La pompe à chaleur géothermique

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La pompe à chaleur géothermique

Comment ça marche ?

Chaque jour, notre planète capte de l'énergie solaire qu'elle emmagasine sous forme de calories dans le sol. La pompe à chaleur (PAC) géothermique extrait cette chaleur contenue dans les profondeurs du sol pour la restituer (par circulation de fluide frigorigène) à vos émetteurs de chauffage (radiateurs ou plancher chauffant). Pour y parvenir, il existe trois procédés.

  • Captage horizontal : les capteurs horizontaux sont enterrés juste en dessous de votre jardin. Ce principe de captage nécessite des travaux de terrassement, puisque le système est placé de 0,60 à 1,20 m* de profondeur, suivant votre situation géographique. Cependant, son installation requiert une surface de terrain 1,5 à 2 fois égale* à la surface habitable à chauffer.
  • Captage vertical : les capteurs verticaux sont placés dans un ou plusieurs forages, à une profondeur comprise entre 80 et 120 m.
  • Captage sur eau de nappe : des sondes verticales permettent de prélever et de réinjecter l'eau de nappe (source de chaleur).
    À noter : ce système ne peut être installé qu'en présence d'une source d'eau sous le sol (cours d'eau, nappe phréatique…)

ETAPE 1 LE CAPTAGE

Les capteurs (horizontaux ou verticaux) récupèrent la chaleur détenue dans le sol par le biais de la circulation du fluide frigorigène

ETAPE 2 L'EVAPORATION

Cette chaleur prélevée à l'extérieur est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise au niveau de l'évaporateur.

ETAPE 3 LA COMPRESSION

Le fluide frigorigène vaporisé est ensuite aspiré et comprimé par le compresseur, actionné par un moteur électrique. La compression augmente la température du fluide frigorigène.

ETAPE 4 CONDENSATION ET EMISSION

Le fluide frigorigène, sous forme de vapeur haute pression, passe ensuite à travers l'échangeur/condenseur revenant ainsi à l'état liquide. En se condensant, il cède sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage (plancher chauffant, radiateurs, ventilo-convecteurs…).

ETAPE 5 LA DETENTE

Le fluide frigorigène sous forme liquide, passe enfin à travers le détendeur, qui abaisse sa pression pour préparer sa vaporisation

De quoi ai-je besoin ?

Quel type d'émetteurs dois-je prévoir ? Radiateurs ? Plancher chauffant ?

En rénovation, il est généralement possible de conserver vos anciens radiateurs. En effet, habituellement surdimensionnés, ils peuvent être raccordés à une pompe à chaleur. Cependant, pour plus de précautions, faites appel à un spécialiste ! La chaleur captée par votre pompe à chaleur peut être diffusée à 3 types d'émetteurs :

  • le plancher chauffant / rafraîchissant,
  • les ventilo-convecteurs à eau,
  • les radiateurs basse température (fonctionnant à une température maximale de 50°C).

Qu'est-ce qu'un système d'appoint ?

Le système d'appoint est un équipement de chauffage qui prend automatiquement le relais de votre pompe à chaleur, lorsque celle-ci ne peut assurer seule, le chauffage de votre logement (généralement en périodes froides). Si ces périodes durent trop longtemps, ce relais automatique peut s'avérer plus consommateur d'énergie que prévu.

Dois-je nécessairement prévoir l'installation d'un système de chauffage d'appoint ?

Si elles sont bien dimensionnées, les pompes à chaleur géothermiques ne nécessitent pas la mise en place d'un chauffage d'appoint.

Puis-je l'intégrer dans mon installation ?

L'installation d'une PAC géothermique est-elle complexe ?

Plus complexe que l'installation d'une PAC aérothermique (air-air, air-eau). En effet, la mise en œuvre d'une PAC géothermique implique des travaux de forage ou de terrassement (pour l'implantation des capteurs dans le sous-sol de votre jardin). Ces travaux doivent répondre à des contraintes réglementaires spécifiques et être réalisés par des foreurs qualifiés. C'est pourquoi l'installation d'une PAC géothermique se fait le plus souvent, sur un projet neuf, lors de la construction d'une maison.

Avec quel type d'énergie fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

pompes à chaleur domestiques géothermiques fonctionnent le plus souvent à partir d'électricité traditionnelle.

Puis-je intégrer une PAC géothermique à mon installation de chauffage existante ?

