Comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique ?

pompe à chaleur

La géothermie désigne  la science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre, et la technologie qui vise à l’exploiter.
Dans le cas de la pompe à chaleur la géothermie est la technique qui permet de récupérer la chaleur contenue dans le sous-sol ou dans les nappes d’eaux souterraines et de la restituer pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire. Mais concrètement comment fonctionne une pompe à chaleur géothermique?

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La  pompe à chaleur  géothermique utilise la chaleur solaire accumulée pendant des années dans la croute terrestre.  Grâce à son inertie, la température du sol reste identique contrairement à l’air extérieur, lors de la saison hivernale. Il n’y a pas de grandes variations de température durant la journée, garant d’un chauffage efficace et optimal 24h/ 24.

De type « très basse énergie », ce système  permet, à faible coût,  de chauffer et rafraîchir, l’habitat individuel en construction neuve comme en rénovation,

Il existe 3 sortes de pompe à chaleur (PAC) géothermique : la PAC sol/sol,  la PAC eau glycolée/eau et la PAC eau/eau qui utilise 3 possibilités de captage (c’est-à-dire de prélèvement).

Les différents captages

–          Le captage horizontal est le plus couramment utilisé. Les coûts de mise en œuvre sont moins élevés que pour les autres techniques car le travail s’effectue à faible profondeur. Les capteurs sont enterrés juste en dessous de votre jardin, à faible profondeur (entre 0,6 et 1.2m) et recouvrent une surface de terrain 1,5 à 2 fois égale à la surface habitable à chauffer.

Le captage horizontal fait appel à trois types de PAC : eau glycolée/eau ou sol/sol.

–            Le captage vertical au sol : il s’agit de plusieurs sondes géothermiques installées verticalement et dans la terre (pas plus de 100 m de profondeur).  Plus onéreux, le captage vertical est plus performant que l’horizontal : la source de chaleur est stable en profondeur alors qu’à proximité de la surface, elle est sensible aux variations thermiques.

Les sondes géothermiques utilisent uniquement une PAC eau glycolée/eau

–          Le captage vertical sur nappe phréatique : des sondes sont installées verticalement (pas plus de 100 m de profondeur) et puisent l’eau d’une nappe phréatique. Cette eau est renvoyée soit dans la nappe soit dans un plan d’eau ou un réseau d’eau pluviale.

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Les sondes utilisent dans ce cas uniquement  une PAC eau/eau.

Fonctionnement des 3 différentes pompes à chaleur 

–          La PAC sol/sol fonctionne uniquement avec des capteurs installés à l’horizontal sur un terrain. Elle transmet la chaleur à un seul système de chauffage : le plancher chauffant.

Elle fait circuler un liquide gazeux (le fluide frigorigène) dans des tuyaux installés sous terre, afin que sa température augmente au contact du sous-sol. Ce liquide « capte » de la chaleur, puis la cède à la pompe à chaleur.

–           La PAC eau glycolée/eau fonctionne avec les deux types de capteurs (horizontaux ou verticaux). Dans ce cas, de l’eau dont la température peut avoisiner les 0°C, à laquelle on a mélangé de l’antigel – d’où le terme d’« eau glycolée » – circule dans les capteurs, cède sa chaleur à la PAC qui, grâce à son fluide frigorigène, la transporte jusqu’aux systèmes de chauffage (radiateurs).

–          La PAC eau / eau ne fonctionne que dans le cas d’un captage vertical sur nappe. Elle utilise directement l’eau d’une nappe phréatique. Nul besoin d’antigel puisque cette eau conserve une chaleur suffisante pour chauffer une maison individuelle et même un immeuble. À l’intérieur de l’habitation, la PAC eau/eau se raccorde à un circuit de chauffage à basse température : planchers chauffants, radiateurs. L’été, elle peut fonctionner en mode froid par inversion du fluide frigorifique.

 

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