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PAC à aérothermie ou géothermie : quels modes de fonctionnement ?

Les pompes à chaleur aérothermiques et géothermiques permettent de générer de la chaleur en allant capter une énergie renouvelable dans leur environnement. La PAC aérothermique exploite les calories de l’air extérieur, alors que la PAC géothermique les puise dans le sol.

Utilisées pour chauffer l’intérieur d’une maison, ces sources de chaleur permettent de réaliser de belles économies sur les factures énergétiques. En effet, ces énergies sont gratuites et illimitées.

Pompe à chaleur aérothermique : le principe de fonctionnement

Il existe deux types de PAC aérothermiques : les pompes à chaleur air-air et air-eau. Les deux systèmes fonctionnent de la même manière : une unité extérieure se charge de capter les calories de l’air et une unité intérieure les distribue dans la maison. Un fluide caloporteur stocke et fait circuler la chaleur entre les deux équipements.

Quelle différence de fonctionnement entre les pompes à chaleur air-air et air-eau ?

Les deux types de PAC aérothermiques se différencient sur un point : le système de diffusion. La pompe à chaleur air-air se sert d’un ventilo-convecteur pour transmettre la chaleur à l’intérieur. La PAC air-eau, elle, utilise un condenseur afin d’injecter les calories dans le circuit de chauffage à eau déjà présent. La chaleur se diffuse ensuite via des émetteurs tels que des radiateurs à eau ou un plancher chauffant.

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique

La PAC géothermique récupère les calories du sol pour les transmettre à l’intérieur du logement. Plusieurs capteurs souterrains absorbent la chaleur, qui est ensuite transmise à un fluide frigorigène. Celui-ci se déplace dans un circuit jusqu’au compresseur. Chaud et mis sous pression, le liquide passe à l’état gazeux et libère les calories dans le système de chauffage. Un détendeur fait ensuite chuter la pression, transformant à nouveau le fluide en liquide.

Quelles conditions sont requises pour installer ces pompes à chaleur ?

Les conditions d’installation de ces deux pompes à chaleur sont assez inégales. La PAC aérothermique ne présente quasiment aucune difficulté d’installation. Il suffit de posséder un espace extérieur aéré. Pour la pompe à chaleur air-eau, la seule condition est de disposer d’un chauffage central afin de diffuser la chaleur.

La géothermie requiert des travaux d’installation plus importants. Selon la méthode de captation choisie (verticale ou horizontale), il vous faudra creuser à une profondeur comprise entre un et plusieurs dizaines de mètres. Par ailleurs, la nature du terrain doit être adaptée au système : peu pentu, grand (au moins 1,5 fois la surface de la maison à chauffer), ni rocailleux, ni argileux. Enfin, l’installation d’un capteur vertical nécessite une autorisation de la mairie.

Géothermie ou aérothermie : combien coûte leur installation ?

Plus complexes, les travaux d’installation pour une PAC géothermique sont plus coûteux. En moyenne, le prix d’une telle intervention se situe entre 13 000 et 20 000 €. Moins chère, l’installation de la PAC aérothermique est généralement comprise entre 10 000 € et 15 000 €.

Bon à savoir :

Les pompes à chaleur sont des systèmes de chauffage vertueux pour l’environnement. Ainsi, l’État propose diverses aides financières afin d’en réduire le coût et d’encourager, de fait, les économies d’énergie.

Les coûts d’utilisation des PAC aérothermique et géothermique

De manière générale, les pompes à chaleur consomment 3 à 5 fois moins d’énergie que les systèmes de chauffage classiques. Pour rendre compte de la performance d’une pompe à chaleur, on se réfère à son coefficient de performance, également appelé COP. Cet indicateur exprime le quotient de la chaleur produite par le travail fourni. Autrement dit, il exprime la quantité d’énergie produite en fonction de celle consommée par la PAC pour fonctionner.

Ainsi, la pompe à chaleur air-air dispose d’un COP situé entre 2 et 3. Pour 1 kWh consommé, elle produit donc de 2 à 3 kWh. Le COP de la PAC air-eau est compris entre 3 et 4, alors que celui de la PAC géothermique peut atteindre 5, sans jamais descendre en dessous de 3.

Performances des PAC : avantage à la géothermie

On remarque que le COP de la pompe à chaleur géothermique est supérieur à ceux des PAC aérothermiques. En effet, le système de captation sous terre offre une quantité d’énergie plus régulière. Surtout, la température est constante à une telle profondeur : elle situe toujours entre 10 et 12 °C. Les autres pompes à chaleur sont dépendantes de la météo et des variations de la température extérieure.

Par grand froid, les PAC aérothermiques consomment ainsi plus d’énergie pour fournir de la chaleur. Dans les régions au climat plus rigoureux en hiver, il faut souvent coupler le système avec un chauffage d’appoint. La pompe à chaleur géothermique, elle, se suffit à elle-même.

La PAC aérothermique, plus facile et moins chère à mettre en œuvre

Malgré son rendement plus intéressant, la géothermie est plus difficile à mettre en œuvre que l’aérothermie. Pour capter l’énergie présente dans le sol, la PAC géothermique doit disposer :

  • soit de capteurs horizontaux, sillonnant sous le terrain à une profondeur de 0,6 m à 1,2 m ;
  • soit de capteurs verticaux, situés à plusieurs dizaines de mètres de profondeur.

Cela implique de procéder à des forages, qui nécessitent l’obtention d’autorisations et l’intervention d’entreprises agréées.

La mise en œuvre d’un tel système est donc beaucoup plus lourde et onéreuse que l’installation d’une PAC aérothermique. Récupérer l’énergie présente dans l’air ambiant requiert simplement la pose d’une unité extérieure dans une cour ou un jardin.

Aérothermie ou géothermie : comment bien choisir sa pompe à chaleur ?

Plusieurs éléments doivent orienter votre choix entre pompe à chaleur aérothermique et géothermique :

la possibilité ou non, considérant le terrain disponible, d’installer des capteurs dans le sol ;

  • le coût des travaux, qui aura un impact considérable sur le retour sur investissement dans le temps ;
  • le rendement de l’installation, au regard de la région dans laquelle vous vivez ;
  • la variation des températures (et donc du COP de la pompe à chaleur).

Enfin, il est important de noter que des aides sont disponibles pour l’installation d’une pompe à chaleur. L’énergie tout compris vous accompagne dans la définition de votre projet et vous permet de facilement profiter de ces aides à la rénovation énergétique, pour réduire votre investissement de départ.

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