Face à la hausse des prix de l’énergie, aux enjeux climatiques et à la volonté croissante des ménages de réduire leur consommation, la pompe à chaleur géothermique s’impose progressivement comme une solution de chauffage performante, durable et économe. En exploitant la chaleur naturellement présente dans le sous-sol, ce système de géothermie permet de chauffer un logement, de produire de l’eau chaude sanitaire mais aussi d’assurer le rafraîchissement en été, le tout avec un excellent rendement énergétique. On fait le point.
Longtemps réservée aux projets neufs ou aux habitations de grandes surfaces, la PAC géothermique se démocratise aujourd’hui grâce aux progrès technologiques, à l’accompagnement des installateurs spécialisés et aux aides financières mises en place par l’État.
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur géothermique ?
Une pompe à chaleur géothermique est un système thermodynamique qui capte les calories présentes dans le sol ou dans une nappe d’eau souterraine pour les transformer en chaleur utilisable dans un logement, qu’il s’agisse d’une maison ou d’un appartement. Contrairement à une PAC aérothermique qui puise l’énergie dans l’air extérieur, la géothermie repose sur une source stable et constante : la température du sous-sol. Son avantage : elle varie peu au fil des saisons.
Le principe est simple : des capteurs enfouis dans le sol récupèrent la chaleur qui est ensuite transmise à un fluide frigorigène (ou fluide réfrigérant). Ce fluide passe ensuite dans un compresseur qui augmente sa température avant de le diffuser dans le système de chauffage (radiateurs, plancher chauffant, ventilo-convecteurs…). Le fluide est ensuite refroidi par un détendeur, puis repart dans le circuit.
Résultat : pour 1 kWh d’électricité consommée, la PAC peut restituer jusqu’à 4 ou 5 kWh de chaleur. C’est ce qu’on appelle le COP (coefficient de performance).
Les 4 types de pompes à chaleur géothermiques les plus répandus
La PAC sol-sol capte la chaleur du sous-sol grâce à des capteurs enterrés horizontalement dans le terrain ou verticalement via un forage. La chaleur récupérée est ensuite diffusée directement dans le logement par un plancher chauffant basse température, ce qui en fait une solution particulièrement adaptée aux constructions neuves ou aux rénovations lourdes. Elle offre un excellent confort thermique, homogène et constant, mais nécessite un terrain suffisamment vaste pour le captage horizontal ou des travaux de forage pour le captage vertical.
De son côté, la PAC sol-eau utilise le même principe de captage de la chaleur du sol, mais la restitue dans un circuit d’eau chaude qui alimente différents émetteurs : radiateurs basse température, plancher chauffant et production d’eau chaude sanitaire. Plus polyvalente que la PAC sol-sol, elle s’adapte plus facilement aux logements existants, notamment en rénovation, tout en conservant un haut niveau de performance énergétique.
Autre possibilité, la PAC eau-eau qui exploite directement la chaleur contenue dans une nappe phréatique grâce à un captage vertical sur nappe phréatique. L’eau souterraine est pompée, traverse l’échangeur thermique où ses calories sont prélevées, puis est réinjectée dans le sous-sol via un second forage. Ce système offre des rendements très élevés car la température de l’eau souterraine est particulièrement stable, mais il est soumis à des contraintes réglementaires strictes et nécessite des autorisations administratives spécifiques.
Enfin, dernier de nos quatre exemples, la PAC géothermique hybride qui associe une pompe à chaleur géothermique à un système d’appoint, le plus souvent une chaudière gaz ou une PAC aérothermique. Ce dispositif permet de sécuriser la production de chaleur lors des pics de froid, dans les logements très énergivores ou lorsque le dimensionnement de la PAC géothermique seule serait insuffisant. Cette solution hybride offre une plus grande flexibilité d’usage et facilite l’intégration de la géothermie dans des projets de rénovation progressive.
PAC : avantage et fonctionnement
Le fonctionnement d’une PAC géothermique repose sur un circuit fermé de fluide réfrigérant qui capte, transporte et restitue les calories issues du sous-sol. Le système comprend plusieurs éléments clés :
Des capteurs horizontaux enfouis à faible profondeur ou un forage vertical permettant d’atteindre les couches plus chaudes du sous-sol ;
Un fluide frigorigène qui circule dans les capteurs et récupère les calories naturelles du sol ;
Un compresseur électrique qui élève la température du fluide en augmentant sa pression ;
Un condenseur qui transfère cette chaleur vers le circuit de chauffage du logement ;
Un détendeur qui fait chuter la pression du fluide avant qu’il ne retourne dans le circuit de captage.
