Enterrée en profondeur, mais très efficace: les avantages d’une pompe à chaleur géothermique

Les pompes à chaleur géothermiques utilisent la température constante des profondeurs de la terre pour produire de la chaleur. Elles peuvent être utilisées pour le chauffage ou la climatisation de votre maison ainsi que pour la production d’eau chaude. Découvrez dans quels cas une pompe à chaleur géothermique est rentable, et à quels coûts vous devez vous attendre.

Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

La pompe à chaleur géothermique exploite la chaleur naturelle de la croûte terrestre. La température de la chaleur géothermique est relativement constante et se situe entre 8 et 12 degrés Celsius. Elle ne varie que très peu au cours de l’année et est indépendante des variations saisonnières en surface. La température constante du sol permet une absorption régulière et efficace de la chaleur par la pompe à chaleur géothermique.

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique se résume grossièrement aux six étapes suivantes :

1. Prélèvement de la chaleur géothermique : la pompe à chaleur géothermique prélève la chaleur stockée dans le sol à l’aide de sondes géothermiques ou de capteurs de surface. Les sondes géothermiques sont placées dans des trous forés dans le sol, tandis que les capteurs de surface sont posés dans des tranchées peu profondes.
   
   
2. Circulation du fluide frigorigène : un fluide frigorigène spécial transite dans un système de tuyaux fermé et est acheminé à travers les sondes géothermiques ou les capteurs de surface.
   
   
3. Absorption de la chaleur du sol par le fluide frigorigène : le fluide frigorigène absorbe la chaleur stockée dans le sol. Grâce à la chaleur naturelle de ce dernier, le fluide frigorigène se réchauffe pendant son passage dans les sondes géothermiques ou les capteurs de surface.
   
   
4. Compression du fluide frigorigène : le fluide frigorigène réchauffé est dirigé vers la pompe à chaleur géothermique, où il est comprimé. Cette compression augmente considérablement la température du fluide.
   
   
5. Transfert de chaleur vers le système de chauffage : le fluide frigorigène est maintenant à haute température. La chaleur accumulée est transférée vers le système de chauffage de la maison. Cette chaleur est utilisée pour chauffer ou fournir de l’eau chaude.
   
   
6. Retour du fluide frigorigène : le fluide frigorigène refroidi retourne vers les sondes géothermiques ou les capteurs de surface, où il absorbe à nouveau de la chaleur. Le cycle recommence.

Les trois types de pompes à chaleur géothermiques

Toutes les pompes à chaleur géothermiques ne se valent pas. Dans la pratique, on distingue les trois modèles suivants: les pompes à chaleur géothermiques à capteurs de surface, les pompes à chaleur géothermiques à capteurs de tranchées circulaires et les pompes à chaleur sol-eau à sondes géothermiques.

Pompes à chaleur géothermiques avec capteurs de surface

Dans cette version, des capteurs géothermiques plats sont posés dans des tranchées faisant généralement entre 1,2 et 1,8 mètre de profondeur. Ces capteurs sont constitués d’un système de tuyaux fermés remplis d’un liquide caloporteur. Ils utilisent la chaleur accumulée dans le sol, qui est chauffée par le rayonnement solaire et les influences atmosphériques.

Pompes à chaleur géothermiques avec capteurs de tranchées circulaires

Les capteurs de tranchées circulaires sont une variante des capteurs de surface. La différence: des tuyaux formant un anneau fermé sont posés horizontalement autour du bâtiment, dans une tranchée. L’espace disponible peut ainsi être utilisé efficacement. Ici aussi, la profondeur est d’environ 1,2 à 1,8 mètre. Comme pour les capteurs de surface, les capteurs de tranchées circulaires extraient la chaleur du sol; cette dernière est ensuite utilisée par la pompe à chaleur.

Pompes à chaleur eau glycolée-eau avec sondes géothermiques

Dans cette variante, on utilise des sondes géothermiques verticales. Les sondes géothermiques sont enterrées dans le sol à une profondeur de 100 à 300 mètres et sont remplies d’un liquide caloporteur. L’avantage des sondes géothermiques est qu’il est possible de les utiliser indépendamment de la surface de terrain disponible. Les sondes géothermiques extraient la chaleur accumulée dans le sol; cette dernière est ensuite utilisée par la pompe à chaleur.