Oui. Les pompes à chaleur géothermiques peuvent être associées aux anciennes installations du chauffage avec des radiateurs, ventilo-convecteurs à l'eau ou un plancher chauffant. Cependant, sur un plan économique, si votre installation est déjà raccordée au gaz naturel ou proche du réseau de distribution, il sera plus intéressant de remplacer votre chaudière par une chaudière à condensation.
 

Faut-il des autorisations pour faire un forage ?

Selon l'AFPAC (Association Française pour les Pompes à Chaleur), la réalisation d'un forage est régie par différents codes :

  • Le code minier (géré par les Directions Régionales de l'Industrie, de la Recherche et de l'environnement – DRIRE)
    Implique (sous réserve de réglementations locales plus strictes) :
    – la déclaration de tout forage supérieur à 10 m de profondeur
    – une autorisation (donc enquête publique avec établissement d'un document d'incidence) pour tout ouvrage supérieur à 100 m de profondeur.
  • Le code de l'environnement (loi sur l'eau)
    Concerne les cas de prélèvement d'eau (donc pas dans le cas des sondes géothermiques) et nécessite une déclaration si le prélèvement est "supérieur à 1 000 m3/an mais inférieur ou égal à 80 m3/h". Sont soumis à autorisation "tous prélèvements situés à l'intérieur du périmètre de protection rapproché d'un captage en eau potable" et / ou "si le débit prélevé est supérieur à 80 m3/h" .

À noter : Les forages sont soumis à des réglementations nationales et locales et ne peuvent être effectués que par des spécialistes (hydrogéologue agréé, Bureau de recherches géologiques et minières , bureau d'études spécialisé). Bien souvent c'est le professionnel en charge de l'installation de la PAC qui assurera ou sous-traitera le forage.

Le Coefficient de performance, qu'est-ce que c'est ?

Le Coefficient de performance (COP) d'une pompe à chaleur mesure la quantité de chaleur produite en fonction de l'énergie électrique qu'elle consomme. La plupart des PAC ont un COP situé entre 2 et 4. Ces chiffres représentent la quantité de kWh restituée pour 1 kWh d'électricité consommé.

Il existe différentes définitions de COP : un COP nominal mesuré en laboratoire et un COP moyen annuel reflétant la performance réelle de l'installation de chauffage sur une année.

Le COP nominal de la pompe à chaleur

indiqué dans le catalogue des fabricants, ce COP est valable pour un régime de températures d'essai normalisé en laboratoire. Le COP nominal reste un indicateur utile pour comparer les performances de différentes PAC entre elles, mais il ne prend pas en compte leur performance en conditions réelles d'utilisation. Par ailleurs, il ne peut servir de repère pour distinguer les performances d'une PAC de celles d'un autre système de production de chaleur. Le COP nominal est utilisé comme critère d'éligibilité à l'éco-prêt à taux zéro.

Le COP moyen annuel

ce COP indique la performance de la PAC en situation réelle sur une année entière. Il tient ainsi compte des variations de températures extérieures et des conditions d'utilisation intérieure (chauffage, refroidissement et eau chaude sanitaire). En effet, le COP de votre équipement chute quand la température de l'air extérieur baisse (dans le cas des modèles air-air ou air-eau). C'est de lui que dépend le montant de votre facture. Il est en général inférieur au COP nominal et révèle la véritable performance du système.

Le coefficient d'efficacité frigorifique ou EER (pour « Energy Efficiency Ratio ») traduit l'efficacité d'un système thermodynamique quand il produit du rafraîchissement.

Le raccordement d'une pompe à chaleur entraîne-t-il un changement du contrat électrique ?

Bien souvent, en installant une PAC, la puissance électrique de votre logement augmente. En plus du compresseur de la PAC, principal consommateur d'électricité, il faut rajouter les consommations électriques des auxiliaires (circulateur, organe de dégivrage, ventilateur, etc.)

Il faut donc envisager de modifier les conditions de votre contrat. Pour ce faire, contactez votre fournisseur d'électricité pour l'informer de votre situation. Ce dernier se rapprochera du gestionnaire de réseau (ErDF) qui se rendra à votre domicile pour procéder à l'adaptation de votre compteur électrique. Selon la configuration de votre installation électrique, il pourra être nécessaire de passer d'une alimentation électrique monophasée à triphasée (renforcement du branchement et adaptation de votre tableau électrique privatif).