Permettant de véritables économies d’énergie, l’installation d’une pompe à chaleur géothermique (PAC) est une solution de chauffage écologique, offrant également la possibilité de bénéficier d’une climatisation réversible et de produire son eau chaude sanitaire.
Avant de choisir son matériel et un professionnel pour l’installer, il importe d’en connaître le principe de fonctionnement et les différentes technologies à disposition.
Fonctionnement d’une pompe à chaleur (PAC)
Principe général
L’énergie géothermique provient de l’énergie de terre, variable selon la profondeur, et convertible en chaleur, que les pompes géothermiques récupèrent pour la diffuser dans l’habitat. Le système constitue ainsi une solution naturelle de chauffage et de climatisation.
C’est le procédé inverse d’un réfrigérateur. Celui-ci capte la chaleur afin de la rejeter à l’extérieur, pour en diminuer le niveau à l’intérieur. Quant à la pompe à chaleur géothermique, elle capte la chaleur à l’extérieur, en augmente la température, et l’injecte à l’intérieur du logement.
Technique et composants
L’installation d’une PAC géothermique comporte un circuit de captage formé de capteurs, en sous-sol.
Dans le cas de capteurs horizontaux, le circuit est constitué de tubes en boucle, enterrés à faible profondeur entre 0,60 et 1,20 mètre, sur une surface devant représenter entre 1,5 et 2 fois la surface à chauffer. Y circule le fluide frigorigène.
S’agissant des capteurs verticaux, le circuit est composé de 2 tubes de 75 mètres (sondes géothermiques), distants de 10m et reliés entre eux en formant une boucle. Ainsi, ils nécessitent un forage en profondeur. L’avantage sur les capteurs horizontaux est la faible surface requise.
Quant à la pompe à chaleur elle-même, elle est constituée, dans l’ordre du cycle, d’un évaporateur permettant l’évaporation du fluide frigorigène grâce à la chaleur captée, d’un compresseur aspirant le fluide vaporisé et en en élevant la température (1), d’un condensateur faisant revenu le fluide à l’état liquide, et d’un détendeur abaissant la pression du liquide frigorigène.
(1) C’est après l’élévation de la température que le fluide transmet sa chaleur directement à l’air à chauffer ou à l’eau du circuit de chauffage.
Les utilisations de la PAC géothermique.
Configuration de logement
On l’aura compris, l’installation d’une pompe à chaleur géothermique avec capteurs horizontaux ne conviendra pas à toutes les résidences, compte tenu de la surface qu’elle exige.
En outre, une installation sera plus facilement envisageable dans le cas d’une construction. Le remplacement d’un système de chauffage existant impliquera parfois d’opter pour une pompe à chaleur aérothermique. En effet, puisant la chaleur directement dans l’air, elle nécessitera moins de travaux.
Les fonctions qu’elle remplit
- Fonction de Chauffage : elle permet d’alimenter un réseau de chauffage. Par exemple, un plancher chauffant basse température, des ventilo-convecteurs à eau, ou des radiateurs basse température.
- Fonction de Climatisation : une PAC dite réversible permet notamment au plancher de devenir rafraîchissant en période estivale, avec l’inversion du cycle du fluide frigorigène.
- Production d’eau chaude sanitaire : l’eau du ballon est chauffée en récupérant une partie de la chaleur du fluide frigorigène de la PAC produisant le chauffage. Il existe également des systèmes autonomes, des chauffe-eau thermodynamiques avec leur propre pompe.
Installation pompe à chaleur – configuration de l’habitat
L’investissement dans l’installation d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique peut s’avérer une solution efficace et rentable pour le chauffage de votre résidence.
Il convient toutefois de savoir discerner les différentes technologies disponibles. De fait, il faut connaître les caractéristiques générales d’une PAC, et savoir choisir un installateur qualifié et expérimenté.
Installation pour une construction neuve
Le terrain dont vous disposez conditionne le choix entre des capteurs horizontaux ou des capteurs verticaux.
Pour des capteurs horizontaux, le terrain devra être de 200 M2 minimum. De surcroît, un sol rocheux, des arbres avec racine sont des obstacles à leur installation. Vous devrez alors vous orienter vers des capteurs verticaux (une autorisation administrative est nécessaire pour le forage), ou vers une pompe à chaleur aérothermique.
