Vous construisez ou rénovez votre maison et vous hésitez entre différents systèmes de chauffage ? Oubliez le gaz ou l’énergie solaire et pensez à la géothermie, basée sur l’exploitation de la chaleur puisée dans les sols. Un voyage au centre de la Terre ? Presque ! Cette technique économique, sans émission de gaz à effet de serre, est en plein développement en France et ce n’est pas un hasard. Définition, avantages, inconvénients, fonctionnement et prix… Ootravaux fait les présentations.
L'essentiel
- La géothermie utilise l’énergie captée sous terre, à une profondeur variable en fonction des installations.
- Grâce à une pompe à chaleur (PAC) et un réseau de capteurs, vous pouvez exploiter cette ressource pour chauffer votre maison et votre piscine, et produire de l’eau chaude sanitaire.
- Sans émission de gaz à effet de serre, disponible constamment et plus discrète qu’un panneau solaire, la géothermie permet aussi de faire des économies.
- Les PAC géothermiques sont proposées à des prix élevés, en partie à cause de l’ampleur des opérations de mise en place, mais sont éligibles à des aides financières.
Qu’est-ce que la géothermie ?
Définition
Dans la famille des énergies renouvelables, demandez la géothermie : cette technique désigne l’exploitation de l’énergie puisée dans les sous-sols pour produire de la chaleur, du froid ou de l’électricité.
- La chaleur récupérée grâce à la géothermie assure l’alimentation d’un système de chauffage et la production d’eau chaude sanitaire dans une maison individuelle ou un bâtiment collectif (avec une pompe à chaleur). Elle permet aussi la production de froid, selon les installations.
- La production d’électricité a lieu dans une centrale géothermique. Ce principe est encore peu répandu en France, avec seulement deux centrales géothermiques disponibles : une en Guadeloupe et une seconde en Alsace.
La géothermie en France : une ressource encore méconnue
L’énergie géothermique affiche un fort potentiel de développement dans le mix énergétique français. Selon l’ADEME (Agence de la transition écologique), 90 % du territoire pourrait être exploité par des dispositifs superficiels.
Actuellement, la géothermie représente la plus faible part d’énergies renouvelables en France (soit 3,6 % selon les données 2020 de l’Ademe, en incluant d’autres énergies peu répandues comme l’énergie marine). Un chiffre à relativiser, car les pompes à chaleur occupent une part de près de 10 % de la consommation d’énergie renouvelable. En tête : le bois (32,9 %).
Quels sont les différents types de géothermie ?
Les différents types de géothermie existants dépendent de la profondeur à laquelle la chaleur est captée. On distingue : la géothermie très basse énergie, utilisée pour alimenter les maisons individuelles, et la basse énergie, dont les applications sont plutôt réservées aux grands bâtiments et à l’industrie.
Géothermie très basse énergie (superficielle)
- La géothermie superficielle (de surface ou très basse température) puise l’énergie jusqu’à 200 mètres sous le sol. Les capteurs peuvent être horizontaux ou verticaux.
- La température est relativement peu élevée (moins de 30 °C) mais elle suffit au chauffage d’une maison individuelle. L’énergie est captée pour alimenter une pompe à chaleur (PAC) qui répartit ensuite le chauffage à l’intérieur de l’habitation (radiateurs, plancher chauffant…).
- À noter que ce système permet de produire, en plus du chauffage, de l’eau chaude sanitaire mais aussi de l’air froid pour se rafraîchir en période estivale (avec un dispositif réversible). Il convient également pour chauffer l’eau d’une piscine.
À très faible profondeur, l’utilisation de pompes à chaleur géothermiques est le meilleur moyen de récupérer cette chaleur et de produire de l’énergie. Dans ce cas, les pompes à chaleur sont reliées à des « sondes » verticales ou à des « échangeurs » horizontaux, qui font circuler en profondeur un liquide caloporteur : celui-ci se réchauffe au contact de la chaleur du sous-sol, et se refroidit dans la pompe à chaleur, par un système de compresseur/détendeur, pour céder ses calories au milieu que l’on souhaite réchauffer, par exemple de l’eau chaude domestique ou un circuit de chauffage.
Géothermie basse énergie (basse température)
- Ce principe de géothermie consiste à puiser l’eau chaude dans les profondeurs des sols, au-delà des 200 mètres et jusqu’à 2 000 mètres.
- Avec ce système, l’eau chaude captée est utilisée pour alimenter directement les tuyaux de chauffage.
- À ces profondeurs, la température est comprise entre 30 et 90 °C. Cela ne suffit pas encore à assurer une production électrique mais cela permet le chauffage de bâtiments de grande taille et à usage industriel.
Peut-on chauffer sa maison avec la chaleur du sol ?
La réponse est oui ! L’exploitation de la géothermie est tout à fait possible à usage domestique. Ootravaux vous dit tout sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique pour votre maison, voire votre piscine.
Première étape : capter l’énergie
Selon l’espace disponible sur votre terrain et la nature de votre projet, la mise en place des capteurs est réalisée à l’horizontale ou à la verticale.
Capteurs horizontaux
- Le réseau de tubes est enterré à une profondeur comprise entre 60 cm et 1,20 m.
- Pour que cette installation soit possible, vous devez disposer d’une surface de terrain équivalente à 1,5 voire 2 fois celle de la maison. Cela vous semble beaucoup ? C’est normal : cette surface permet de récupérer toute l’énergie nécessaire pour un chauffage performant dans le logement.
Capteurs verticaux
- Au moyen d’un forage, les capteurs verticaux sont placés jusqu’à 100 m de profondeur.
