralement effectuées au début des travaux. La pose de capteur horizontal ne nécessite généralement pas d’autorisation administrative, mais il se peut que la mairie en demande.

Les travaux de forage surtout pour au-delà d’un mètre de profondeur doivent être déclarés aux autorités locales. Diverses déclarations sont à prévoir :

  • Déclaration d’ouvrage auprès du Ministère de la transition écologique
  • Déclaration préalable auprès du DRIRE ou Directions Régionales de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement
  • Déclaration préalable de travaux auprès de la Mairie de la commune.

Faites installer votre PAC !

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