Pompe à chaleur géothermique : le guide complet

La pompe à chaleur géothermique puise l’énergie du sol grâce à des capteurs enfouis dans la terre. L’appareil distribue ensuite cette chaleur naturelle dans vos radiateurs et votre système de production d’eau chaude sanitaire. Écologique et économique à l’usage, la PAC géothermique vous permet de réduire le montant de vos factures, de préserver les ressources environnementales et d’améliorer votre confort quotidien. Quels sont les différents systèmes commercialisés actuellement ? Quels sont les avantages, les inconvénients et le budget à prévoir pour s’équiper ? Hellio fait le point sur la question.

Quel type de PAC choisir selon mon budget ?

Zoom sur le marché de la PAC géothermique

Alors que le coût de l’énergie menace leur pouvoir d’achat, les Français et les Françaises recherchent des solutions économiques pour se chauffer. Idéalement, en limitant l’impact sur l’environnement, alors que le chauffage des bâtiments représente une part importante des rejets de CO₂. Dans ce contexte, la géothermie gagne en popularité.

Un système écologique et économique

La hausse du prix des énergies fossiles et la lutte contre le réchauffement climatique sont aujourd’hui au cœur des préoccupations.

La Loi interdit même désormais l’installation de nouvelles chaudières au fioul domestique, et même au gaz dans le parc de logements neufs. Les ménages doivent donc se tourner vers un mode de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire moins énergivore et moins émetteur de gaz à effet de serre (GES).

Dans ce contexte, la pompe à chaleur géothermique apparaît comme une solution à privilégier. Alternative à la chaudière au fuel ou gaz naturel, c’est en effet un système à la fois écologique et économique à l’usage.

La PAC géothermique utilise une énergie renouvelable et naturellement présente : la chaleur qui se trouve sous la surface de la Terre, dans le sol.

La géothermie en France et en Europe

La géothermie gagne en popularité, un peu partout au sein de l’Union européenne.

Selon les chiffres EurObserv’ER 2018, c’est en Suède qu'il se vend le plus de PAC géothermiques.

L’Allemagne et la Finlande arrivent respectivement en deuxième et troisième place de ce classement.

En 2022, les ventes de pompes à chaleur géothermiques ont augmenté de seulement 1 % par rapport à l’année précédente. Le volume reste faible, avec 3 260 unités écoulées. Un chiffre bien moins élevé qu’il y a 10-15 ans. Loin derrière les PAC air-eau par exemple (341 750 ventes en 2022).

Quels prix pour une PAC géothermique ?

Selon l’Ademe, les travaux de pose et de captage nécessaires à l’installation d’une PAC géothermique se chiffrent entre 13 000 et 19 000 € TTC, dont environ 10 000 € pour le seul achat de la PAC. Ces données datent de 2017 ; toutefois, les prix ont peu évolué depuis, comme le montre l'étude du marché par Observ'ER en 2022. Logiquement, les modèles les plus puissants — 10 à 12 kWth — sont plus chers que ceux de 7 à 8 kWth.

Le prix du chantier de captage est plus ou moins onéreux selon différents facteurs comme la nature du sol, ou encore la profondeur du forage nécessaire au bon fonctionnement du dispositif.

Lire l'article complet sur le prix de la PAC géothermique

Plus d’informations sur les PAC géothermiques ?

Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

La PAC géothermique exploite tout simplement la chaleur stockée sous la terre, c'est-à-dire dans le sol ou dans les nappes phréatiques. Ensuite, cette énergie est injectée dans le circuit de chauffage ou d’eau chaude sanitaire du logement.

Les capteurs sont placés plus ou moins profondément dans le sol selon sa nature et le type de PAC géothermique choisi.

La PAC sol/sol

Aussi appelée PAC à détente directe, la PAC sol/sol est la plus simple et la moins chère des PAC géothermiques à l’achat. L’appareil fonctionne grâce à un fluide frigorigène qui transporte la chaleur en suivant des cycles qui alternent évaporation et condensation.

