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En résumé, le chauffage par géothermie pour une maison :
- La géothermie utilise la chaleur du sol pour chauffer une maison ;
- Elle repose sur un système de captage (horizontal ou vertical) et l’installation d’une pompe à chaleur (PAC) géothermique ;
- Ses performances sont stables toute l’année, contrairement aux PAC aérothermiques ;
- L’investissement initial est élevé, mais rentable sur le long terme ;
- Des aides financières existent pour réduire le budget d’installation ;
- Une étude de faisabilité est indispensable avant de se lancer.
La PAC géothermique est-elle le meilleur choix ?
Qu’est-ce que l’exploitation de la géothermie pour une maison individuelle ?
Définition de la géothermie
L’INFO HELLIO
Pour un habitat résidentiel individuel ou collectif, l’exploitation de l’énergie géothermique est dite « géothermie de surface » car située dans des profondeurs inférieures à 200 mètres. On parle de géothermie profonde pour des centrales industrielles avec une utilisation de l’énergie géothermique pour produire du chauffage/froid par réseaux de chaleur et de l’électricité.
Le sous-sol sous vos pieds contient de l’énergie thermique exploitable pour chauffer une maison. Ce principe repose sur la géothermie, c’est-à-dire la chaleur naturellement stockée dans le sous-sol et les nappes phréatiques. Cette chaleur est produite :
- Par les rayons du soleil qui chauffent la surface du sol ;
- Par le noyau de la Terre formé par un magma de plusieurs milliers de degrés de température qui remonte dans le sous-sol à certains endroits.
Chez un particulier, capter l’énergie produite par le noyau terrestre et le soleil permet de produire de la chaleur pour le chauffage et/ou du froid pour rafraîchir un logement.
La chaleur du sous-sol est une énergie renouvelable et locale disponible à une température constante entre 12 et 16°C en France, toute la journée et toute l’année. Selon le constructeur Stiebel Eltron, il s’agit donc d’une énergie renouvelable dont l’exploitation judicieuse aide à réduire jusqu’à 80 % la consommation d’énergie par rapport à un modèle classique, et in fine de réaliser des économies d’énergie au quotidien.
Le principe de la géothermie dans une maison
Dans une maison, l’énergie géothermique est exploitée par une pompe à chaleur (PAC). Cet équipement de chauffage à énergie renouvelable permet de puiser la chaleur du sol par un système de captage, suivant différentes étapes :
- Un fluide caloporteur circule dans un réseau de capteurs enterrés dans le sol ;
- Ce fluide absorbe les calories présentes dans la terre, puis les restitue à la pompe à chaleur géothermique ;
- La PAC exploite l'énergie récupérée et la transforme en chaleur pour l'injecter dans le circuit de chauffage du logement et/ou en froid pour rafraîchir la maison.
Géothermie vs pompe à chaleur air/eau : quelle différence ?
La différence principale tient à la source d'énergie exploitée :
- Une pompe à chaleur air/eau capte les calories présentes dans l’air extérieur, soit une ressource variable soumise aux conditions climatiques et in fine moins efficace par grand froid ;
- La PAC géothermique (PAC eau-eau, PAC sol-sol, PAC sol-eau) puise l’énergie dans le sol, une énergie stable toute l’année.
En conséquence, le chauffage par géothermie est un système plus performant en moyenne que la PAC air/eau. Notons que le système est aussi plus coûteux à l’installation.
Besoin de conseils sur le chauffage par géothermie ?
Fonctionnement du chauffage par géothermie : comment ça marche ?
Un système géothermique dans un habitat individuel repose sur trois éléments :
- des capteurs enterrés ;
- un système de valorisation de la chaleur, à savoir la PAC géothermique ;
- un réseau d’émetteur de chauffage dans le logement.
Les capteurs horizontaux
Sous ce principe de fonctionnement, le liquide caloporteur (eau glycolée ou fluide frigorigène de la PAC) circule dans un réseau de capteurs implantés en serpentin à une profondeur entre 60 cm et 120 cm (source AFPG). Cette implantation en surface qui nécessite un grand terrain, est la technique de chauffage par géothermie pour maison individuelle la plus courante.
Pour une maison de 150 m2, les capteurs peuvent occuper entre 225 et 300 m2 du jardin .
Les capteurs verticaux
Les capteurs sont implantés à la verticale par forage à plusieurs centaines de mètres de profondeur (là où la température est stable). Trois techniques existent :
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Type de captage géothermique |
Principe d’implantation |
Profondeur géothermique moyenne |
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Sondes verticales |
Réseau de capteurs implantés en serpentin à la verticale |
100 m de profondeur pour une maison de 120 m2. |
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Aquathermie |
Puisage de l’énergie dans les nappes phréatiques en circuit fermé avec deux forages : l’un pour puiser l’énergie dans l’eau, l’autre pour rejeter l’eau dans la nappe phréatique |
Selon la profondeur de la nappe phréatique. |
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Corbeilles géothermiques |
Installations cylindriques implantées à la verticale |
Géothermie de surface, à moins de 10 mètres de profondeur. |
Source AFPG
Les solutions de chauffage par géothermie pour une maison individuelle
L’INFO HELLIO
L’exploitation de la géothermie permet aussi de refroidir ou rafraîchir les pièces par la technique du géocooling. L’énergie géothermique est directement exploitée par un échangeur de chaleur relié aux capteurs, puis transformée en froid pour être diffusée dans les pièces.
