La géothermie est une technologie passionnante dont les possibilités d’application sont encore loin d’être épuisées. Les pompes à chaleur géothermiques permettent d’ores et déjà d’utiliser la chaleur du sol pour le chauffage domestique. L’expert en contrôle des coûts explique en détail dans l’interview ce que cela coûte et si les coûts d’un chauffage géothermique sont rentables à long terme.
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Comment fonctionne un chauffage géothermique, et quels en sont les avantages et les inconvénients ?
Plus on s’enfonce dans la terre, plus elle devient chaude. Notre terre devient de plus en plus chaude en direction du noyau terrestre. Sous nos latitudes, le sol est déjà hors gel à moins d’un mètre de profondeur – ce qui est utilisé pour la construction de fondations afin qu’elles ne puissent pas geler en hiver.
Un peu plus loin, à 2 ou 3 mètres de profondeur, il règne une température d’environ 12 °C à l’intérieur de la terre, même au plus fort de l’hiver. C’est là que réside par exemple le grand avantage des bâtiments souterrains, appelés Earth Homes. Ils n’ont pratiquement pas besoin d’énergie de chauffage, même en hiver.
Dans le cas du chauffage géothermique, l’énergie thermique est extraite du sol plus chaud à différentes profondeurs via un fluide de refroidissement et transportée dans la maison. Cette chaleur est ensuite transférée au liquide de chauffage via un système d’échange et utilisée comme chaleur de chauffage. Pour cela, on utilise un système de pompe à chaleur qui peut être conçu de différentes manières. Il existe également différentes manières d’extraire la chaleur du sol.
L’avantage d’un chauffage géothermique réside clairement dans le fait que l’on utilise une source d’énergie disponible en permanence, donc pratiquement renouvelable, pour le chauffage. La chaleur de l’intérieur de la terre est disponible en permanence, elle est simplement transportée à la surface de la terre par des applications géothermiques et y est rendue utilisable – un peu comme le rayonnement thermique du soleil, toujours présent, est utilisé pour les applications solaires.
L’un des inconvénients du système réside certainement dans le fait que le liquide de refroidissement doit circuler en permanence dans le sol pour en extraire la chaleur. Pour cela, il faut une source d’énergie – dans ce cas, le courant électrique.
Certes, l’électricité est utilisée de manière très efficace dans le cas d’une pompe à chaleur fonctionnant de cette manière, mais il s’agit en fin de compte d’une forme de chauffage électrique. L’utilisation de la géothermie ne peut donc être écologique et climatiquement neutre que si l’électricité utilisée pour son fonctionnement l’est aussi. Si l’électricité utilisée pour faire fonctionner la pompe à chaleur provient d’une centrale à charbon (il en existe encore de nombreuses en Allemagne), le bilan écologique de son propre chauffage géothermique est évidemment catastrophique – et il n’est pas question de neutralité climatique. Un autre inconvénient est que l’augmentation des coûts de l’électricité s’accompagne inévitablement d’une augmentation des coûts du chauffage.
En revanche, si la pompe à chaleur fonctionne avec de l’électricité solaire autoproduite, seules des énergies renouvelables sont utilisées pour l’ensemble du chauffage – dans ce cas, le chauffage est effectivement totalement neutre pour le climat. Les coûts de chauffage sont bien sûr encore plus faibles.
Combien coûtent les pompes à chaleur géothermiques ?
Cela peut varier considérablement en fonction de la quantité de chauffage nécessaire et du type d’installation utilisé.
La pompe à chaleur en elle-même ne coûte généralement que 5.000 EUR à 10.000 EUR, mais le coût de l’ensemble de l’installation se situe généralement entre 15.000 EUR et 25.000 EUR. Outre les coûts de la pompe à chaleur, il y a aussi les coûts de viabilisation, qui peuvent faire grimper le prix de l’installation géothermique.
Ces coûts relativement élevés (les autres types de chauffage se situent souvent dans une fourchette d’environ 10.000 EUR – 12.000 EUR, voire moins) sont quelque peu compensés par de nombreuses et importantes subventions.
L’État encourage fortement l’utilisation de la géothermie comme énergie de chauffage afin de promouvoir la diffusion de cette technologie et d’inciter les propriétaires à miser sur les énergies écologiques. Par ailleurs, une large diffusion du chauffage géothermique contribuerait bien entendu à la réalisation des objectifs climatiques.
