Tout ce que vous devez savoir sur la PAC Géothermique

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Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur géothermique ?

Les principales sources de chaleur renouvelables pour les habitations se trouvent en fait dans le sol. L’une des meilleures méthodes pour extraire et exploiter cette précieuse énergie est la pompe à chaleur géothermique, qui peut être utilisée pour produire de l’eau chaude et faire fonctionner des systèmes de chauffage via les radiateurs, le chauffage au seol ou en soufflant tout simplement de l’air chaud.

Cela semble être une solution simple à tous vos problèmes de chauffage, mais vous devez tenir compte d’un certain nombre d’éléments propres à cette technologie avant de vous lancer dans l’aventure de la pompe à chaleur géothermique.

Comment fonctionnent les pompes à chaleur géothermiques ?

Les pompes à chaleur géothermiques exploitent l’énergie solaire renouvelable stockée dans le sol ( pour le captage horizontal) ou la chaleur naturelle du sol à grande profondeur (la pression sous terre génère de la chaleur – cela est vrai pour les appareils à captage vertical). En mode climatisation, c’est les propriétés isolantes naturelles de la terre qui sont exploitées.

Bien que son fonctionnement soit similaire à celui d’une pompe à chaleur standard, une pompe à chaleur géothermique échange de la chaleur avec le sol plutôt qu’avec l’air extérieur. Et cela représente un gros avantage : les températures de l’air extérieur peuvent varier considérablement d’un jour à l’autre ou d’un hiver à l’autre, alors que la température à quelques dizaines de cm sous la surface de la terre reste en moyenne entre 9 et 17 degrés Celsius tout au long de l’année (selon la profondeur du captage et la température extérieure).

Les PAC aérothermique et les climatisations n’aiment pas les températures très basses ou très fortes – Pour refroidir votre maison, un système ordinaire recueille la chaleur intérieure et l’expulse à l’extérieur. Malheureusement, les températures estivales peuvent facilement atteindre 30 à 40 degrés, ce qui signifie que l’air extérieur est déjà saturé de chaleur et est moins disposé à en accepter davantage. Le processus d’échange devient donc de plus en plus difficile. Le résultat est qu’une pompe à chaleur ou un climatiseur ordinaire voit son rendement diminuer à la même mesure que votre besoin augmente.

A contrario, la chaleur de votre sol reste assez constante (environ 9°/10° à deux mètres de profondeur), même pendant les mois d’hiver, offrant donc de petites quantités de chaleur qui peuvent être amplifiées par les machines appropriées. Vous l’aurez compris ces machines; ce sont les pompes à chaleur géothermiques ! 

En termes de fonctionnement c’est assez simple :

  • De l’eau ou un réfrigérant se déplace dans une boucle de tuyaux enterrés..
  • Lorsqu’il fait froid, l’eau ou le réfrigérant se réchauffe en passant par la partie enterrée.
  • Une fois en surface, l’eau ou le réfrigérant réchauffé transfère la chaleur dans le bâtiment.
  • L’eau ou le réfrigérant se refroidit après avoir transféré sa chaleur. Il est repompé sous terre où il se réchauffe à nouveau, recommençant le processus.
  • Lors d’une journée chaude, le système peut fonctionner en sens inverse. L’eau ou le réfrigérant refroidit le bâtiment, puis est pompé sous terre où la chaleur supplémentaire est transférée au sol autour des tuyaux.

Si la chaleur produite par le sol est initialement assez faible (on parle de 9° quand même), le gaz caloporteur qui circule dans les gaines sera comprimé pour produire des températures plus élevées, car c’est justement la propriété de ces gaz de s’échauffer en cas de compression ou de se refroidir en cas de décompression. Magique non ?

Comment collecter la chaleur du sol ?  Un réseau plat peut être enterré à environ 2 m de profondeur dans votre jardin. Si vous n’avez pas de terrain, ou pas assez de terrain; un réseau vertical peut être foré à environ 100 m de profondeur.

La pertinence de cette méthode pour chauffer votre maison dépend bien sûr du rapport entre le volume à chauffer et la taille de votre jardin ou la profondeur forable de votre sol. Un réseau plus grand enterré dans le sol vous permet de produire plus de chaleur. Si l’espace est limité, il est possible de forer un trou vertical dans la terre si la géologie du coin le permet. mais attention : plus la maison est grande, plus le volume d’air circulant dans le sol doit être important, plus l’installation aura besoin d’espace ou de profondeur. Pour déterminer si le projet est réalisable, vous devrez impérativement passer par un bureau d’étude.

La pompe à chaleur géothermique capte ou dilue les calories dans le sol dont la températures est plus constante

Les avantages des pompes à chaleur géothermiques

Si vous l’utilisez pour remplacer votre chauffage conventionnel (chaudière à gaz ou fioul ou radiateurs / ballons électriques), elle peut réduire considérablement vos factures d’énergie. Le montant de vos économies dépendra du coût initial de l’installation et du type de source de combustible remplacé.

Vous pourrez peut-être bénéficier du nouveau programme gouvernemental Renewable Heat Incentive (RHI) qui récompense les ménages et les entreprises qui utilisent des sources d’énergie renouvelables.

Bien que cela dépende également du type de combustible que vous remplacez, vous pourriez réduire considérablement vos émissions de carbone et contribuer à enrayer le réchauffement de la planète.

Les pompes à chaleur géothermiques (PCG) ne nécessitent que très peu d’entretien et sont faciles à utiliser une fois installées.

