Votre pompe à chaleur géothermique vous permet de récupérer la chaleur présente dans le sol par un système de tubes enterrés. Dans un système à capteurs verticaux, votre pompe à chaleur nécessite plusieurs forages où les tubes s’enfoncent jusqu’à 50-100 mètres de profondeur. La pompe à chaleur géothermique avec capteurs verticaux, très développée dans certains pays étrangers, commence à gagner du terrain en France en raison de ses performances très élevées.

Efficience Energétique vous aide à comprendre les pompes à chaleur (PAC) géothermiques à capteurs verticaux enterrés en trois étapes:
- comment fonctionne une pompe à chaleur (PAC) géothermique à capteurs verticaux enterrés (1) ?
- quels sont les avantages des pompes à chaleur (PAC) géothermique de ce type (2) ?
- quels sont leurs inconvénients et contraintes (3) ?

 

1) Le fonctionnement des pompes à chaleur géothermique à capteurs verticaux enterrés?

La pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux permet le captage par un circuit hydraulique de la chaleur présente dans le sol de votre maison. Ce type de pompe à chaleur nécessite le plus souvent des sondes d'un diamètre variable, formant un U, ou un double U. Les capteurs verticaux de la pompe à chaleur sont des tubes en polyéthylène circulant dans un forage de 11 à 16,5 cm de diamètre. Une fois la sonde insérée dans le forage, le forage est rempli de matériaux permettant de stabiliser sa forme (ciment, bentonite, gravier, sable fin). La pompe à chaleur extraie de 30 à 50 W par mètre de de sonde. Les calories prélevées dans le sol sont transmises au système de chauffage de la maison, pouvant assurer 100% des besoins en chauffage si l'isolation du logement est excellente.
Pompe à chaleur à capteurs verticaux enterrés
Trois systèmes différents de pompes à chaleur géothermiques existent:

  • Pour les pompes à chaleur (PAC) à capteurs verticaux enterrés, un seul système existe. Il s'agit du système des pompes à chaleur eau glycolée/eau est composé de trois circuits différents: le circuit du sol (de l'eau glycolée anti-gel qui capte les calories), le circuit du chauffage de la maison (à eau qui circule dans les radiateurs de la maison), et le circuit intermédiaire de la pompe à chaleur elle-même, qui transfère la chaleur entre les deux grâce aux changements d'état (gazeux puis liquides) du fluide frigorigène.

  • Le système des pompes à chaleur sol/eau est composé de deux circuits différents: le circuit du liquide frigorigène qui circule dans le sol et change d'état pour transférer ses calories au deuxième circuit, celui du chauffage à eau de la maison. Les systèmes sol/eau ne sont compatibles qu'avec les pompes à chaleur géothermique à capteurs horizontaux.

  • Le système des pompes à chaleur sol/sol ne présente qu'un seul circuit: un fluide frigorigène circule dans le sol, dans les différents éléments de la pompes à chaleur (compresseur, détendeur) et dans le système de chauffage de la maison. Comme ce n'est pas de l'eau classique qui circule dans le système de chauffage, il n'est pas possible d'utiliser votre installation antérieure de chauffage, ni d'utiliser une autre chaudière pour l'alimenter en eau chaude. Les systèmes sol/sol ne sont adaptés que pour les pompes à chaleur géothermiques à capteurs horizontaux.

     

2) Les avantages des pompes à chaleur (PAC) géothermiques à capteurs verticaux enterrés

  • La pompe à chaleur (PAC) géothermique à capteurs verticaux enterrés présente l'avantage d'avoir une performance élevée et assez régulière tout au long de l'année. En effet, en-dessous de 15m de profondeur, le sol est toute l'année à 10°C. Le coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur est donc relativement insensible à la température ambiante extérieure et supérieur aux pompes à chaleur géothermiques à capteurs horizontaux. Le COP de votre pompe à chaleur (PAC) à capteurs verticaux devrait tourner autour de 4: pour 1 kWh d'électricité consommée par la pompe à chaleur, 4 kWh de chaleur sont créés.

  • La pompe à chaleur (PAC) géothermique à capteurs verticaux enterrés a une emprise au sol réduite, en comparaison de la pompe à chaleur (PAC) géothermique à capteurs horizontaux. Vous n'avez donc pas besoin d'un grand terrain pour vous en équiper: vous devez simplement avoir un peu d'espace pour creuser le forage.

 

 

3) Les inconvénients/contraintes des pompes à chaleur (PAC) géothermiques à capteurs verticaux enterrés

  • Le coût du forage pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux est réel et vient rendre l'installation assez onéreuse. Le forage doit être de grande qualité pour être opérationnel le plus longtemps possible et résister au temps. Le Bureau de Recherches Géologiques et Minières (BRGM) peut fournir la liste de professionnels du forage.

  • L'installation d'une pompe à chaleur à capteurs verticaux nécessite avant tout de se rapprocher de votre préfecture départementale ou de la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement (DRIRE) de votre région. Il vous faudra en effet obtenir une autorisation administrative pour réaliser le forage et vous équiper de cette pompe à chaleur.