Un petit exemple de coûts dans la pratique
Nous faisons installer un chauffage géothermique dans notre maison individuelle moderne et bien isolée, à la place de l’ancienne chaudière à mazout. Comme nous n’avons que peu de place sur notre terrain, nous optons pour une sonde géothermique pour récupérer l’énergie thermique.
| Poste | Prix |
| Pompe à chaleur (eau glycolée-eau), y compris l’installation et l’équilibrage hydraulique | 11.500 EUR |
| Viabilisation (forage en profondeur, sonde géothermique) | 8.800 EUR |
| Coût total | 20 300 EUR |
| Promotion | moins 4.500 EUR |
| frais à payer soi-même | 15 800 EUROS |
Il s’agit bien entendu d’un exemple de coût unique pour une installation et un type d’aménagement bien précis. Les coûts peuvent être très différents dans d’autres cas.
Les coûts peuvent aussi être nettement plus bas, en particulier pour les types de viabilisation proches de la surface (collecteurs souterrains) – mais une surface relativement importante est alors nécessaire sur le terrain.
De quoi dépendent généralement les coûts d’une pompe à chaleur géothermique ?
Ici, ce sont surtout 3 choses qui déterminent les coûts :
- le type de pompe à chaleur et sa puissance
- le type d’accès et les conditions de cet accès, et
- les besoins individuels en chauffage du bâtiment
Ces facteurs doivent toujours être pris en compte dans leur ensemble afin d’aboutir à une estimation solide des coûts.
Il est important de déterminer au préalable les besoins en chauffage de manière aussi précise que possible afin de pouvoir dimensionner correctement l’installation. Les “exceptions” climatiques – par exemple les jours d’hiver particulièrement froids doivent également être suffisamment prises en compte pour que l’installation fournisse effectivement suffisamment de chaleur en cas de besoin. Si un système est sous-dimensionné, il n’est guère possible de le corriger par la suite – c’est pourquoi il est impératif d’effectuer un calcul complet au préalable.
Quel est le coût de la pompe à chaleur dans ce cas ?
Cela dépend surtout de la puissance que la pompe doit fournir et aussi de sa qualité.
Une pompe avec un coefficient de performance annuel (COP) élevé est évidemment plus chère qu’une pompe avec une efficacité moindre. Le COP indique, en gros, le rapport entre le nombre de kWh d’électricité et le nombre de kWh de chaleur qui peuvent être produits.
Une pompe à chaleur avec un CJA de 4,0 produit (du moins mathématiquement) 4 kWh d’énergie thermique à partir de 1 kWh d’électricité.
Outre les valeurs de performance de la pompe, la construction et les fonctionnalités de la pompe jouent également un rôle dans le prix.
Le prix d’une pompe à chaleur se situe généralement entre 5.000 et 15.000 EUR, mais peut parfois être légèrement supérieur pour les pompes à chaleur très performantes.
Le facteur de coût le plus important est donc le coût de l’exploitation de la source de chaleur ?
Oui, dans la plupart des cas, c’est le cas. Selon le type d’aménagement utilisé et les conditions locales, les coûts peuvent être élevés, voire très élevés.
L’exploitation de la source de chaleur peut se faire de 4 manières :
- par l’intermédiaire de capteurs plans, qui sont des anneaux juxtaposés sur des canalisations
- par le biais de collecteurs en tranchée (appelés cuvettes), constitués de structures annulaires superposées, disposées les unes à côté des autres dans une tranchée
- par des sondes géothermiques placées en quelques points à grande profondeur
- sur une utilisation des eaux souterraines profondes comme source de chaleur (pompes à chaleur eau-eau)
Les capteurs plats sont le type de développement le plus avantageux, mais ils nécessitent également une très grande surface sur le terrain. En règle générale, pour la plupart des maisons individuelles de taille moyenne, il faut compter avec une surface nécessaire d’environ 300 m² à 350 m² – chaque m² de capteur plat ne permet généralement de produire que 25 W d’énergie.
Pour les maisons moins bien isolées ou d’une surface plus importante, le besoin en surface augmente rapidement.
Les coûts des capteurs plats sont en revanche très avantageux – on peut calculer entre 10 et 15 euros par m² dans la plupart des cas.
Les capteurs en tranchée (cuvettes) permettent d’obtenir beaucoup plus d’énergie en raison de la disposition des éléments les uns sous les autres – il est tout à fait possible d’obtenir environ 100 W par m² en fonction des conditions locales.
Pour la plupart des maisons individuelles, il faut donc creuser des tranchées de 80 à 100 m de long, si les besoins en chauffage ne sont pas trop élevés. Il faut compter environ 30 EUR à 40 EUR par mètre de tranchée, mais cela peut être nettement plus cher en fonction de la nature du sol.
Les sondes géothermiques sont le type d’exploitation le plus coûteux, mais elles nécessitent également le moins d’espace. Chaque mètre de profondeur foré permet d’obtenir en moyenne jusqu’à 50 W d’énergie thermique.
