Pompe à chaleur géothermique : fonctionnement, prix et avis
La pompe à chaleur géothermique exploite la chaleur naturelle présente dans le sol pour chauffer les maisons et fournir de l'eau chaude. Ce chauffage peut réduire les coûts jusqu'à 65 % par rapport à un chauffage traditionnel (au gaz ou au fioul). Cependant, son prix initial reste élevé, débutant à environ 18 000€, pose comprise. En 2024, MaPrimeRénov offre jusqu'à 11 000€ pour l'achat d'une pompe à chaleur géothermique. Découvrez notre guide complet sur les pompes à chaleur géothermiques ainsi que leurs spécificités, les coûts associés et les étapes de l'installation !
⚙️Fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique
Le fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique diffère selon qu'elle soit :
- PAC géothermique sol-sol : Système de chauffage qui utilise des capteurs horizontaux dans le sol pour extraire la chaleur et la restituer dans le logement grâce à un plancher chauffant.
- PAC géothermique sol-eau : La PAC sol-eau utilise des capteurs verticaux pour extraire la chaleur du sol et la diffuser dans le système de chauffage et l'eau chaude sanitaire.
La principale différence entre ces deux pompes à chaleur géothermiques réside dans leurs systèmes de captage d'énergie : l'une utilise un captage horizontal (sol-sol), tandis que l'autre opte pour un captage vertical (sol-eau). Elles se différencient aussi par leurs applications thermiques : la première est dédiée au chauffage uniquement, tandis que la seconde est conçue pour le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire (ECS).
🎯Définition d'une PAC géothermique (sol-sol, sol-eau)
Les termes utilisés, tels que PAC sol-sol, PAC sol-eau et pompe à chaleur géothermique, peuvent parfois prêter à confusion. Quelle est donc la définition précise de chacun de ces termes ?
- PAC sol-sol : Les pompes à chaleur sol-sol, dites PAC sol-sol, font partie des PAC géothermiques qui puisent la chaleur directement dans le sol par l'intermédiaire d'un réseau de capteurs enterrés pour ensuite la restituer dans le logement via le plancher chauffant. La PAC sol-sol est aussi appelée PAC à détente directe, car elle dispose d'un seul circuit.. Elle va circuler en circuit fermé dans la pompe, les capteurs et l'émetteur de chaleur, à savoir le plancher chauffant.
- PAC sol-eau : Dans la famille des PAC géothermiques, on retrouve également les PAC sol-eau, qui sont pour leur part des PAC mixtes, c'est-à-dire qu'elles possèdent deux circuits : celui du fluide frigorigène des capteurs et de la pompe et celui de l'eau chaude des émetteurs.
Pour fonctionner, ces deux modèles de PAC utilise un fluide caloporteur pour transporter la chaleur du sol jusqu'au émetteur de chaleur (il s'agit souvent de l'eau mélangé à de l'anti-gel).
🚀Quel est le rendement d'une PAC géothermique ?
Pour les pompes à chaleur, le rendement s'exprime grâce au coefficient de performance (COP). Les pompes à chaleur géothermiques, qu'elles soient de type sol-sol ou sol-eau, offrent parmi les rendements les plus efficaces, voire les plus performants, parmi toutes les méthodes de chauffage disponibles avec un COP maximum de 6.
Qu'est-ce que le COP ?
Le coefficient de performance ou COP est un indicateur qui permet de connaître la quantité d'énergie produite par kWh d'électricité consommée. On considère que la performance énergétique d'une PAC est bonne quand le COP est compris entre 3 et 5, sachant que le seuil maximal est de 7.
En effet, une pompe à chaleur classique détient un rendement moyen de 4. Pour la pompe à chaleur géothermique, le rendement moyen est autour de 6. Ce qui signifie que pour 1kWh d'électricité consommée, la pompe à chaleur géothermique, vous restitue 6kWh d'électricité gratuitement.
🔧Installation d'une PAC géothermique
En résumé, voici les principales étapes pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique :
- Etudes géothermiques : Pour déterminer la viabilité du projet, une analyse géothermique du site est réalisée afin de définir ses propriétés et dimensionner correctement la pompe à chaleur. Le prix de cette étude est compris entre 1000 et 5000€.