La PAC géothermique ne chauffe pas elle-même un logement. Le chauffage par géothermie dans une maison individuelle consiste à alimenter différents types d’émetteurs :
- un plancher chauffant hydraulique qui fonctionne à basse température (entre 30 et 40 °C) ;
- des radiateurs basse température qui constituent une alternative idéale en rénovation où ce type d’émetteur est souvent présent dans une maison ancienne ;
- des ventilo-convecteurs qui soufflent de l’air chaud / froid dans les pièces ;
- un ballon d’eau chaude relié à la PAC ou l’utilisation d’une pompe à chaleur thermodynamique pour produire de l'eau chaude sanitaire.
Vous souhaitez installer une PAC ?
Le chauffage par géothermie : avantages et inconvénients
Avant de vous lancer dans un projet de rénovation, il est conseillé de prendre connaissance des différents avantages et inconvénients du chauffage par géothermie dans votre maison individuelle :
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Avantages |
Inconvénients |
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Rendement énergétique élevé : 4 kWh de chaleur produite pour 1 kWh d’électricité consommée |
Coût d’installation élevé |
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Performances stables toute l’année : la chaleur de la terre n’est pas une énergie intermittente |
Travaux importants (forage ou terrassement) |
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Utilisation d’une énergie renouvelable et locale |
Contraintes liées au terrain |
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Réduction de la dépendance aux énergies fossiles |
Étude technique indispensable |
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Jusqu’à 80 % de réduction des factures de chauffage |
Installation plus complexe qu’une PAC air/eau |
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Confort thermique homogène |
Investissement rentable sur le long terme uniquement |
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Durée de vie élevée des capteurs de l’ordre de 20 à 25 ans en moyenne |
Quel est le budget d’un projet de géothermie pour maison individuelle ?
Prix d’une installation de chauffage par géothermie
Le prix d’une installation géothermique dépend de plusieurs facteurs : surface du logement, type de captage, nature du sol, complexité des travaux.
Budget moyen d’un chauffage par géothermie en maison individuelle
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Chauffage par géothermie horizontal |
Chauffage par géothermie vertical |
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Prix forage et installation des capteurs |
15 000 € à 20 000 € |
20 000 € à 25 000 € |
8 000 à 12 000 € |
8 000 à 12 000 € |
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Total du projet (avant déduction des aides) |
Entre 23 000 € et 32 000 € |
Entre 28 000 € et 37 000 € |
Source Construction durable
Bon à savoir : A ce coût d’installation, le budget doit inclure les frais de maintenance annuelle entre 150 et 300 € en moyenne.
Est-ce rentable ?
Le budget élevé d’un projet de chauffage par géothermie est compensé par les réelles économies réalisées sur les factures de chauffage.
Le coefficient de performance (COP) de la PAC géothermique se situe en moyenne entre 3 et 5, ce qui signifie que pour 1 kWh d’électricité consommé, l’appareil restitue entre 3 à 5 kWh de chaleur. Elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme.
En moyenne, les consommations annuelles de chauffage et d’ECS par géothermie pour un foyer sont estimées entre 300 € et 600 €, contre 800 € et 1000 € pour une PAC air-air (sources guide Ademe et Construction durable).
Quelles aides pour financer une installation géothermique ?
Plusieurs dispositifs permettent de réduire significativement le reste à charge d'un système géothermique dans l’habitat résidentiel :
- MaPrimeRénov' parcours par geste d’un montant entre 6 000 et 11 000 € sous conditions ;
- Les primes des certificats d’économies d’énergie (CEE) ;
- La TVA à taux réduit à 5,5 % ;
- La prime Coup de pouce chauffage pour une PAC géothermique ;
- L'éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) ;
- Les aides des collectivités locales.
Comment réussir une installation de géothermie ?
L’INFO HELLIO
Lors de l’étude de faisabilité, les systèmes géothermiques implantés à une profondeur supérieure à 10 m doivent faire l’objet d’une vérification de la réglementation sur la géothermie de minime importance (GMI).
La réussite d'un projet géothermique repose sur plusieurs étapes clés :
- Réaliser une étude de faisabilité par un expert géothermicien RGE (reconnu garant de l’environnement) ;
- Dimensionner le système géothermique (nombre de capteurs à prévoir, puissance de la PAC) en fonction des besoins énergétiques ;
- Choisir le bon système de captage en fonction des contraintes techniques liées au terrain (distances minimales de 2 m par rapport aux arbres, 3 m des réseaux de gaz et d’électricité, 3 m des fondations et réseaux d’évacuation des eaux usées) ;
- Faire une déclaration de travaux (système géothermique à plus de 10 m de profondeur).
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FAQ
Peut-on installer un chauffage par géothermie dans une maison ancienne (rénovation) ?
L’état de l’isolation thermique doit être vérifiée ainsi que la compatibilité des émetteurs existants (radiateurs à eau, plancher chauffant, ventilo-convecteurs). Des travaux de rénovation peuvent être nécessaires avant toute installation d’un chauffage par géothermie.
Est-ce que la géothermie consomme de l'électricité ?
Le système consomme une part minime d’électricité pour le fonctionnement de la PAC. Toutefois, le projet reste rentable avec un rapport de 4 kWh de chaleur produite pour 1 kWh d’électricité consommée.