La raison en est que le sol devient nettement plus chaud avec la profondeur 0ce qui permet de produire comparativement plus d’énergie à grande profondeur.
Les coûts sont en moyenne d’environ 50 EUR à 60 EUR par mètre de forage mais en cas de conditions de sol difficiles, cela peut être beaucoup plus cher.
Si l’on n’utilise pas de sonde géothermique, mais que l’on puise la chaleur dans la nappe phréatique, les coûts de forage peuvent souvent être encore plus élevés. En règle générale, au moins deux forages sont nécessaires, les dépenses sont nettement plus élevées et, dans de nombreux cas, il faut également obtenir beaucoup plus d’autorisations. Il s’agit donc clairement de la méthode la plus coûteuse pour la production de chaleur.
Quels sont les besoins en chauffage des bâtiments, en règle générale, par surface ?
Il faut toujours le déterminer au cas par cas, de nombreux facteurs entrent en jeu de l’isolation des murs au type de fenêtres installées, en passant par la situation et l’orientation de la maison.
Il existe toutefois quelques valeurs indicatives approximatives auxquelles on peut se référer :
| Exécution du bâtiment | Besoin en chaleur de chauffage en kWh/m² par an |
| Maisons antérieures à 1977 ne répondant pas à la WSchV 1977 | env. 220 kWh/m² – 280 kWh/m² par an |
| Maisons construites à partir de 1977 et conformes à WSchV 1977 | env. 150 kWh/m² – 230 kWh/m² par an |
| Maisons conformes à la WschV 1984 | env. 80 kWh/m² – 150 kWh/m² par an |
| Maisons conformes à WSchV 1995 | env. 50 kWh/m² – 100 kWh/m² par an |
| Maisons conformes à l’EnEV 2009 | environ 50 kWh/m² – 70 kWh/m² par an |
| Maison à basse énergie | environ 30 kWh/m² – 50 kWh/m² par an |
| Maison passive | moins de 20 kWh/m² par an |
Bien entendu, il ne s’agit que de valeurs indicatives approximatives. Seul un spécialiste (conseiller en énergie, architecte, ingénieur civil) peut calculer les besoins exacts en chauffage après une analyse approfondie.
La charge calorifique requise (en kW) est en revanche une autre valeur elle indique la puissance du chauffage. La charge de chauffage requise ne doit pas être confondue avec le besoin en chaleur de chauffage.
On peut s’imaginer que c’est comme pour une voiture : la charge calorifique, ce sont les CV, et le besoin en chaleur de chauffage, le carburant nécessaire (consommation annuelle).
Combien coûte une pompe à chaleur géothermique en fonctionnement ?
C’est facile à calculer au cas par cas : une pompe à chaleur avec un COP de 4,0 produit 4 kWh de chaleur à partir de 1 kWh d’électricité.
Si nous supposons que les besoins en chauffage sont de 10.000 kWh, la pompe à chaleur a donc une consommation d’électricité de 2.500 kWh par an. Si l’on utilise des tarifs d’électricité réduits pour les pompes à chaleur, les coûts tombent à environ 475 euros par an.
Plus le TJA est élevé, plus les coûts de chauffage sont faibles – c’est pourquoi il est souvent intéressant d’investir dans une installation de qualité.
Toutefois, si le prix de l’électricité augmente, les frais de chauffage augmentent automatiquement. Cela peut être problématique.
Comparé à d’autres systèmes de chauffage, le chauffage par pompe à chaleur est donc relativement peu coûteux :
- Gaz env. 6 centimes/kWh Chaleur
- Biomasse (pellets) env. 4,5 cents/kWh – 5 cents/kWh de chaleur
- Pompe à chaleur env. 4,2 centimes/kWh – 7,3 centimes/kWh de chaleur
Beaucoup de choses dépendent donc du prix de l’électricité – il faut y penser, surtout à long terme. Les tarifs des pompes à chaleur peuvent être supprimés, le prix de l’électricité peut augmenter ou de nouvelles taxes sur l’électricité peuvent s’ajouter.
L’utilisation d’une installation solaire thermique pour le chauffage d’appoint (coût d’acquisition d’environ 10 000 EUR) permet en général de réduire encore la consommation annuelle d’environ 20 %. Il n’est toutefois pas certain que cela en vaille la peine dans certains cas.
Quelles sont les subventions disponibles pour les systèmes de chauffage géothermique ?
Jusqu’à présent, l’aide du BAFA s’élève à 4.000 euros pour la transformation d’une ancienne installation, et 4.500 euros sont versés pour les forages en profondeur.
Pour les maisons répondant à la norme énergétique KfW 55, l’aide est supérieure de 50 % et, dans certains cas, il est possible de bénéficier de primes spéciales.
