La source d'énergie
La chaleur contenue dans le sol. On la puise soit dans la terre, soit dans une nappe phréatique (dans ce cas, on parle aussi d' « aquathermie »).
Le processus
Un circuit horizontal enterré, ou bien un forage, permet de récupérer la chaleur contenue dans le sol, qui est ensuite transmise à un fluide frigorigène.
Les variations de température et de pression font passer ce fluide d'un état de liquide froid à celui de gaz chaud, et inversement. Lorsque sa température est la plus élevée, le fluide transmet sa chaleur au circuit de chauffage par le biais d'échangeurs.
C'est un cycle très simple, qui permet d'amplifier les calories prélevées dans la nature.
Certaines pompes offrent la fonction rafraîchissement, lorsqu'elles sont raccordées sur plancher chauffant.
En fonction des configurations du terrain, 3 types de captage sont envisageables :
- le captage horizontal : un circuit de capteurs est installé horizontalement sous le sol à moins d'un mètre de profondeur.
- Le captage vertical : la chaleur est prélevée par une ou plusieurs sondes géothermiques mises en place par forage (jusqu'à 100 m de profondeur).
- Le captage sur nappe phréatique : la pompe puise l'eau de la nappe grâce à une sonde, récupère simplement sa chaleur et rejette l'eau dans la même nappe, via un second puits. Ainsi la nappe n'est ni polluée, ni asséchée.
La pompe doit être dimensionnée avec précision :
- une puissance insuffisante n'apporterait pas les performances thermiques attendues
- une puissance excessive n'offrirait pas un rendement optimal, et surtout endommagerait très rapidement le compresseur de la pompe.
Les applications
La pompe à chaleur géothermique s'installe essentiellement dans le Neuf, en raison des travaux que sa mise en œuvre nécessite. Elle répond néanmoins à certains projets de rénovation. Une pompe aérothermique peut assurer seule le chauffage de la maison. Pour la production d'eau chaude sanitaire, il faut alors prévoir une pompe Haute Température, ou à un ballon fonctionnant de manière autonome (solaire, électrique...)
Les avantages
La pompe à chaleur géothermique permet de réduire très nettement la consommation globale d'énergie, en exploitant principalement une énergie gratuite et naturelle.
C'est pourquoi cette technologie est très avantageuse du point de vue de la rentabilité économique, elle contribue efficacement à la protection de notre environnement.
Les contraintes
Le captage horizontal nécessite de disposer d'une surface extérieure suffisante (on parle souvent du double de la surface à chauffer, mais ce principe n'est pas toujours valable).
L’énergie contenue dans le sol provenant des eaux de pluie, du vent et des rayonnements solaires, la surface de captage ne peut pas être recouverte d'un revêtement dur type béton ou dalle.
Le circuit de captage doit être éloigné de quelques mètres des arbres à racines, des fondations de la maison.
Le captage vertical convient à un grand nombre de terrains, car il suffit d'éloigner les forages de quelques mètres des arbres à racines, des fondations de la maison.
Evidemment, le captage sur nappe phréatique suppose de disposer d'une nappe souterraine. Les contraintes de forage sont similaires à celles du captage vertical.