- Construction de la PAC géothermique : Dimensionnement de la PAC selon les caractéristiques de votre terrain et installation avec un artisan RGE.
- Travaux de terrassement et installation de la PAC géothermique : La PAC géothermique est installée et les puits de forage sont effectués pour atteindre la source d'eau.
Installation pompe à chaleur géothermique : Captage vertical ou horizontal ?
Tout d'abord, l'installation d'une pompe à chaleur géothermique implique plusieurs étapes :
- L'analyse géothermique : Un expert, très souvent d'un bureau d'étude spécialisé, va étudier les caractéristiques géothermiques de votre sol (profondeur du terrain, matériaux qui le compensent, etc.)
- Du dimensionnement de la PAC géothermique : L'installateur RGE se charge de commander la PAC géothermique en se basant sur les études géothermiques faites par l'expert.
- Travaux de terrassement et installation de la PAC géothermique : Une fois la pompe à chaleur géothermique installée, les puits de forage (verticaux ou horizontaux) sont réalisés.
- Après la création des puits de forage, un réseau de tubes en polyéthylène est installé dans ces emplacements pour former une boucle géothermique.
- La PAC géothermique est ensuite placée à l'intérieur de la maison. Elle est connectée au réseau de boucle géothermique et assure le transfert de chaleur du sol vers l'intérieur pour le chauffage.
Quel technique de forage choisir pour l'installation de ma PAC géothermique ?
Les installations de pompes à chaleur géothermiques peuvent opter pour des forages verticaux ou horizontaux en fonction de divers facteurs. Le forage vertical est généralement préféré lorsque l'espace au sol est restreint ou lorsque les couches superficielles du sol ne sont pas adaptées au captage horizontal. En revanche, le captage horizontal est choisi lorsque l'espace est disponible, typiquement un terrain d'au moins 200m2 pour une maison, et que les caractéristiques géologiques du sol sont favorables. Cette décision est donc influencée par des contraintes d'espace, les conditions géologiques locales, et les performances attendues de la pompe à chaleur.
En règle générale, le prélèvement de la chaleur d'une PAC géothermique est généralement réalisé par le biais de tubes enterrés dans le sol et ces capteurs enterrés sont souvent horizontaux. Ils sont installés en boucle à une profondeur comprise allant de 0,60 à 1,20 m. C'est dans ces tubes enterrés formant une boucle que va circuler en circuit fermé le fluide frigorigène de la pompe à chaleur géothermique, pour transporter la chaleur jusqu'à votre logement.
Grâce à ses capteurs horizontaux installés à une profondeur adéquate pour profiter de températures constantes (autour de 15°C toute l'année). La PAC géothermique est très performante toute l'année. Avant de procéder à l'installation de votre PAC géothermique, il est important de prendre en compte certains prérequis :
- Pour le terrain, posséder une surface (dans son jardin) de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer ;
- Pour les capteurs, les positionner à plus de 2 m des arbres !
- Placer les capteurs à au moins 1,50 m des réseaux enterrés non hydrauliques ;
- Installer les tubes à au moins 3 m des fondations, des puits, des fosses septiques et des réseaux d'évacuation.
- De plus, la surface au-dessus des capteurs doit être perméable et ne pas être traversée par des réseaux d'eau afin d'éviter tout risque de gel.
💰Prix d'une installation de PAC geothermique : prix du forage, des études de géothermie, etc.
Le prix d'une installation de pompe à chaleur géothermique, pose comprise, se décompose comme suit :
- Etudes géothermique Cette étude est souvent proposée par l'installateur qui possède un bureau d'études spécialisé. Le coût est variable selon les caractéristiques du terrain, mais généralement, il faut compter entre 1000 et 5000€, l'étude.
- Forage et installation de la PAC géothermique : Encore variable selon le type de forage choisi (vertical ou horizontal). En général, il faut compter entre 6000 et 15 000€ pour un forage horizontal tandis qu'un forage vertical sera pus complexe à réaliser et coutera donc en moyenne entre 8000 et 20 000€ par forage.
