Lorsque l’on parle de chauffage écologique et économique, la pompe à chaleur géothermique est souvent évoquée. Mais comment fonctionne-t-elle réellement ? Découvrez les principes de base de ce système ingénieux et respectueux de l’environnement.
Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique
Alors que l’aérothermie capte l’énergie présente dans l’air, la pompe à chaleur géothermique quant à elle récupère les calories naturellement présentes dans le sol. Ces calories sont prélevées dans votre terrain grâce à des capteurs souterrains, puis transmises au logement via la pompe à chaleur.
Pour le chauffage des habitations individuelles, on parle de “géothermie très basse énergie”, c’est-à-dire la captation de ressources dont la température est inférieure ou égale à 30 °C. Il s’agit tout simplement des calories emmagasinées par le sol, provenant du soleil et des eaux de pluie.
Géothermie : un fonctionnement basé sur un fluide caloporteur
Le circuit du système de captage d’une pompe à chaleur géothermique est parcouru par un fluide caloporteur. Ce fluide, généralement composé d’eau glycolée pour 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. Le fonctionnement de ce système se compose de quatre phases :
- 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 transformant ainsi en gaz et s’évaporant.
- 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.
- La condensation du fluide frigorigène, à l’état de vapeur haute pression, permet de transmettre la chaleur à l’eau de chauffage. Le gaz repasse à l’état liquide.
- 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, des travaux de forage ou de terrassement sont nécessaires pour installer les capteurs, ce qui explique le coût élevé de ce système. Il existe trois solutions de captage différentes :
- Le captage horizontal : cette solution 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 : cette solution est recommandée pour les rénovations, car elle évite d’endommager une grande partie du terrain et est indispensable si votre terrain est petit. Grâce à un forage, les capteurs sont installés à une profondeur allant de 80 à 100 mètres. Bien que plus coûteux, ce système est également plus efficace, notamment en période hivernale, car la terre se refroidit beaucoup moins en profondeur.
- Le captage sur eau de nappe : cette technique consiste à placer des capteurs dans un ou plusieurs puits forés à moins de 100 mètres de profondeur pour 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 pluviales. 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. Ainsi, les économies réalisées peuvent représenter un peu plus des deux tiers de votre facture de chauffage.
Notre simulateur d’économies d’énergie peut être utile pour déterminer si l’installation d’une pompe à chaleur géothermique est adaptée aux besoins de votre logement ou si d’autres travaux sont à envisager pour réaliser des économies d’énergie.