La PAC sol/sol se destine exclusivement à chauffer le sol, grâce à un condensateur placé dans la dalle béton. Inconvénients : ce système n’est pas réversible et il n’est possible que si le système de captage est horizontal.

La PAC sol/eau

Ce type de PAC, parfois appelé « procédé mixte », fonctionne également grâce à un fluide qui transfère la chaleur du sol vers l’eau d’un circuit de chauffage. Avantage de ces PAC : elles s’adaptent au chauffage au sol, mais aussi à un circuit de radiateurs ou de ventilo-convecteurs.

Toutefois, au même titre que les modèles sol/sol, les sol/eau ne fonctionnent qu’avec un captage horizontal et ne sont pas réversibles.

La PAC eau glycolée/eau

Cette PAC dite « à fluide intermédiaire » se compose d’un échangeur thermique à condensation et d’un échangeur thermique à évaporation. Les capteurs contiennent quant à eux de l’eau dite « glycolée » . C’est une eau qui contient du glycol, pour que le liquide ne gèle pas durant l’hiver.

La PAC eau glycolée/eau peut fonctionner avec un système de captage horizontal ou vertical. Elle s’adapte donc à de plus nombreuses configurations de terrain qu’un équipement sol/eau ou sol/sol. De plus, cette PAC peut alimenter un plus grand choix d’appareils. Enfin, elle est souvent dotée d’une fonction « freecooling ». Ce système permet d’exploiter la fraîcheur du sol pour rafraîchir les habitations pendant l’été, en consommant peu d’énergie. Reste toutefois un inconvénient : le prix, plus haut que celui des deux précédentes.

La PAC eau-eau

Cette PAC est spécialement conçue pour exploiter la chaleur de l’eau des nappes phréatiques. Elle fonctionne grâce à des capteurs placés verticalement dans le sol.

En pratique, l’eau est tout d’abord pompée dans un premier puits. Ensuite, elle est envoyée à l’évaporateur qui récupère la chaleur. Enfin, l’eau retourne dans le sol par un second puits dit « de refoulement ».

C’est un système à haut rendement, puisque la température de l’eau des sous-sols est constante. De plus, on peut utiliser l’eau pompée pour d’autres usages domestiques comme l’arrosage, la chasse d’eau ou la machine à laver. Compacte, cette PAC n’a pas besoin de grands espaces pour être posée.

Mais l’installation de cette PAC nécessite de creuser deux puits : l’un dédié au pompage de l’eau et l’autre, à son évacuation. Bien que ce soit la plus performante, cette PAC est donc, sans surprise, la plus chère de toutes.

Quels sont les avantages de la pompe à chaleur géothermique ?

La PAC géothermique est un appareil écologique et économique à l’usage. C’est actuellement l’un des systèmes les plus performants du marché.

PAC géothermique : un appareil écologique

Les PAC géothermiques utilisent une énergie propre et renouvelable : la chaleur souterraine. Cette énergie présente partout est disponible 24 h sur 24.

Pour fonctionner, cette PAC ne nécessite pas de combustion et ne génère pas de déchets. C’est donc une solution particulièrement écologique, à partir du moment où l’électricité utilisée provient de sources à faible empreinte carbone.

Lorsqu’elle est correctement dimensionnée pour l’habitation et la région, la pompe à chaleur en géothermie ne consomme qu’un peu d’électricité.

Pratique et compacte

Puisque l’appareil fonctionne sans combustion, les utilisateurs n’ont pas besoin de stocker de combustible ou de placer un conduit spécifique dans les murs de leur habitation.

C’est également une pompe à chaleur plus compacte que d’autres et donc, moins encombrante. Ainsi, elle trouve plus facilement sa place dans les habitations, dans un garage ou dans une arrière-cuisine par exemple.

Plus performante qu’une PAC aérothermique

Les PAC à géothermie sont les plus performantes de toutes.

Alors que les rendements des PAC aérothermiques ont tendance à se dégrader lorsque les températures extérieures s’abaissent trop, les rendements des PAC à géothermie sont stables toute l’année. La température du sous-sol est en effet constante, quelle que soit la saison.

