Pompe à chaleur géothermique

Principe de fonctionnement d'une PAC géothermique

Le principe du chauffage géothermique repose sur l'exploitation d'une ressource d’énergie renouvelable, à savoir la chaleur emmagasinée dans le sol ou le sous-sol. Cette chaleur provient soit du soleil (via le sol réchauffé), soit du noyau de la Terre.

L’exploitation industrielle de cette chaleur (chauffage urbain, électricité, etc.) utilise la chaleur du sous-sol profond, tandis que l’exploitation à petite échelle par le biais de pompes à chaleur (PAC) géothermiques permet de recueillir la chaleur stockée dans les couches supérieures du sol.

Le fait est que près de 45% de l’énergie solaire qui se déverse sur notre planète est absorbée par la terre, le reste étant réfléchi ou absorbé par les nuages, entre autres. Mais comme le transfert de la chaleur est plus lent sous terre, une grande quantité reste disponible pendant les saisons froides et vice versa en été.

PAC géothermique : comment ça fonctionne ?

Une PAC géothermique sert donc à concentrer ou mettre à niveau cette énergie thermique gratuite de la terre avant de la distribuer dans un bâtiment à travers des conduits traditionnels. Elle fonctionne davantage comme un réfrigérateur ou un système de climatisation classique, en ce sens qu'elle s'appuie sur une source extérieure d'énergie, généralement l'électricité, pour faciliter la concentration de chaleur et le changement de température.

En gros, chaque kilowatt (kW) d'électricité utilisée pour faire fonctionner un système de pompe géothermique permet d’obtenir de 3 à 4 kW d'énergie renouvelable tirée du sol.

Une seule PAC est généralement suffisante pour chauffer une maison ou un petit édifice commercial.

Pour leur fonctionnement, la plupart des PAC géothermiques actuelles disposent d’un capteur de sol, enterré dans le jardin à quelques dizaines de centimètres de profondeur, dans lequel un mélange d'eau et d'antigel circule en circuit fermé. La chaleur du sol est absorbée par ce fluide puis transférée dans la PAC à travers un échangeur de chaleur.

Cette faible quantité de chaleur passe par le compresseur de la pompe qui élève la pression et la température du fluide frigorigène dans le circuit primaire. Et c’est au niveau du condenseur de ce circuit que le fluide frigorigène libère sa chaleur à une température plus élevée, permettant de chauffer le fluide caloporteur du deuxième circuit, généralement l'eau nécessaire au chauffage et à l’eau chaude sanitaire.

Le fluide frigorigène continue sa boucle dans le circuit primaire, où il absorbe encore de l'énergie supplémentaire à partir du sol dans un processus continu tant que le chauffage est requis.

Avantages des PAC géothermiques

Parmi les avantages des PAC géothermiques, il y a évidemment l’aspect économique. Certes, elles utilisent de l’électricité pour leur fonctionnement mais les factures sont divisées par 3 ou par 4 par rapport aux systèmes de chauffage électrique direct.

Le coût de l’installation et le retour sur investissement dépendent de beaucoup de facteurs tels que :

  • la superficie du jardin
  • la nature du système de chauffage central domestique
  • les subventions accordées par des organismes divers
  • la géolocalisation du site à équiper

Par ailleurs, un crédit d’impôt est accordé aussi bien sur l’achat du matériel que sur le coût de la pose.

Impact environnemental

Les PAC géothermiques sont également une alternative écologique aux combustibles fossiles. Elles ne dégagent aucune émission nuisible localement et utilisent une énergie tellurique renouvelable contribuant ainsi à préserver les ressources de la planète. Si, en plus, l'électricité utilisée est elle-même obtenue d’une une source renouvelable, grâce à des panneaux photovoltaïques par exemple, ces PAC seront complètement neutres en carbone, ce qui fera bénéficier leurs propriétaires d’aides étatiques supplémentaires.

Les pompes à chaleur géothermiques produisent toujours moins de gaz à effet de serre que les climatiseurs, les chaudières à mazout et le chauffage électrique, mais les chaudières au gaz naturel peuvent être compétitives selon l'intensité des gaz à effet de serre induite par la production locale d’électricité.

D’autre part, les PAC géothermiques ne nécessitent pas d'espace de stockage de combustible, contrairement à d’autres systèmes de chauffage tels que les chaudières à fioul ou à GPL (Gaz de Pétrole Liquéfié) qui requièrent de gros réservoirs ou les chaudières à biomasse et qui nécessitent un stockage de bois ou de granulés. En outre, elles ne demandent pas un entretien particulier.

Le mécanisme de base est similaire à celui d’un réfrigérateur, avec peu de pièces mobiles ou qui tombent souvent en panne. Tout ce qu’il y a à faire est de maintenir le dispositif éloigné des feuilles et autres débris de jardin. La partie la plus coûteuse de l’appareil est le compresseur et il y a toujours une possibilité de prolonger la garantie par le biais d’un plan de garantie qui peut aller jusqu’à 30 ans.