La chaleur produite est ensuite diffusée dans le système de chauffage du logement, qu’il s’agisse d’un plancher chauffant, de radiateurs basse température ou de ventilo-convecteurs. Ce principe thermodynamique permet de valoriser une énergie gratuite et inépuisable, avec un apport électrique limité au fonctionnement du compresseur et des circulateurs.
Les principaux avantages
Une PAC géothermique affiche un très haut rendement avec un COP pouvant dépasser 4, ce qui signifie que la pompe restitue jusqu’à quatre fois plus d’énergie qu’elle n’en consomme. Dans le même temps, elle affiche une faible consommation d’électricité. Autrement dit, une facture énergétique nettement réduite.
En outre, elle utilise une énergie renouvelable, locale et disponible toute l’année, indépendante des conditions climatiques. Ce qui implique une forte réduction des émissions de CO₂, contribuant directement à la décarbonation du chauffage résidentiel ainsi qu’un confort thermique stable, grâce à la température constante du sous-sol.
Enfin, certains modèles offrent la possibilité de rafraîchissement passif en été, en utilisant la fraîcheur naturelle du sol.
Autant d’avantages qui offrent une meilleure performance énergétique, et donc une valorisation du logement équipé sur le marché immobilier : selon l’ADEME, une pompe à chaleur géothermique permet de réduire jusqu’à 60 % la facture énergétique liée au chauffage, tout en améliorant le confort et en limitant l’impact environnemental du bâtiment.
Coût, investissement et aides financières
L’investissement initial pour une pompe à chaleur géothermique reste élevé, ce qui constitue l’un des principaux freins à son adoption. Le coût d’une installation se situe généralement entre 15 000 et 25 000 €, voire davantage dans certains cas, selon la surface du logement, le type de captage choisi (horizontal ou vertical), la profondeur du forage, la présence ou non d’une nappe phréatique, ainsi que les contraintes techniques propres au terrain et au bâti existant.
À ce coût s’ajoutent parfois des frais annexes : étude de sol préalable, démarches administratives pour le forage, adaptation du système de chauffage (remplacement de radiateurs, pose d’un plancher chauffant), ou encore travaux de terrassement. C’est pourquoi un devis détaillé établi par un installateur qualifié est indispensable pour évaluer précisément le budget du projet.
Pour accompagner les ménages dans cette transition énergétique, plusieurs aides financières sont mobilisables. Parmi elles, MaPrimeRénov’, l’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ), les Certificats d’Économies d’Énergie (CEE) et autres aides locales proposées par certaines régions, départements ou collectivités.
Cumulées, ces aides peuvent réduire le reste à charge de plusieurs milliers d’euros et rendre l’investissement beaucoup plus accessible.
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Quid de l’entretien d’une PAC géothermique ?
L’entretien d’une pompe à chaleur géothermique est une obligation réglementaire et une condition essentielle pour garantir le bon fonctionnement, la sécurité et la durabilité du système. Il est obligatoire tous les deux ans pour les installations de puissance standard, et devient annuel lorsque la puissance dépasse 70 kW. Cet entretien doit être réalisé par un professionnel qualifié.
Il comprend notamment :
La vérification du fluide frigorigène, afin de s’assurer de son bon niveau et de l’absence de fuite ;
Le contrôle du compresseur, cœur du système, pour vérifier son rendement et détecter toute anomalie mécanique ;
Le nettoyage des filtres et des échangeurs afin d’optimiser les transferts de chaleur ;
La vérification de l’étanchéité du circuit frigorifique ;
Le contrôle électrique des différents composants (pompe, capteurs, régulation, sécurité).
Un contrat d’entretien annuel coûte en moyenne entre 200 et 300 €, selon la complexité de l’installation et les prestations incluses. Il permet souvent d’anticiper les pannes, de prolonger la durée de vie des équipements et d’assurer un fonctionnement optimal tout au long de l’année.
Un entretien régulier garantit ainsi la longévité du système — jusqu’à 25 ans pour la pompe à chaleur et près de 50 ans pour les capteurs enterrés — tout en maintenant un haut niveau de performance énergétique et en évitant les surconsommations liées à un encrassement ou à un dysfonctionnement progressif.
Pompe à chaleur géothermique : ce qu’il faut retenir
Face aux enjeux climatiques et à la fin progressive des énergies fossiles, la pompe à chaleur géothermique apparaît comme une solution de chauffage d’avenir. Stable, performante et respectueuse de l’environnement, elle constitue un levier majeur pour décarboner le parc immobilier français.
Si son adoption reste freinée par son coût et sa complexité, les évolutions réglementaires, la hausse du prix de l’énergie et l’accompagnement public devraient accélérer sa diffusion dans les années à venir.