- Cette technique est à privilégier dans plusieurs situations : si votre terrain est trop petit pour installer un réseau horizontal, dans le cadre d’une rénovation ou si vous ne souhaitez pas intervenir sur une grande partie de votre jardin.
- À noter aussi : les réseaux enfouis à la verticale sont plus efficaces en hiver car le sous-sol se refroidit moins à des profondeurs importantes.
Attention : Ootravaux vous conseille de consulter le Plan Local d’Urbanisme (PLU) de votre commune avant de lancer votre projet. Certains lieux imposent de demander une autorisation avant un forage.
Pompes à chaleur (PAC) géothermiques : quelles caractéristiques ?
Une PAC performante est adaptée à la taille d’une habitation et aux besoins de ses occupants.
Deux critères à retenir :
- La puissance calorifique, de 5 à 20 kW selon les PAC géothermiques, représente la capacité de production de chaleur de l’appareil.
- Le coefficient de performance ou COP exprimé en kWh (kilo Watt heure) désigne le nombre de kWh de chaleur produits avec 1 kWh d’électricité. Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est efficace. Il est généralement compris entre 3 et 5 pour une PAC géothermique.
Diffusion du chauffage dans la maison
Une fois l’énergie captée, elle est transportée sous forme de fluide caloporteur jusqu’à la pompe à chaleur géothermique. La chaleur est ensuite répartie dans la maison :
- via des radiateurs ou un plancher chauffant, si l’habitation dispose d’un chauffage central ;
- ou via des ventilo-convecteurs, qui peuvent aussi produire de l’air froid.
Pourquoi faire le choix de la géothermie ? Quels sont ses avantages ?
L’aspect écologique
La géothermie permet de bénéficier d’une énergie captée sous terre, renouvelable, inépuisable et sans émission de gaz à effet de serre. Les ressources utilisées sont naturelles et ne nécessitent aucun processus de combustion ni de transport qui aurait un impact néfaste sur l’environnement.
Les économies d’énergie
Le choix de la géothermie comme dispositif de chauffage vous permet de réduire votre consommation, et donc de réaliser de précieuses économies sur les factures.
Attention : Chauffer c’est bien, éviter les déperditions de chaleur c’est encore mieux ! Un système de chauffage efficace n’est rien sans une isolation thermique performante. Pensez à votre projet dans sa globalité et n’hésitez pas à solliciter des pros des énergies renouvelables.
Une production indépendante des conditions climatiques
L’énergie captée par principe de géothermie est une ressource disponible de manière constante, indépendamment des aléas climatiques journaliers ni saisonniers. Ce n’est pas le cas d’autres énergies renouvelables comme l’éolien, qui a besoin du vent, ni de l’énergie solaire, qui nécessite un ensoleillement suffisant.
Pour cette raison, elle est accessible à tous, sans contrainte de localisation.
Une solution discrète
Autre atout par rapport à des solutions comme les éoliennes ou l’énergie solaire : un système de géothermie n’est pas visible et ne « défigure » pas l’aspect esthétique extérieur de votre maison.
La polyvalence, en construction neuve comme en rénovation
Vous êtes intéressé par la géothermie pour remplacer une chaudière au gaz ? Bonne nouvelle : l’installation d’une pompe à chaleur est possible quelle que soit la nature de votre projet, en neuf comme en rénovation. En revanche, les travaux d’installation sont plus complexes si vous décidez d’équiper votre logement d’un plancher chauffant.
Les limites de la géothermie
Une énergie qui n’est pas complètement écologique
Une limite à connaître : même si elle n’émet pas de gaz à effet de serre, la géothermie ne peut pas être considérée comme une ressource écologique renouvelable à 100 %. Le fonctionnement des pompes à chaleur requiert un générateur et de l’électricité. Ce n’est pas encore parfait pour préserver l’environnement !
Le prix élevé de l’installation
Les systèmes géothermiques coûtent cher : tout compris, le prix varie de 16 000 à 31 000 euros en fonction de la surface de la maison et des réseaux de capteurs (horizontaux ou verticaux, ces derniers étant les plus coûteux) (1).
Aussi, le rendement n’intervient que plusieurs années après l’investissement (environ 5 ans) : il est important de le prendre en compte.
Astuce : même si la géothermie n’est pas accessible à tous à l’achat, elle est éligible à différents dispositifs d’aides financières (Prime énergie, MaPrimeRénov’, autres aides locales).
Les contraintes liées au terrain
Il est vrai que la géothermie est une option accessible à tous sans limite de localisation. Mais il faut aussi souligner que la faisabilité des travaux dépend de la nature du terrain. L’étude géologique est indispensable ! En effet, la nature de votre terrain, la place disponible ou la présence d’eau souterraine sous votre logement conditionne la faisabilité de votre projet. Un forage réalisé sans avoir été étudié au préalable peut causer des dommages irréversibles (mouvements du sol, affaissement de terrain, etc.).
Il peut exister plusieurs contraintes à la mise en place du dispositif :
- Des constructions ou des réseaux souterrains existants ;
- La présence de roches dans le sol ;
- Un terrain trop petit pour des capteurs horizontaux ;
- Etc.
Seule la réalisation préalable d’une étude de sol permet d’engager votre projet dans les meilleures conditions.
La nécessité de faire appel à des professionnels
Vous êtes bricoleur et vous ne craignez pas les travaux ? Une compétence très utile… mais pas pour les installations géothermiques ! Vu l’ampleur des opérations, impossible de faire abstraction de l’expertise de professionnels de la transition énergétique.
De plus, vous devez impérativement sélectionner un pro labellisé RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) pour que votre installation soit éligible aux aides financières de l’État.
Astuce : pensez à demander plusieurs devis pour comparer les prix. Un minimum de trois devis est recommandé pour sélectionner l’offre qui correspond à vos besoins.
