Le fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique

Ce modèle de PAC (pompe à chaleur) partage un principe de fonctionnement commun avec deux autres systèmes : la pompe à chaleur air-eau et la PAC air-air. Ces deux équipements, tout comme la pompe à chaleur géothermique, captent les calories naturellement réparties dans notre environnement pour en faire une source de chaleur dans la maison. A une différence près, les modèles air-air et air-eau puisent les calories dans l’air, quand la PAC géothermique va les chercher dans la terre.

Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?
La PAC est composée d’un réseau de canalisation sous-terrain qui fait circuler un fluide frigorigène, aussi appelle « fluide caloporteur » (le même que dans une pompe à chaleur air-air), dans le sol. Ce circuit peut alors prendre plusieurs formes, à découvrir plus bas dans l’article.

Lorsque le fluide débute son cycle, il est sous forme liquide et à faible pression. Il circule ainsi jusqu’à l’évaporateur, où les calories du sol sont captées et transférées au fluide. A ce moment, ce dernier s’évapore et devient donc de la vapeur, mais encore trop froide pour être diffusée dans votre intérieur. Le fluide caloporteur vaporisé traverse ensuite le compresseur, qui augmente la pression de la vapeur, et donc sa température. Dernière étape du circuit, la vapeur passe dans un condenseur : la condensation formée à cet instant permet de transférer la chaleur du fluide aux émetteurs présents dans la maison. Enfin, le fluide voit sa pression diminuer : de nouveau liquide, il peut redémarrer le processus.

L’installation de la pompe à chaleur géothermique à domicile

Une pompe à chaleur géothermique peut être installée selon trois schémas différents, décrits ci-après. Dans tous les cas, les travaux de mise en place doivent être confiés à un professionnel, afin d’assurer une parfaite sécurité et une meilleure performance de votre système de chauffage.

La pompe à chaleur géothermique à captage horizontal

Le captage horizontal des calories présentes dans le sol s’effectue via des canalisations enterrées entre 60 et 120 centimètres de profondeur. Le fluide caloporteur se déplace ainsi à faible profondeur pour récupérer la chaleur incluse dans la terre de votre terrain, qui doit d’ailleurs être suffisamment étendu pour accueillir le circuit de captation : il doit avoir une surface 1,5 à 2 fois plus grande que celle de votre maison.

La pompe à chaleur géothermique à captage vertical

Cette solution vise à récupérer la chaleur présente plus profondément dans le sol : une pompe à chaleur géothermique à captage vertical fait plonger dans une conduite le fluide frigorigène entre 80 et 100 mètres de profondeur, avant de le faire remonter à la surface, « chargé » de calories. Le captage vertical demande moins de surface au sol que son homologue horizontal, ce qui le rend plus intéressant pour les logements avec peu de terrain. Une PAC géothermique à captage vertical est cependant plus coûteuse qu’une installation horizontale, mais aussi plus efficace, surtout en hiver, puisque le sol n’est pas refroidi à une telle profondeur.

La pompe à chaleur géothermique à captage sur eau de nappe

Dernière forme de captage, celui sur eau de nappe adopte une forme similaire au captage vertical : une conduite est enfouie sous terre (jusqu’à 100 mètres de profondeur) pour atteindre une nappe phréatique. La PAC pompe alors l’eau du sous-sol pour diffuser sa chaleur au sein du logement, avant de la rejeter dans un cours d’eau ou de la renvoyer dans le sol, et la rejeter dans la nappe phréatique (ce qui implique un second forage de « retour », mais cette solution est la plus écologique). Bien évidemment, la condition pour installer chez soi une pompe à chaleur géothermique à captage sur eau de nappe est la présence en sous-sol d’une nappe ou d’un cours d’eau.

Économies et prix d’une pompe à chaleur géothermique

En puisant la chaleur dans le sol autour de votre maison, la PAC géothermique vous permet de réaliser de significatives économies, puisque l’énergie utilisée est gratuite et inépuisable. Vous n’aurez donc qu’à payer l’électricité consommée par la pompe, qui est d’une quantité minime par rapport à ce qu’elle produit. Une pompe à chaleur géothermique peut ainsi diviser vos factures de chauffage par 3 ou 4, ce qui permet d’amortir l’investissement initial assez rapidement (une dizaine d’années en moyenne).

Concernant son prix, une pompe à chaleur géothermique coûte entre 20 000 et 25 000 € (installation comprise). Tout dépend ensuite du matériel choisi et du type de captage. Il ne faut par ailleurs pas oublier son entretien, une à deux fois par an, qui doit obligatoirement être effectué par un professionnel.

Bon à savoir : l’efficacité d’une PAC géothermique est mesurée par son coefficient de performance (COP) qui établit le rapport entre l’énergie consommée et celle produite. Avec les équipements actuels, le COP d’une pompe à chaleur géothermique est de 3 ou 4. Autrement dit, pour 1KWh d’électricité utilisé, elle produit 3 à 4 kWh de chaleur.

PAC géothermique et crédit d’impôt

Vous pouvez bénéficier d’un crédit d’impôt d’une valeur de 30% si vous installez à votre domicile une pompe à chaleur géothermique. Le montant concerné par le crédit d’impôt est calculé sur une base de 8 000 € pour une personne seule, ou de 16 000 € pour un couple. Ainsi, si vous mettez en place chez vous une PAC et que vous êtes marié, alors le crédit d’impôt accordé sera de 4 800 € (30% de 16 000 €). D’autres aides pourront également rendre plus accessible l’installation de votre PAC, comme la Prime Énergie ou l’éco-prêt à taux zéro, par exemple.