D’autre part, ne comportant pas de ventilateur, ce module est plus silencieux. Ce qui limite les nuisances pour les habitants comme pour le voisinage.

Enfin, le module PAC est en général placé à l’intérieur des habitations. Il n’est donc pas soumis au gel ou aux intempéries. Sa durée de vie est ainsi optimisée.

Une PAC très économique à l’usage

Les systèmes géothermiques sont particulièrement économiques à l’usage. Ils consomment en effet 70 à 80 % de moins que leurs équivalents conventionnels pour le chauffage, le froid et l’eau chaude sanitaire, selon le fabricant Stiebel Eltron.

Ces performances permettent aux utilisateurs de réaliser d’importantes économies sur leurs factures d’électricité. Selon les habitudes de consommation, Stiebel Eltron précise que la période d’amortissement économique d’une pompe à chaleur géothermique est comprise entre 5 et 7 ans.

Vous souhaitez installer une PAC ?

Quels sont les inconvénients de la pompe à chaleur géothermique ?

Inconvénient majeur des PAC géothermiques : elles restent chères à l’achat. De plus, dans certains cas, leur installation peut se révéler techniquement impossible…

Un coût d’achat élevé

Si ces pompes à chaleur sont les plus performantes de toutes, ce sont aussi les plus chères. En effet, les opérations de forage rendent l'installation plus coûteuse. S’il faut forer très profondément ou s’il faut creuser plusieurs puits, le coût de l’installation sera d’autant plus élevé.

Pas totalement autonomes

En accord avec l’enjeu climatique de sobriété énergétique, les PAC géothermiques ne sont toutefois pas autonomes à 100 %. Elles ont besoin, en effet, d’un générateur électrique pour fonctionner.

Pas adaptable à tous les terrains

Si vous souhaitez opter pour une PAC géothermique, vous devez effectuer au préalable une étude de faisabilité.

Car il n’est pas toujours possible de creuser le sol suffisamment en profondeur. Par exemple, les sols rocheux rendent l’opération plus complexe, voire impossible. Ce type de sol est en effet plus difficile à forer et restitue moins bien la chaleur qu’un sol argileux.

Combien coûte une pompe à chaleur géothermique avec les aides disponibles ?

Coûteux à l’achat, mais écologique et économe en énergie, le système des PAC géothermiques bénéficie d’aides à l’installation relativement généreuses.

De quoi réduire potentiellement le coût de l’installation de plusieurs centaines, voire de plusieurs milliers d’euros selon les cas.

MaPrimeRénov’

L’aide MaPrimeRénov’ accordée pour la pose d’une PAC à géothermie s’échelonne entre 4 000 et 10 000 € selon les revenus.

Seule la catégorie MaPrimeRénov’ Rose, qui réunit les ménages aux revenus les plus aisés, n’est pas éligible à cette aide. Le logement doit avoir 15 ans minimum.

Les primes CEE (Certificats d’Économies d’Énergie)

L’État a donné des objectifs de réduction de la consommation énergétique et des émissions de gaz à effet de serre aux fournisseurs d’énergie.

EDF, TotalEnergies ou encore Leclerc et Carrefour proposent donc — en contrepartie de la réalisation de travaux d’économies d’énergie, tels que la pose d’une pompe à chaleur géothermique eau/eau — le versement d’une prime CEE.

Le montant de cette prime varie selon plusieurs critères : efficacité énergétique saisonnière, zone climatique ou encore surface chauffée.

Cumulable avec MaPrimeRénov’, la prime CEE peut potentiellement s’élever à plusieurs milliers d’euros. Le total de la somme ne peut pas couvrir plus de 90 % de la dépense éligible, pour les ménages en situation de précarité énergétique. Autrement dit, un reste à charge est obligatoire.

Ce qui réduit d’autant le budget nécessaire à l’installation de votre PAC géothermique.

Le Coup de pouce Chauffage pour une PAC eau/eau

Depuis le 1^er mars 2023, tous les ménages ont droit à une prime d'au moins 5 000 €, pour remplacer leur système de chauffage au gaz, charbon ou fioul par une pompe à chaleur eau-eau. Le logement doit avoir minimum 2 ans.

