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Pompes à chaleur

Accédez à l’énergie gratuite

Fonctionnement d’une pompe à chaleur La terre et l’air détiennent un véritable gisement de calories qu’ils absorbent de l’énergie solaire. Une pompe à chaleur utilise cette énergie gratuite et renouvelable.
Outre la réversibilité (possibilité de fournir du froid en été et du chaud en hiver), la géothermie présente des avantages importants : une absence de stockage, de conduit de cheminée et de réglage compliqué, ainsi qu’une production d’énergie s’affranchissant des incertitudes liées au coût des combustibles fossiles et rendant le système autonome.
Une pompe à chaleur (le plus souvent appelée PAC) est utilisée dans une installation de géothermie puisant dans le sol (géo) une énergie gratuite et renouvelable qui permet d’assurer le chauffage, la production d’eau chaude, voire le rafraîchissement d’une maison individuelle. C’est aujourd’hui l’une des technologies les plus économiques et les plus respectueuses de l’environnement.

Quels usages ?

Les PAC géothermiques sont avant tout des systèmes de chauffage, mais elles permettent aussi :
• de chauffer l’eau d’un ballon en récupérant une partie de la chaleur du fluide frigorigène à l’aide d’un échangeur de chaleur. Cette fonction n’est assurée que pendant la période de chauffage de l’habitation. En dehors de cette période, une résistance électrique placée dans le ballon prend le relai. Elle porte également l’eau à une température supérieure à 60 °C au moins une fois par jour pour supprimer tout risque de légionelle.
• de produire du rafraîchissement en été : une PAC étant un réfrigérateur à l’envers, si on la fait fonctionner à l’envers, en l’équipant d’un dispositif permettant d’inverser le cycle du fluide frigorigène, elle devient… un réfrigérateur, puisant alors des calories dans le logement pour les rejeter à l’extérieur dans les capteurs enterrés. Elle peut donc assurer non seulement la production de chaleur en hiver, mais aussi la production de froid en été. On parle alors de pompe à chaleur réversible et de « confort quatre saisons ».

De quelle surface de terrain avez-vous besoin ?

Selon la région, l’exposition et la nature du terrain, les caractéristiques de l’habitation et la technologie retenue, on estime que la surface de captage horizontal nécessaire est de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. Pour une maison de 150 m2, le capteur occupera donc entre 225 et 300 m2 de votre jardin. Pour les capteurs verticaux, deux sondes géothermiques de 50 m de profondeur conviennent pour chauffer une maison de 120 m2 habitables. Leur emprise au sol est minime par rapport à celle des capteurs horizontaux.

Des avantages financiers

Pour les dépenses d’acquisition des pompes à chaleur et sur présentation d’une facture du professionnel ayant réalisé les travaux, le crédit d’impôt est de :
• crédit d’impôt de 40 % (loi de finances 2005, arrêté du 9 février 2005 et arrêté du 12 décembre 2005) pour des dépenses d’équipement payées entre le 1er janvier 2005 et le 31 décembre 2009.
crédit d’impôt de 50 % (loi de finance 2006) pour des dépenses d’équipement étant payées entre le 1er janvier 2006 et le 31 décembre 2009.

Le coût de la géothermie

Sofath, pionnier et leader de la géothermie en France depuis plus de vingt ans, a procédé à une estimation à titre indicatif. Chaque kWh d’énergie consommé par le système produit 3 à 4 kWh de chaleur utile pour votre habitation. À titre indicatif, une telle installation coûtera à l’investissement de 90 à 150€/m2 pour un captage horizontal, le coût d’exploitation en chauffage seul d’une maison se montant de 280 à 400€ par an pour 120 m2 en région parisienne, 220€ par an pour 110 m2 en Bretagne.

Vos devoirs administratifs

Si votre installation nécessite un forage à plus de 10 mètres de profondeur, il faut impérativement faire une déclaration auprès de la DRIRE*. Une autre déclaration auprès de la DDASS* s’impose si le débit d’eau est supérieur à 8 m3/ heure. Par ailleurs, le dimensionnement doit être rigoureux. En effet, en cas de sous-dimensionnement, le sol a du mal à se régénérer et le compresseur marchant en surrégime verra sa durée de vie amoindrie. En cas de surdimensionnement, la PAC verra ses performances diminuées. Si le sol possède une forte teneur en glaise, sa régénération sera également très limitée.