Faites réaliser vos travaux par un professionnel RGE
L’installation d’une pompe à chaleur géothermique doit être réalisée par une entreprise ou un professionnel reconnu garant de l’environnement (RGE). Des travaux réalisés par un artisan RGE garantissent le respect des normes de qualité et de sécurité en vigueur. C'est aussi une condition obligatoire pour bénéficier des différentes aides financières de l’État. Pour trouver un professionnel Reconnu Garant de l'Environnement, il suffit de se rendre sur l’annuaire des artisans qualifiés.
✍️Préalables administratifs pour installer une PAC géothermique
L'installation d'une pompe à chaleur géothermique implique plusieurs étapes administratives et nécessite de se coordonner avec la mairie, le spécialiste en géothermie et enfin votre installateur.
- Obtenir une étude pour le permis de construire : En tout premier lieu, il faut contacter votre mairie afin de déterminer la zone d'urbanisme local (PLU) dans laquelle se trouve votre maison, et demandez un permis de construire, si nécessaire.
- Pour évaluer la faisabilité de l'installation géothermique : L'expert doit réaliser un forage test et analyser le sous-sol. Les études seront ensuite transmisses à votre installeur pour déterminer la faisabilité du projet.
Le forage de ma PAC géothermique fait plus de 10 mètres de profondeur ?
Attention, pour les forages verticaux supérieurs à 10 mètres de profondeur, il faut faire une déclaration de travaux auprès de la DREAL (Direction régionale de l’environnement, de l’aménagement et du logement) !
💰Prix d'une pompe à chaleur géothermique en 2024
Le prix d'une installation de pompe à chaleur géothermique, pose comprise est estimé à :
- PAC sol-sol : Entre 9 000 et 16 000€ ;
- PAC sol-eau : Entre 10 000 et 17 000€.
💲Quel est le coût d'une pompe à chaleur géothermique ?
La PAC géothermique détient la palme du prix le plus élevée pour une PAC. En effet, son coût oscille entre 9 000 à 17 000 €, matériel et pose compris. Ce prix est assez conséquent, mais il s'agit d'un investissement vite rentabilisé, notamment sur le montant des factures d'électricité et de chauffage.
Attention, en plus du prix d'achat et d'installation de la PAC géothermique, pour les logements non équipés d'un plancher chauffant, il faudra également procéder à l'achat de cet équipement pour compléter les travaux d'installation de la PAC sol-sol. Le prix d'un plancher chauffant varie en moyenne entre 40 et 200€/m² selon la source d'énergie utilisée.
Afin d'aider les Français à financer ce projet assez onéreux, l'État propose plusieurs aides financières !
🛠️Coût de l'entretien d'une pompe a chaleur géothermique
Il est fortement recommandé de procéder à un entretien annuel de votre pompe à chaleur géothermique. Le mieux étant de souscrire à un contrat d'entretien avec votre installateur afin d'être tranquille d'esprit. Le prix d'un contrat d'entretien pour une PAC géothermique se situe entre 150 et 300€.
Dans quel cas suis-je obligée d'effectuer l'entretien de ma PAC ?
Depuis le décret n°2020-912 du 28 juillet 2020 du Ministère de la Transition Énergétique, il est désormais obligatoire de faire entretenir votre pompe à chaleur géothermique chaque année, sous certaines conditions. En effet, cette obligation concerne toutes les pompes à chaleur dont la puissance se situe entre 4 et 70 kW. L'entretien doit être réalisé par un professionnel qualifié RGE (reconnu garant de l'environnement).
Si vous n'êtes pas tenu par la loi, vous pouvez faire vous-même chaque année certaines tâches d'entretien de votre pompe à chaleur géothermique, comme nettoyer les filtres, vérifier les composants électriques et le fluide caloporteur, ainsi qu'évaluer les performances du système. En cas de problème, vous pouvez faire appel à un technicien.
💸 Quelles aides pour une PAC géothermique ?
Dans le cadre de travaux de rénovation énergétique ou d'une construction, l'État met à disposition des particuliers plusieurs aides financières pour les PAC géothermiques. Parmi les aides les plus importantes pour l'achat d'une PAC géothermique, vous retrouverez :
- L'aide MaPrimeRénov' : Jusqu'à 11 000€ pour l'achat d'une PAC géothermique.
- La prime énergie (CEE) : Jusqu'à 5 500€ pour l'achat d'une PAC géothermique.
- L'éco-prêt à taux zéro : Jusqu'à 15 000€ de prêt à taux zéro pour l'achat d'une PAC géothermique.
