zoom sur les pompes à chaleur géothermiques

Des technologies efficaces pour se chauffer grâce à la chaleur du sol.

Comment ça marche ? Les pompes à chaleur géothermiques récupèrent de la chaleur dans le sol ou l'eau des nappes phréatiques grâce à des capteurs, des sondes ou des forages, horizontaux ou verticaux, dans lesquels circulent des fluides.

Une énergie inépuisable et fiable : la chaleur contenue dans le sol est inépuisable, et ce, quelles que soient les conditions climatiques et les variations saisonnières. En effet, au-delà de 10 m de profondeur environ, la température reste constante, entre 10 et 16°C selon l'altitude et la localisation en France.

Comment fonctionnent les capteurs horizontaux ?

Des tubes sont enterrés à environ 20 cm sous le point de gelée de la région, c'est-à-dire à une profondeur d'au moins 80 cm. Dans ces tubes circuleront des fluides qui absorberont la chaleur du sol pour la restituer dans le logement.

2 techniques sont possibles :
• un fluide circule dans des capteurs en cuivre vers la pompe à chaleur, qui le fait ensuite circuler dans le logement,
• de l'eau glycolée circule dans des capteurs en polyuréthane. Ces capteurs ne sont pas reliés directement au circuit de chauffage. La pompe à chaleur permet de transférer la chaleur des capteurs vers le fluide qui circule dans le logement.

On estime la surface de capteurs nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. Pour une maison de 150 m carrés, le capteur occupera entre 225 et 300 m carrés de jardin.

Avantages :
• l'installation de capteurs horizontaux est adaptée aux climats rigoureux. Elle est moins coûteuse que celle de capteurs verticaux,
• cette configuration vous permet également de rafraîchir votre maison si le fluide frigorigène circule en circuit fermé dans les capteurs, la pompe et les émetteurs de chaleur.

Points de vigilance :
• la surface au-dessus du capteur doit être perméable (pas de terrasse ou de construction) et ne doit pas être traversée par des réseaux d'eau en raison du risque de gel,
• les capteurs doivent se trouver à plus de 2 m des arbres, à au moins 1,5 m des réseaux enterrés et à 3 m minimum des fondations, puits, fosses septiques et réseaux d'évacuation,
• le terrain ne doit pas être trop pentu,
• dans un sol rocheux ou argileux, il est préférable d'installer les capteurs sur un lit de sable.

Comment fonctionnent les capteurs verticaux ?

Pour chauffer une maison (environ 120 m carrés), 2 sondes géothermiques verticales constituées de tubes en polyéthylène haute densité (PEHD) sont enfoncées dans le sol à environ 70 m de profondeur chacune et distantes d'au moins 10 m (ou une seule sonde 140 m).

Avantages :
• l'emprise au sol est faible par rapport à celle des capteurs horizontaux,
• le captage vertical est adapté aux climats rigoureux,
• le rafraîchissement du logement est possible (et notamment le géocooling si les émetteurs du système de chauffage sont adaptés).

Points de vigilance :
• la réalisation du forage exige peu de place mais une bonne accessibilité pour permettre aux engins de forage d'accéder au terrain,
• vous devez faire appel à une entreprise de forage qualifiée,
• vous devez respecter des procédures administratives (en particulier la déclaration des forages),
• le forage est assez coûteux.

Comment fonctionnent les corbeilles et murs géothermiques ?

Ce système fonctionne grâce à des échangeurs compacts enterrés à faible profondeur, c'est-à-dire à moins de 10 m. Les besoins d'une maison individuelle peuvent nécessiter la mise en place de 5 à 10 corbeilles, ou de 1 à 2 murs qui peuvent être superposés.

Avantages :
• ces échangeurs représentent une alternative intéressante aux capteurs enterrés horizontaux en termes de surface nécessaire et aux capteurs enterrés verticaux car leur moindre profondeur évite un forage coûteux,
• les échangeurs compacts sont adaptés aux climats rigoureux,
• le rafraîchissement du logement est possible notamment grâce au géocooling, si les émetteurs du système de chauffage sont adaptés,
• les procédures réglementaires sont plus simples que pour les forages sur nappe et sondes. En effet, les objets enterrés à moins de 10 m ne sont pas soumis au Code Minier,
• de nombreux professionnels, comme des terrassiers, peuvent mettre en œuvre cette technique,
• les coûts par échangeur sont de l'ordre de 1 000 à 1 500 € par kW selon les échangeurs retenus.

Point de vigilance : lors de la mise en place des échangeurs compacts, une distance suffisante entre eux doit être respectée afin d'éviter tout risque de gel du sol.

Comment fonctionne le captage sur nappe phréatique ?

Ce système fonctionne avec 2 forages qui permettent de faire fonctionner 2 réseaux de circulation de l'eau. Le premier récupère l'eau de la nappe. L'eau circule jusqu'à la pompe à chaleur qui récupère la chaleur. L'eau refroidie est ensuite renvoyée vers la nappe par le second réseau. On appelle aussi cette solution l'aquathermie.

Avantage : la température de l'eau de la nappe est très stable. La quantité de chaleur récupérée est donc stable quelles que soient les conditions climatiques.

Points de vigilance :
• ce type de forage est soumis à des réglementations. Par conséquent, des démarches administratives sont à entreprendre, notamment une déclaration en mairie,
• la nappe doit avoir un débit suffisant (1 à 3 m cube par heure) pour qu'une chaleur suffisante puisse être récupérée.

Les capteurs géothermiques installés dans le sol laissent votre jardin disponible, sans équipement visible à l'extérieur