Fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique

Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique

Alors que l’aérothermie capte l’énergie de l’air, la pompe à chaleur géothermique récupère les calories présentes naturellement dans le sol. Celles-ci sont prélevées dans votre terrain grâce à des capteurs souterrains, puis transmises au logement via cette pompe à chaleur.

Pour le chauffage des habitations individuelles, on parle de « géothermie très basse énergie », c'est-à-dire captant des ressources dont la température est inférieure ou égale à 30 °C. Il s’agit tout simplement de calories emmagasinées par le sol et qui proviennent du soleil et des eaux de pluie.

Géothermie : un fonctionnement reposant sur un fluide caloporteur

Le circuit du système de captage d’une pompe à chaleur géothermique est parcouru par un fluide caloporteur. Ce fluide, composé généralement d’eau glycolée afin d’éviter le gel, récupère les calories du sol afin de les transmettre à la pompe à chaleur.

La pompe à chaleur géothermique utilise un fluide frigorigène pour transmettre les calories récupérées dans le sol à l’eau du système de chauffage. Ce fonctionnement se compose de quatre phases :

1. Le fluide frigorigène, à l’état liquide, récupère les calories transmises par le sol via le liquide caloporteur. La température du fluide augmente grâce à l’énergie captée. Le fluide se transforme alors en gaz et s’évapore.
2. Le compresseur, alimenté par un moteur électrique, aspire et compresse le fluide frigorigène. À la fin de cette phase, le fluide gazeux est chaud et sous haute pression.
3. La condensation du fluide frigorigène, alors à l’état de vapeur haute pression, permet de transmettre la chaleur à l’eau de chauffage. Le gaz repasse à l’état liquide.
4. Le détendeur fait chuter la pression du fluide frigorigène et prépare le fluide liquide avant la phase d’évaporation.

Pompe à chaleur géothermique : des capteurs à installer dans votre sol

Le principe de fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique étant de capter l’énergie contenue dans le sol, il faut réaliser des travaux de forage ou de terrassement pour installer les capteurs – ce qui explique le coût élevé de ce système. Il existe trois solutions de captage différentes :

• Le captage horizontal consiste à enterrer des tubes entre 0,60 et 1,20 mètre de profondeur. Le fluide caloporteur circule dans ces tubes et capte la chaleur du sol à faible profondeur. Pour ce type d’installation, vous devez posséder un terrain dont la surface représente au moins 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer de votre logement.
• Le captage vertical est la solution à privilégier dans le cadre d’une rénovation, car elle évite d’abimer une grande partie du terrain et se révèle incontournable si votre terrain est petit. Grâce à un forage, les capteurs sont installés à une profondeur allant de 80 à 100 mètres. Plus coûteux, ce système est également plus efficace, notamment en période hivernale, puisque la terre va beaucoup moins se refroidir en profondeur.
• Le captage sur eau de nappe consiste à placer des capteurs dans un ou plusieurs puits forés à moins de 100 mètres de profondeur, afin d’utiliser la chaleur contenue dans l’eau des nappes. Il est possible de réaliser un ou deux forages. Dans le premier cas, l’eau puisée est rejetée dans un cours d’eau ou un réseau d’eaux de pluie. Dans le deuxième cas, on fore un deuxième trou pour y rejeter l’eau utilisée par la pompe à chaleur. Ce deuxième système est plus écologique et préserve la nappe.

En savoir plus – Quelle énergie est dépensée avec une pompe à chaleur géothermique ?

Pour fonctionner, la pompe à chaleur géothermique doit être alimentée par de l’électricité. Néanmoins, le rendement de ce type de pompe à chaleur est important. Dès lors, les économies réalisées sont intéressantes puisqu’elles peuvent représenter un peu plus des deux tiers de votre facture de chauffage.

Notre simulateur d’économies d’énergie peut être intéressant pour savoir si l’installation d’une pompe à chaleur géothermique fait partie des solutions adaptées aux besoins de votre logement, ou si d’autres travaux sont à envisager pour réaliser des économies d’énergie.