- Enfin, les aides de votre région, à consultez directement sur le site de l'ANIL !
| Aide | Montant | Comment l'obtenir ? |
|---|---|---|
| MaPrimeRénov' (Anciennement CITE) | Jusqu'à 11 000 € dans la limite de 18 000 € de dépenses | Sur le site MaPrimeRénov’ |
| Prime CEE (Certificat d'économies d'énergie) | Montant variable selon les fournisseurs | Directement auprès de l'entreprise choisie |
| Éco-prêt à taux zéro | Jusqu'à 15 000 € | Directement auprès d’une banque (les principales émettrices d'Eco-PTZ sont le Crédit Agricole, le Crédit Mutuel et la Caisse d'Epargne) |
| Aides des collectivités territoriales | Montant variable selon la région | Directement auprès de sa mairie ou de son conseil municipal/régional |
💭Pompe à chaleur géothermique : Avantages et inconvénients
Dans l'ensemble, les pompes à chaleur géothermiques offrent une puissance supérieure aux systèmes de chauffage traditionnels et peuvent permettre des économies d'énergie annuelles allant jusqu'à 65 %, par rapport à un chauffage classique. C'est donc une solution de chauffage idéale pour les maisons disposant de l'espace et du budget nécessaires pour accueillir ce type de système.
Voici une synthèse des avantages et inconvénients de la pompe à chaleur géothermique. 👇
✅ Avantage d'une PAC geothermique en 2024
L'avantage d'une PAC géothermique sont avant tout les suivants :
- Une utilisation d'une énergie renouvelable et gratuite présente dans les sols ;
- La chaleur géothermique constante toute l'année (15°C) élimine le besoin de chauffage d'appoint ;
- Un coefficient de performance (COP) aux alentours de 5 voire 6 toute l'année (contrairement aux autres modèles de PAC sensibles aux saisons et aux températures extrêmes, ici la température du sol reste stable) ;
- Une éligibilité à toutes les aides de l'État pour la rénovation énergétique ;
- Différents usages : chauffage, production d'eau chaude sanitaire, ventilation…
❌ Inconvénient d'une PAC fonctionnant à la géothermie
les inconvénients d'une PAC géothermique sont les suivants :
- Un coût d'acquisition élevé (de 9000 à 17 000€) ;
- La nécessité d'avoir une surface de terrain assez large (une surface minimum de 200m2 pour un captage horizontal) ;
- Une complexité technique de l'installation et des travaux souvent intrusifs (forage sous terre) ;
- Des démarches administratives complexes (autorisation DREAL, permis de construire, etc.).
👀FAQ Tout savoir sur le chauffage géothermique avec une pompe à chaleur
🔎La PAC en géothermie peut-elle être réversible ?
Oui, les pompes à chaleur géothermiques peuvent être réversibles. Ce qui signifie qu'elles peuvent fonctionner comme des systèmes de climatisation en été, rafraichissant ainsi votre logement. Pour cela, la pompe à chaleur inverse simplement le processus de production de la chaleur en transférant la chaleur à l'intérieur du logement vers l'extérieur. Pour une pompe à chaleur géothermique réversible, comptez entre 20 000 et 40 000 €, installation comprise.
❓Comment fonctionne la géothermie ?
La géothermie fonctionne en utilisant la chaleur naturelle présente sous la surface de la Terre pour produire de l'électricité ou de la chaleur. On utilise des pompes géothermiques pour extraire la chaleur du sol ou de l'eau souterraine, puis cette chaleur est transférée dans un système de chauffage ou une centrale électrique pour être utilisée. C'est une source d'énergie renouvelable et durable car la chaleur de la Terre est constante et disponible en permanence.
😏Quelle est la durée de vie d'une PAC géothermique ?
Une pompe à chaleur géothermique installée par un professionnel et bien entretenue a une durée de vie moyenne allant de 15 à 20 ans.
L'ADEME précise que les capteurs enterrés ont quant à eux une durée de vie beaucoup plus longue, supérieure à 40 ans.
Lorsque la PAC arrivera en fin de vie, il sera nécessaire de faire appel à un spécialiste qui démontera l'appareil afin de récupérer le fluide frigorigène pour le recycler ou le détruire.
