PAC géothermiques

La pompe à chaleur géothermique prélève la chaleur du sol à l’aide de tubes enfouis horizontalement ou verticalement dans le sol, dénommés capteurs, et dans lesquels circule de l’eau additionnée d’antigel ou bien un fluide frigorigène, selon le type de pompe à chaleur.

En France, les PAC géothermiques les plus répandues sont celles à capteurs horizontaux, du fait de leur coût plus réduit et de leur plus grande simplicité. Les PAC géothermiques à capteurs verticaux sont souvent réservés au chauffage d’habitation ou de bureaux ne disposant pas d’un jardin suffisamment grand.

La PAC géothermique est performante quelle que soit la température extérieure, car elle puise la chaleur dans le sol, à une profondeur où la température est à peu près constante toute l’année. Davantage que géothermie, il faudrait parler de géothermie de surface. A ces niveaux de profondeur, la chaleur du sol provient essentiellement du rayonnement du soleil et des eaux de pluie. Plus d'infos ici

Différents types de capteurs des pompes à chaleur géothermiques

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  • Les capteurs enterrés sont des tubes en polyéthylène ou en cuivre gainé de polyéthylène placés dans le sous-sol. C’est grâce au fluide circulant dans ses tubes qu’est prélevée la chaleur du sol. Les capteurs sont soit horizontaux, soit verticaux. Les capteurs horizontaux contiennent de l’eau additionnée d’antigels ou un fluide frigorigène. Les capteurs verticaux, également dénommés sondes géothermiques, comprennent un modèle d’eau et d’antigel.

     

    Les capteurs horizontaux sont enfouis à faible profondeur, entre 60 cm et 1,2 mètre. La longueur totale des tubes peut atteindre plusieurs centaines de mètres. Ceux-ci sont placés en boucles distantes les unes des autres d’au moins 40 cm, afin de limiter le prélèvement de la chaleur localement et d’éviter que le sol ne gèle.

    La surface nécessaire des capteurs est en principe équivalente à 1,5 à 2 fois celle de la surface habitable à chauffer, ce qui nécessite un grand jardin, au contraire des capteurs verticaux. Ils doivent être situés à plus de deux mètres des arbres, à au moins 1,5 mètre des réseaux enterrés non hydrauliques, et à au moins trois mètres des fondations, des puits, des fosses sceptiques et des réseaux. Si la pelouse, les massifs de fleurs et les buissons ne posent pas de souci, les capteurs enterrés ne peuvent pas être situés sous une terrasse ou une construction.


  • Plus difficiles à installer que les capteurs horizontaux, les capteurs verticaux ou sondes géothermiques nécessitent un forage pouvant aller jusqu’à 80 mètres de profondeur et qui comporte deux tubes en forme de U scellés par du ciment. Souvent, il est nécessaire de réaliser plusieurs forages, qui doivent être distants d’au moins dix mètres les uns des autres. Le forage doit être réalisé par une entreprise spécialisée et il doit respecter les règles administratives relatives à la protection des sous-sols.

    A noter que les PAC géothermiques à capteurs verticaux sont nécessairement des pompes à chaleur à fluides intermédiaires.

  • PAC eau/eau

    Les pompes eau/eau sont également des pompes à chaleur géothermiques. Nécessitant un ou deux forages, elles puisent la chaleur du sous-sol dans l’eau de nappes aquifères situées entre trente et cent mètres de profondeur.

    Les systèmes à un forage rejettent l’eau de laquelle ont été prélevées les calories dans une rivière, un plan d’eau ou un réseau d’eaux pluviales, tandis que dans les systèmes à deux forages, le second forage sert à réinjecter l’eau dans la nappe. Cette dernière solution est préférable d’un point de vue écologique, mais plus coûteuse.

    Les pompes à chaleur sur eau de nappe sont rares en France, dans le sens où il est nécessaire que la nappe ait un débit suffisant et stable dans le temps et car les formalités administratives sont contraignantes.