* DRIRE : Direction régionale de l’industrie, de la recherche et de l’environnement ;
DDASS : Direction des affaires sanitaires et sociales.

 

ATTENTION

 La présence de capteurs enterrés implique de prendre
quelques précautions. Le sol concerné par la présence de capteurs enterrés peut être engazonné, recouvert d’un massif de fleurs ou de buissons. En revanche, il faut veiller à :
• respecter des distances minimales autour des capteurs, qui doivent être environ : de 2 mètres pour les arbres, 1,50 mètre pour les réseaux enterrés non hydrauliques, et 3 mètres pour les fondations, fosses septiques, évacuations, etc. ;
• ne pas recouvrir cette surface d’un revêtement en dur (terrasse, construction…) qui empêcherait le ruissellement des eaux. Attention aussi aux traversées par des arrivées ou des évacuations d’eau, pour éviter les problèmes de gel ;
• respecter les contraintes imposées par la configuration du terrain et la nature du sol : une pente de terrain trop forte exige parfois des travaux de remblai onéreux et les sols rocheux sont peu favorables au transfert d’énergie (la solution réside dans la pose d’un lit de sable).
 
Les 3 solutions

SOLUTION N° 1

Dans l’eau


DESCRIPTION La chaleur est prélevée dans une nappe phréatique, une réserve d’eau, une source ou une
petite rivière (suivant autorisation), puis transférée par la pompe à chaleur au circuit d’eau chaude de l’installation de chauffage, sous forme d’un circuit de chauffage central traditionnel (non réversible), d’un plancher chauffant / rafraîchissant (réversible) ou encore par une installation de ventilo-convecteurs (réversibles).
BON À SAVOIR La pompe à chaleur s’installe généralement à l’intérieur du logement (cave, buanderie, garage).

SOLUTION N° 2

Dans le sol, en captage horizontal


DESCRIPTION Un réseau de tubes est enterré entre 60 cm et 1,20 m de profondeur si la surface du terrain est
suffisante. Dans ces boucles circule en circuit fermé de l’eau additionnée d’antigel ou le fluide frigorigène de la pompe à chaleur (selon la technologie employée).
BON À SAVOIR Ces systèmes sont les moins coûteux, mais nécessitent de disposer d’une surface de terrain suffisante.

SOLUTION N° 3

Dans le sol, en captage vertical


DESCRIPTION On installe une sonde géothermique, lorsque la surface du terrain est insuffisante pour
réaliser un captage horizontal. Ces capteurs verticaux sont constitués de deux tubes de polyéthylène formant un U, à circulation d’eau additionnée de liquide antigel. Ils sont généralement installés entre 60 et 100 mètres de profondeur.
BON À SAVOIR Plus délicate à mettre en oeuvre, cette technique exige une étude géologique préalable, ainsi que le respect des procédures administratives en vigueur concernant la protection des sous-sols.

Comment fonctionne une pompe


Une fois le captage réalisé, la PAC permet de valoriser l’énergie en la restituant à

l’intérieur de l’habitation, par l’intermédiaire d’un circuit de distribution. Il s’agit d’une machine thermodynamique constituée d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse (l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur).
On résume souvent le fonctionnement d’une pompe à chaleur en disant qu’elle fonctionne « à l’inverse d’un frigo » en prélevant la chaleur du milieu extérieur pour l’injecter dans la maison :
• le système thermodynamique de votre réfrigérateur puise de la chaleur à l’intérieur de celui-ci, ce qui en abaisse la température, et la rejette à l’extérieur, dans l’air de votre cuisine.
• Au contraire, une PAC puise la chaleur dans l’environnement de votre maison (sol, air…), augmente son niveau de température et restitue une chaleur plus élevée dans votre habitation pour en assurer le chauffage.
 
 
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