Le terme «eau glycolée» fait ici référence à un mélange d’eau et de glycol (un antigel). Les systèmes eau glycolée-eau utilisent cette eau glycolée comme moyen de transmission pour absorber la chaleur stockée dans le sol et la transmettre à la pompe à chaleur. L’eau glycolée empêche l’eau de geler dans les tuyaux à basse température, ce qui pourrait nuire à l’efficacité de la pompe à chaleur.

Quelle est la différence entre sel et eau glycolée ?

Le sel est une substance solide et cristalline, tandis que l’eau glycolée est une solution aqueuse à base de sels. En d’autres termes, l’eau glycolée est de l’eau contenant une quantité considérable de sels dissous.

Le type de pompe à chaleur géothermique idéal pour votre maison

Quand une pompe à chaleur géothermique est-elle rentable ? Chacune des trois options susmentionnées présente des avantages et des inconvénients. Les recommandations suivantes permettent de déterminer quel type de pompe à chaleur géothermique convient le mieux à votre maison.

• Pompe à chaleur géothermique avec capteurs de surface
  Recommandée pour les grands terrains avec une surface disponible suffisante
  
  Pourquoi ? Les capteurs de surface nécessitent plus d’espace en surface, mais sont moins chers à installer. Ils sont idéaux pour les zones rurales ou les jardins de grande superficie.
  
  
• Pompe à chaleur géothermique avec capteurs de tranchées circulaires
  Recommandée pour les petits terrains avec des contraintes d’espace
  
  Pourquoi ? Les capteurs de tranchées circulaires nécessitent moins de surface que les capteurs de surface tout en affichant une efficacité stable. Ils conviennent aux environnements urbains ou aux petits terrains.
  
  
• Pompe à chaleur eau glycolée-eau avec sondes géothermiques
  Recommandée pour les terrains où l’espace en surface est limité et où la profondeur de la nappe phréatique est constante.
  
  Pourquoi ? Les sondes géothermiques nécessitent des forages, comme nous l’avons déjà mentionné, mais elles sont peu encombrantes et moins sensibles aux variations météorologiques saisonnières. Elles conviennent aux environnements urbains ou aux terrains où l’espace est limité.

Combien coûte une pompe à chaleur géothermique complète ?

Les coûts d’une pompe à chaleur géothermique dépendent de différents facteurs. Les chiffres suivants ne sont donc qu’une première indication :

Une pompe à chaleur géothermique peut coûter jusqu’à 22 000 francs suisses. Les frais d’installation d’une pompe à chaleur géothermique s’élèvent au minimum à 20 000 francs. Pensez également à la différence que peut représenter le forage: les coûts de forage pour les pompes à chaleur géothermiques sont d’environ 70 à 100 francs le mètre.

Si l’on compare cela avec les coûts d’acquisition d’autres pompes à chaleur, la pompe à chaleur air-eau est l’option la plus avantageuse: les coûts d’acquisition d’une pompe à chaleur air-eau s’élèvent à environ 20 000 francs, auxquels s’ajoutent des frais d’installation d’un montant similaire.

La différence de prix entre la pompe à chaleur air-eau et la pompe à chaleur géothermique peut donc s’élever à plusieurs milliers de francs.

Les cas où une pompe à chaleur géothermique nécessite une autorisation

En Suisse, l’installation d’une pompe à chaleur avec sonde géothermique nécessite une autorisation administrative. La raison en est l’impact potentiel sur les eaux souterraines. Pour les pompes à chaleur eau glycolée-eau avec capteurs de surface ou de tranchées circulaires, aucune autorisation spéciale n’est généralement requise.

Vous pouvez bénéficier de ces subventions pour une pompe à chaleur géothermique

Dans le cadre du Programme Bâtiments, vous pouvez bénéficier de subventions plus ou moins importantes selon votre canton. Certaines communes soutiennent également financièrement les mesures d’assainissement énergétique, installation d’une pompe à chaleur comprise. Sur le portail d’information national «Francs énergie», vous pouvez obtenir des informations détaillées sur les aides disponibles dans votre commune en saisissant votre code postal. Vous trouverez également des informations sur les points de contact pour les services de conseil.