Principe de fonctionnement  

Un système de pompe à chaleur (PAC) sur sondes géothermiques verticales (SGV), ou sur champ de sondes, consiste à faire circuler, en circuit fermé, de l’eau souvent additionnée d’antigel, dans un réseau de tubes en polyéthylène disposés à la verticale dans des forages de 100 mètres de profondeur environ. Cela permet d’échanger de l’énergie par transfert de chaleur puis de l’acheminer jusqu’à la PAC. 

En surface, la PAC permet de transférer la chaleur puisée dans le sol vers le bâtiment à chauffer (c’est le mode chauffage) ou d’injecter la chaleur en provenance du bâtiment vers le sol (c’est le mode refroidissement du bâtiment).

PAC sur champ de sondes
Pompe à chaleur sur champ de sondes © ADEME-BRGM

 

Points communs aux technologies de géothermie de surface

  • Couverture des besoins de chauffage et/ou de refroidissement et/ou d’eau chaude sanitaire avec une énergie durable (sous réserve d’émetteurs adéquats) ;
  • Adaptabilité des solutions : de la maison individuelle au quartier ;
  • Possibilité de produire du frais avec le "géocooling" (ou "freecooling" ou "rafraîchissement passif") : lorsque le besoin de froid du bâtiment est modéré, le fluide géothermal est simplement utilisé par l’échangeur de chaleur comme source de rafraîchissement, sans avoir recours à la pompe à chaleur. Cela permet un confort d’été aux performances énergétiques, écologiques et économiques exceptionnelles puisque la PAC n’est pas sollicitée ;
  • Coût global avantageux grâce à des performances énergétiques élevées ;
  • Nécessité de faire appel à des professionnels qualifiés pour étudier la faisabilité du projet (plus d’infos). Des subventions peuvent être activées à cet effet ;
  • Importance de la mise en place d’une maintenance annuelle qualifiée. Elle reste cependant simple et peu onéreuse par rapport à d’autres énergies (plus d’infos).

 

Avantages spécifiques

  • Fiabilité et performance : les retours d’expériences réelles de l’ADEME montrent que pour 1 kWh d’énergie électrique consommée par la PAC jusqu’à 5 kWh sont restitués au bâtiment en mode chauffage. C’est ce qu’on appelle le coefficient de performance (COP égal à 5 dans le cas présent) ;
  • Longévité : la durée de vie des sondes géothermiques est très longue (estimée supérieure à 50 ans) ;
  • Entretien très limité à prévoir pour les sondes géothermiques (plus d’infos).

 

Limites spécifiques

  • Coût d’investissement relativement important pour les projets d’envergure, les systèmes hybrides (avec chaudière d’appoint) peuvent être de bons compromis technico-économiques selon les sites considérés ;
  • Dimensionnement des sondes avec des outils adaptés pour garantir les performances énergétiques du système : si elles sont trop sollicitées, la température du fluide peut s’écarter significativement de la température initiale du terrain ;
  • Régime de déclaration ou d’autorisation administrative pour l’exploitation d’une PAC sur sondes géothermiques verticales, selon la zone dans laquelle elle se situe, au regard de la réglementation relative à la Géothermie de Minime Importance. Ces démarches administratives peuvent prendre quelques semaines à quelques mois (plus d’infos).

 

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