Remplacement du système de chauffage existant
Au préalable il sera nécessaire de contrôler l’isolation thermique afin d’identifier les déperditions de chaleur, et d’effectuer les travaux d’isolation qu’elles impliquent.
Conservez également à l’esprit que l’installation d’un plancher chauffant constitue des travaux de rénovation importants.
Certaines pompes à chaleur autorisent l’utilisation du réseau de chauffage déjà existant.
Financement 2020 : La prime d’aide à la rénovation énergétique
La pompe à chaleur géothermique fait partie des matériels éligibles à la toute récente prime d’aide à la rénovation énergétique.
Néanmoins, il est nécessaire de respecter certaines conditions de ressources pour la Prime Rénov’ 2020. En effet, cette prime d’aide qui remplace le CITE, est d’abord réservée aux ménages très modestes et modestes à compter du 1er janvier 2020. Le dispositif sera ouvert aux ménages intermédiaires à compter de janvier 2021. En revanche, les ménages aisés ne pourront bénéficier ni du crédit d’impôt, ni de la prime unique d’aide.
Montant de la prime 2020 selon catégories de ménages, pour PAC Géothermique
| Ménages | Prime |
|---|---|
| Très modestes | 10000 € |
| Modestes | 8000 € |
| Intermédiaires | 4000 € |
| Aisés | 0 € |
Choisir un installateur en géothermie
Les qualifications
L’installation de pompe à chaleur nécessite l’intervention d’entreprises spécialisées. Elles doivent avoir la qualification QualiPAC RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). Il s’agit en effet d’une appellation de confiance délivrée par l’AFPAC (Association Française pour les Pompes à Chaleur).
Cette certification engage l’entreprise à respecter une charte qualité afin de fournir auprès des particuliers une offre de qualité. D’une part, elle vaut pour le matériel proposé et sa pose. D’autre part, elle couvre les prestations de bilan thermique, de suivi de dossier, et d’informations sur les aides fiscales et financières.
Contrat d’entretien et maintenance
Les installateurs qualifiés RGE QualiPAC doivent systématiquement proposer un contrat d’entretien. S’agissant d’une pompe à chaleur géothermique, le particulier n’a aucune opération de maintenance à réaliser lui-même.
L’installation doit être surveillée et contrôlée tous les ans par un spécialiste, qui vérifiera notamment l’étanchéité du circuit frigorifique.
Choisir le matériel
Les certifications
La marque NF PAC est délivrée par l’AFAQ-AFNOR Certification.
Elle donne l’assurance qu’une pompe à chaleur géothermique de puissance thermique inférieure ou égale à 50 kW.
Ainsi elle sera conforme avec les différentes normes françaises, européennes et internationales en vigueur.
Par ailleurs, le marquage EUROVENT certifie ses performances. Les paramètres vérifiés sont les coefficients de performance (COP) avec un seuil minimum pour différents points de fonctionnement, la puissance thermique, et le niveau de puissance acoustique.
Les caractéristiques à connaître
Le coefficient de performance (COP) : Il représente la quantité de kWh de chaleur produits pour un kWh d’électricité consommée. Le Coefficient de performance d’une pompe à chaleur géothermique doit être le plus élevé possible et supérieur à 3,4. (Il s’agit d’une des conditions d’obtention pour le Crédit d’Impôt Transition Energétique).
La puissance thermique : Elle définit la capacité de production de chaleur de la pompe. Elle est dimensionnée en fonction de l’habitat et de sa surface à chauffer. L’objectif est d’obtenir une parfaite adéquation avec les besoins, sans surconsommation ou carence en chauffage.
Liens utiles
Pour terminer, vérifiez toujours qu’un installateur bénéficie bien de la qualification sur le site de l’AFPAC (http://www.afpac.org ) diffusant une liste actualisée des installateurs qualifiés.
Pour aller plus loin et maitriser toutes les étapes de son projet en géothermie (sur le site Géothermie-Perspectives en collaboration avec l’ADEME)
Auteur : Arnaud Bouvard