Les pompes fournissent de la chaleur à des températures beaucoup plus basses que les systèmes normaux au gaz ou à l’électricité, de sorte que vous devrez peut-être les laisser fonctionner pendant de plus longues périodes.

Voici en image le principe d’une PAC Géothermique

La pompe à chaleur géothermique est-elle adaptée à ma maison ?

Il y a un certain nombre d’éléments à prendre en compte avant de se lancer dans l’installation d’une pompe à chaleur géothermique.

Tout d’abord, votre maison doit être bien isolée. Les pompes à chaleur géothermique produisent de la chaleur à des températures beaucoup plus basses que les systèmes normaux. Il est donc conseillé d’avoir une isolation suffisante du sol, des murs et des combles, ainsi que du double vitrage, pour s’assurer que toute la chaleur est conservée.

La façon dont vous allez chauffer votre maison est un autre aspect auquel vous devez réfléchir. Les pompes à chaleur géothermiques fonctionnent mieux avec un chauffage par le sol ou par air chaud qu’avec des radiateurs traditionnels.

Enfin, le sous-sol doit être approprié. Vous devez vérifier si vous pouvez faire passer des pelleteuses et des foreuses dans le jardin et vous renseigner sur la nature du sol. Par exemple, s’il y a beaucoup de roches sous la couche initiale du sol, un forage vertical ne sera peut-être pas utile.

Coût et retour sur investissement d’une pompe à chaleur géothermique

Les pompes à chaleur géothermiques sont encore relativement chères et vous ne commencerez à voir un retour sur investissement qu’après une dizaine d’années. En moyenne, vous dépenserez environ 14 à 18 000 € pour une installation. Vous devrez toujours payer l’électricité pour faire fonctionner la pompe et les économies réalisées dépendront d’un certain nombre de facteurs, notamment votre méthode de chauffage actuelle et donc le coût que vous supportez actuellement (qui sera donc mis en rapport avec le coût d’exploitation de la pompe à chaleur). Néanmoins, sachez qu’elles  permettent de réaliser jusqu’à 72 % d’économies sur les coûts de chauffage et de climatisation selon le système qu’elles sont appelés à remplacer.Alors si votre maison actuelle est un gouffre thermique, la PAC géothermique est une bonne solution.Notez que pour dimensionner votre projet et calculer sa durée d’amortissement, vous devrez faire appel à un bureau d’étude. 

Types de pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques peuvent utiliser la chaleur de l’eau et de la terre, et il en existe plusieurs types. Un système en circuit fermé est le plus courant, il utilise un mélange d’eau et d’antigel. Un système en circuit ouvert utilise l’eau des environs (un lac par exemple), mais celle-ci doit répondre à certaines exigences, notamment une faible teneur en chlore et une profondeur suffisante pour maintenir un bon niveau de température en hiver..

PAC sol-eau en captage horizontal en circuit fermé ou ouvert : généralement enterrée à plat à environ 1 m à 2 m de profondeur dans un jardin d’une taille au moins équivalente à celle de la surface à chauffer..

PAC géothermique en captage vertical :  installation verticale qui peut être forée jusqu’à 100 m de profondeur dans le sol. Très efficace en hiver car à cette profondeur la terre est plus chaude qu’a 2 mètres. 

PAC en captage vertical dans la nappe phréatique : obligatoirement en circuit fermé. L’idée est de capter la chaleur de l’eau souterraine via un circuit fermé à base d’eau glycolée. Ce système restitue les calories pour produire de l’eau chaude.

PAC eau/eau (WSHP) : Si vous avez un lac ou un grand étang à proximité vous pouvez y puiser les calories de la même manière qu’une pompe à chaleur géothermique sol/eau, mais dans l’eau plutôt que dans la terre..

Comment installe t-on une pompe à chaleur Géothermique ?

L’installation d’une pompe à chaleur géothermique nécessite des travaux importants, et nécessite un permis de construire. Les ouvriers et les pelleteuses devront pouvoir accéder à la zone où vous allez faire installer la pompe à chaleur. La première chose que vous devez considérer, et qui peut augmenter le coût de votre conversion à une pompe à chaleur, est de savoir si votre maison est prête pour cela – avez-vous installé le bon système de chauffage et votre propriété est-elle suffisamment isolée ?

La pompe à chaleur géothermique est la solution de chauffage / clim la plus écologique

Les systèmes géothermiques sont reconnus comme la technologie de chauffage et de climatisation la plus écologique, la plus rentable et la plus efficace sur le plan énergétique. Les pompes à chaleur géothermiques permettent aux fournisseurs d’électricité de réduire considérablement leurs pics de consommation qu’ils absorbent généralement en rallumant de vieilles centrales thermiques, en complément de nos centrales nucléaires.

En conséquence, ces systèmes minimisent les menaces de pluies acides, de pollution de l’air, d’effet de serre et de réchauffement de la planète.

Une étude américaine, (la ou l’énergie est souvent produite à base de charbon) montre que l’installation d’une seule unité géothermique équivaut, sur le plan environnemental, à planter 750 arbres ou à retirer 150 voitures de la circulation. Au Royaume Unis, une autre étude a déterminé qu’une pompe à chaleur géothermique en remplacement de radiateurs électriques pour une maison de 120m² engendre une économie de 9 tonnes de charbon par an dans les centrales électriques. 

Pour la France, je ne sais pas combien de centaine de milliard d’atomes d’uranium une telle maison pourrait économiser… Mais je suis sûr d’une chose : la sobriété est toujours une bonne nouvelle pour la planète !

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