Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur géothermique et comment fonctionne-t-elle ?
Se chauffer / Se rafraichir
Pompe à chaleur
par Frédéric BRYDA | |
3 min de lecture
L'installation d'une pompe à chaleur dépend essentiellement de la configuration de votre maison et des besoins énergétiques de votre foyer. Parmi les multiples modèles de PAC disponibles sur le marché, la pompe à chaleur géothermique reste l'un des plus méconnus. ENGIE Home Services vous propose de découvrir le fonctionnement des PAC géothermiques et d'explorer ses avantages.
Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique
Une pompe à chaleur géothermique fonctionne grâce à des capteurs thermiques enterrés, à l'inverse d'une PAC aérothermique qui puise l'énergie directement dans l'air extérieur. Les calories sont extraites du sol et distribuées à travers le circuit de chauffage grâce à un fluide frigorigène. Ce dernier se charge en gaz et change d'état pour chauffer l'eau contenue dans le circuit fermé de la PAC. À la fin du cycle, le fluide redevient liquide pour se charger à nouveau en calories.
La pompe à chaleur géothermique est appelée aussi PAC sol-eau. Elle puise la chaleur dans le sol et la redistribue dans votre logement à travers votre circuit de chauffage composé d'eau. Ce dernier alimente plusieurs émetteurs :
Ballon d'eau chaude ;
Parquet chauffant / refroidissant ;
Radiateurs chauffant / refroidissant.
Le saviez-vous ?
Une pompe à chaleur géothermique ou aérothermique peut être couplée à un chauffe-eau thermodynamique pour produire l'eau chaude sanitaire de votre logement.
Les différents modèles de PAC géothermique
La pompe à chaleur sol/eau en captage horizontal
La pompe à chaleur géothermique en captage horizontal fonctionne grâce à des capteurs horizontaux enterrés dans le sol à une profondeur comprise entre 0,8 et 1,2 mètre. Le terrain pour l'installation de ce dispositif horizontal doit être suffisamment grand. Les besoins en chauffage du foyer et la surface de terrain à aménager sont exponentiels.
La pompe chaleur sol/eau à captage vertical
La PAC géothermique à captage vertical est enterrée verticalement dans le sol de votre jardin. Les capteurs peuvent être enfouis jusqu'à 100 mètres de profondeur. Il s'agit d'une excellente solution pour les propriétaires dont le terrain dispose d'une surface réduite.
La pompe à chaleur eau/eau (aquathermique)
La pompe à chaleur eau-eau est souvent présentée comme un modèle géothermique, or elle puise l'énergie dans la nappe phréatique. La pompe à chaleur aquathermique se présente comme un système de captage vertical puisant les calories présentes dans l'eau de la nappe phréatique de votre terrain. La température de ce milieu est comprise entre 8 et 12°C tout au long de l'année. Deux forages sont à réaliser : le premier permet de prélever la chaleur de l'eau tandis que le second sert à rejeter l'eau froide du système de votre PAC eau-eau.
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Les avantages et inconvénients d'un système géothermique
Un investissement important à prévoir
Une PAC géothermique est intéressante lorsqu'elle est associée à des émetteurs basse température : radiateur ou parquet chauffant / refroidissant basse température. Ce type d'émetteurs représente un investissement important par rapport à un équipement de chauffage classique. Par ailleurs, le coût global de l'installation d'une PAC géothermique varie de 15 000 à 25 000 € selon le matériel souhaité et le type de travaux de terrassement ou de forage à prévoir.
Le rendement d'une pompe à chaleur géothermique
Le rendement d'une PAC géothermique à captage vertical est supérieur à celui d'un modèle à captage horizontal. Ce dernier présente des inconvénients en cas de saison hivernale avec un sol gelé. Les capteurs ne sont pas assez profondément enfouis dans le sol pour extraire suffisamment de chaleur. À l'inverse, le dispositif en captage vertical permet d'aller chercher la chaleur beaucoup plus profondément dans le sol.
Le COP moyen d'une PAC géothermique à captage vertical se situe entre 4 et 5.
Le COP moyen d'une PAC géothermique à captage horizontal se situe entre 3 et 4.
La pompe à chaleur eau-eau (aquathermique) présente un coefficient optimal de performance très intéressant en raison de ses capteurs enfouis dans la nappe phréatique, disposant de températures constantes comprises entre 8 et 12°C. Son COP se situe entre 5 et 6.
La pompe à chaleur géothermique se décline en plusieurs dispositifs : captage vertical ou horizontal. Elle présente l'avantage de s'adapter à la configuration de votre terrain. Toutefois, en fonction du modèle, l'investissement initial peut s'avérer conséquent. Cet inconvénient est nettement compensé par un coefficient optimal de performance souvent supérieur à celui d'une PAC aérothermique.
Le saviez-vous ?
Le coefficient optimal de performance (COP) correspond au rapport entre le nombre de kilowattheures consommés pour le fonctionnement de la PAC par rapport au nombre de kilowattheures restitués pour chauffer le logement. Une PAC avec un COP de 4, restitue 4 kWh sous forme de chaleur pour 1 kWh consommé pour fonctionner.
Une pompe à chaleur géothermique puise la chaleur contenue dans le sous-sol d'un terrain grâce à des capteurs thermiques.
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Frédéric BRYDA
Concepteur et animateur de formation digitale chez ENGIE Home Services
Fort de 20 ans chez ENGIE Home Services, Frédéric Bryda conçoit et anime des formations digitales à l’École de formation interne, certifiée Qualiopi. Il joue un rôle clé dans l’accompagnement des techniciens et équipes terrain.
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