Pompe à chaleur géothermique : fonctionnement, avantages et coût
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04 mai 2025
- Julie Hervault - Temps de lecture : 7 min
Produire de la chaleur à partir de l’énergie du sol : voilà le principe fondamental de la pompe à chaleur géothermique. Cette technologie, encore méconnue, permet de chauffer un logement en captant les calories présentes dans le sous-sol. Système fiable, discret, performant, la PAC géothermique représente une solution d’avenir pour réduire ses factures tout en s’appuyant sur une énergie renouvelable, locale et inépuisable.
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur géothermique ?
La pompe à chaleur géothermique repose sur le principe du captage de la chaleur souterraine. Cette technologie permet d’utiliser l’énergie thermique naturellement stockée sous nos pieds pour chauffer l’habitat et produire de l’eau chaude sanitaire.
Définition et fonctionnement
Une pompe à chaleur géothermique capte les calories présentes dans le sol ou dans une nappe phréatique grâce à un réseau de capteurs enterrés. Ces calories sont transférées à un fluide caloporteur, avant d’être compressées pour générer de la chaleur (radiateurs, plancher chauffant…).
Ce cycle thermodynamique repose sur 3 éléments :
- un capteur géothermique (horizontal ou vertical),
- une unité de pompe à chaleur,
- un système de diffusion de chaleur dans le logement.
Ce mode de chauffage assure un rendement stable tout au long de l’année, indépendamment des températures extérieures.
Différence entre géothermie et pompe à chaleur
La géothermie désigne une source d’énergie : la chaleur naturellement présente dans le sous-sol. Cette énergie peut être exploitée à différentes profondeurs et températures (basse, moyenne ou haute). La pompe à chaleur géothermique sert à capter puis transformer cette chaleur pour chauffer un logement.
Pour en savoir plus : consulter l’article sur l’énergie géothermique.
Quels sont les avantages et inconvénients des pompes à chaleur géothermiques ?
La pompe à chaleur géothermique combine de hautes performances énergétiques avec un faible impact environnemental. Son installation implique des conditions techniques spécifiques et un coût initial élevé.
Avantages
La pompe à chaleur géothermique séduit par ses performances et son impact positif sur l’environnement.
- Un rendement énergétique parmi les meilleurs du marché : avec un COP, coefficient de performance, supérieur à 4, ce système restitue jusqu’à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh consommé, soit jusqu’à 70 % d’économies sur les factures.
- Un confort silencieux et discret : les capteurs sont enfouis sous terre, l’unité intérieure reste peu bruyante. Aucune combustion, aucun rejet, aucune nuisance.
- Une solution écologique et durable : la géothermie puise une chaleur constante, sans émissions de CO₂.
- Une longévité exceptionnelle : les équipements durent en moyenne 20 à 25 ans, les capteurs enterrés dépassent souvent les 50 ans.
- Un confort thermique stable toute l’année : la température du sol reste constante, assurant un rendement homogène, même en hiver.
- Des aides financières importantes : MaPrimeRénov’ (jusqu’à 11 000 €), Coup de pouce chauffage, éco-PTZ, TVA à 5,5 % ou certificats d’économies d’énergie allègent l’investissement.
Voir aussi le contenu lié sur les avantages et inconvénients de l’énergie géothermique.
Inconvénients
- La PAC géothermique implique certaines contraintes à anticiper.
- Un coût d’installation élevé : entre 20 000 € et 40 000 € selon le type de captage et la configuration du logement.
- De lourds travaux : l’installation exige un forage profond ou l’aménagement d’une grande surface extérieure, selon le système choisi (horizontal ou vertical).
- Une compatibilité terrain à vérifier : certains sols ne permettent pas une bonne captation. Une étude géologique préalable reste indispensable.
- Un projet plus facile en construction neuve : la mise en œuvre se révèle plus complexe en rénovation (terrassement, accès, adaptation au bâti existant).
- Un entretien régulier : tous les 1 à 2 ans, un professionnel contrôle le circuit de fluide, les filtres et la pression (prévoir 150 à 300 € pour ces vérifications).
- Un retour sur investissement à long terme : la rentabilité se situe entre 10 et 15 ans.
Coût et aides financières pour l'installation d'une pompe à chaleur géothermique
Installer une pompe à chaleur géothermique représente un investissement conséquent. Ce coût peut toutefois être amorti grâce aux aides financières proposées par l’État et certains fournisseurs d’énergie.
Prix d’une installation géothermique
Le coût global dépend du type de captage, de la surface du logement, de la profondeur des forages et du niveau de performance attendu.
Prix moyen constaté :
- Pompe à chaleur (seule) : 14 000 à 18 000 €.
- Installation complète (forage + équipements + raccordement) : 20 000 à 40 000 €.
- Captage horizontal (moins cher) : entre 18 000 et 25 000 €.
- Captage vertical (plus complexe) : jusqu’à 35 000 ou 40 000 € selon la profondeur.
Ce système reste l’un des plus onéreux à l’achat, l’un des plus économiques à l’usage. Il peut diviser par 3 la facture énergétique annuelle.