Éco-prêt à taux zéro

Ce prêt sans intérêts à rembourser vous permet de financer des travaux de rénovation énergétique dans votre logement. Son montant maximal est de 50 000 € pour un bouquet de travaux, et 15 000 € pour la seule pose d’une pompe à chaleur.

Vous pouvez l’obtenir si vous êtes propriétaire d’un logement construit depuis au moins 2 ans. L’éco-PTZ est octroyé sans condition de revenus.

Vous devez toutefois faire impérativement appel à une entreprise RGE (reconnue garant de l’environnement) pour les travaux.

TVA au taux réduit de 5,5 %

La pose d’une PAC géothermique est éligible à la TVA réduite à 5,5 %. Un taux qui s’applique directement sur le devis.

Aides des collectivités

Communes, départements et régions peuvent selon les cas proposer des aides à l’installation d’une PAC géothermique dans votre logement. Pour en savoir plus, contactez votre mairie ou conseil départemental.

Quelles sont les démarches pour obtenir de l'aide ?

Les étapes de l’installation d’une pompe à chaleur géothermique

La pose d’une pompe à chaleur à géothermie est une opération technique délicate. Cette installation s’effectue en plusieurs étapes.

1- L’étude technique préalable

Avant d’installer une PAC à géothermie, vous devez vous assurer que toutes les conditions techniques sont réunies. Une étude technique préalable est donc indispensable, par un expert qualifié.

Cette étude détermine vos besoins en tenant compte de très nombreux critères. Parmi eux : la région où vous résidez, les caractéristiques de l’habitation, les émetteurs de chaleur actuels ou à installer, ainsi que l’ampleur des travaux à réaliser.

2- Forage ou terrassement et installation des capteurs

Si l’étude technique confirme la faisabilité du projet, les travaux peuvent alors démarrer. Première étape : creuser le sol pour y implanter les capteurs.

La nature et l’ampleur des travaux diffèrent selon le mode de captage choisi : horizontal ou vertical.

Captage horizontal

Cette installation nécessite des travaux de terrassement pour enterrer les tubes. La chaleur est puisée sur une profondeur comprise entre 60 cm et 1,20 m (source : conseils-thermiques.org).

En pratique, le terrain doit être 1,5 à 2 fois supérieur à la surface habitable de la maison.

Pour fournir une quantité d’énergie suffisante, il faut donc disposer de suffisamment d’espace.

Captage vertical

Ce chantier est recommandé pour les terrains de petite taille, où le captage horizontal est impossible.

Les capteurs peuvent être enfouis à une profondeur allant jusqu’à 100 mètres, là où les effets des changements de température extérieure ne se font presque pas sentir…

3- La pose et le raccordement de la PAC

Une fois les travaux de forage ou de terrassement terminés, il est temps d’installer la PAC, de préférence, dans un endroit hors gel.

Puis, les professionnels se chargent de raccorder les émetteurs de chaleur et le ballon d’eau chaude sanitaire compatibles.

Ensuite, le fluide frigorigène est injecté dans la boucle de capteurs.

Enfin, la PAC est reliée au tableau électrique, les sondes de régulation sont installées et la PAC peut être mise en service.

Chaleur géothermique : comment entretenir cette PAC ?

Étant donné que la PAC géothermique fonctionne sans combustion, le budget d’entretien de cet équipement est inférieur aux installations d’énergie traditionnelle.

Un contrôle annuel est toutefois obligatoire pour « les systèmes thermodynamiques dont la puissance nominale est supérieure ou égale à 4 kW et inférieure ou égale à 70 kW » (décret du 28 juillet 2020).

Cette opération consiste principalement à s’assurer que le liquide caloporteur ne fuit pas. C’est en effet un fluide dangereux pour l’environnement et pour la santé. Lors de ce contrôle, le technicien vérifie également l’état général de la PAC et de ses composants.

Selon le site iDmaison, le contrat d’entretien obligatoire vous coûtera en moyenne entre 150 et 350 € par an.

Vos factures d’énergie s’envolent ?