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Rentabilité : un exemple concret
Dans une maison de 120 m² chauffée à l’électricité (consommation moyenne de 15 000 kWh/an), une PAC géothermique permet d’économiser 1 200 €/an. Le retour sur investissement s’étale sur 10 à 12 ans.
Aides financières disponibles
Le plan national de décarbonation prévoit des incitations fortes pour accélérer la géothermie résidentielle.
- MaPrimeRénov’ : jusqu’à 11 000 € (distribuée par l’ANAH, à condition de faire appel à un professionnel RGE).
- Coup de pouce chauffage : jusqu’à 4 400 € (une aide complémentaire à MaPrimeRénov’, accessible à tous les foyers, sans condition de ressources).
- Certificats d’économies d’énergie (CEE) : cumulables avec MaPrimeRénov’ et l’éco-PTZ (versés en partie par les fournisseurs d’énergie).
- Éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) : jusqu’à 50 000 € de prêts sans intérêt (remboursable sur 15 à 20 ans, il peut couvrir le reste à charge de MaPrimeRénov’).
- TVA réduite à 5,5 % (applicable aux équipements et travaux facturés par l’entreprise installatrice, sous conditions).
La géothermie est-elle adaptée à ma maison ?
Avant d’envisager l’installation d’une pompe à chaleur géothermique, des critères technico-environnementaux déterminent la faisabilité du projet.
1. Le type de sol
La géothermie exploite la chaleur du sous-sol, il faut connaître la nature du sol (argileux, sableux, rocheux…). Certains terrains facilitent le captage horizontal, d’autres nécessitent des forages verticaux.
Une étude de sol géothermique peut être demandée à un bureau d’étude thermique ou à un foreur agréé.
2. L’espace extérieur disponible
- Pour un captage horizontal, prévoir 1,5 à 2 fois la surface à chauffer. Une maison de 120 m² demandera environ 200 à 250 m² de terrain disponible.
- Pour un captage vertical, 1 ou 2 forages profonds (jusqu’à 100 m) suffisent, ce qui limite l’emprise au sol, mais nécessite une autorisation administrative.
3. La température du sous-sol
Plus constante que la température de l’air, elle assure un rendement stable toute l’année. En moyenne, la température du sol reste entre 10 et 14 °C à partir de 10 m de profondeur.
4. La configuration de la maison
Les nouvelles constructions, bien isolées et équipées d’un plancher chauffant, optimisent l’utilisation de la géothermie.
Les rénovations de maisons anciennes peuvent intégrer une PAC géothermique, à condition de revoir l’isolation et d’adapter les émetteurs de chaleur (radiateurs basse température ou plancher).
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Pour quels projets la géothermie est-elle idéale ?
Maison neuve avec terrain dégagé : captage horizontal recommandé.
Bâtiment en rénovation thermique complète : captage vertical possible.
Zones non desservies par le gaz naturel.
Logements avec système de chauffage central existant (eau chaude).
Pompes à chaleur géothermiques réversibles et autres types
Les pompes à chaleur géothermiques se déclinent. Certaines permettent de rafraîchir le logement en été. D’autres exploitent différents types de captage ou de circulation pour s’adapter aux contraintes du terrain.
Pompes à chaleur réversibles
Une PAC géothermique réversible chauffe l’hiver et rafraîchit l’été :
- rafraîchissement passif, peu d’électricité consommée ;
- plancher chauffant-rafraîchissant ou ventilo-convecteurs ;
- confort élevé sans créer de courant d’air.
Ce type de pompe à chaleur convient aux zones très chaudes l’été ou aux maisons à forte inertie thermique (murs épais, bonne isolation).
Autres types de systèmes géothermiques
Il existe plusieurs variantes de PAC géothermiques, selon le type de captage et le fluide utilisé.
- PAC sol-sol : capteurs horizontaux, chaleur transmise directement à un plancher chauffant (moins coûteuse mais demande beaucoup d’espace extérieur).
- PAC sol-eau : capteurs horizontaux ou verticaux, transmettent la chaleur à de l’eau injectée dans le circuit de chauffage (compatible avec radiateurs ou plancher).
- PAC eau-eau : prélève la chaleur dans une nappe phréatique (soumise à une autorisation de prélèvement).
- PAC eau glycolée-eau : solution hybride utilisant un fluide caloporteur (optimise les performances dans les systèmes complexes).
Ces modèles se choisissent en fonction du terrain, des besoins en chauffage/eau chaude et du budget d’installation.
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Quelle durée de vie pour une PAC géothermique ?
Une pompe à chaleur géothermique offre une longévité supérieure à la plupart des équipements de chauffage :
20 à 25 ans pour la pompe à chaleur elle-même ;
plus de 50 ans pour les capteurs enterrés, s’ils sont bien posés et protégés.
La pompe à chaleur géothermique figure parmi les systèmes de chauffage les plus efficaces dans le temps. Elle utilise une énergie locale, renouvelable et gratuite : la chaleur du sol. En plus d’assurer le confort thermique hiver comme été, elle permet de réaliser d’importantes économies. Les aides financières rendent ce dispositif plus accessible. Avant de s’engager, il faut évaluer la faisabilité technique : terrain, surface disponible, type de sol et besoins thermiques.