Pompe à chaleur sol-eau : guide des pompes géothermiques pour la Suisse

La pompe à chaleur sol-eau représente une solution de chauffage efficace et fiable. Cet article vous fournit toutes les informations essentielles sur les pompes géothermiques, de leur fonctionnement à leurs coûts. Avec ces connaissances de base, vous pourrez déterminer si ce système de chauffage est une option viable pour vous. 

Mais d'abord, un peu de contexte technique sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur sol-eau.

Fonctionnement d'une pompe à chaleur sol-eau

Une pompe à chaleur sol-eau utilise la température stable du sol pour chauffer ou refroidir un bâtiment. Un fluide caloporteur circule dans des tuyaux souterrains, capte la chaleur du sol et la transmet à un système de chauffage. Un compresseur et d'autres composants permettent de rendre cette chaleur utilisable.

Mais comment cela fonctionne vraiment d’un point de vue technique ?

Principe de base et composants

Principe de base et composants

• Source d'énergie : Elle exploite la chaleur stockée dans le sol.

• Caloporteur : Un mélange d'eau et de glycol circule dans des tuyaux pour capter la chaleur du sol.

• Circuit de chauffage : Ce fluide circule à travers des tuyaux souterrains pour capter la chaleur.

Les composants essentiels incluent :

1. Évaporateur : Le fluide caloporteur transmet la chaleur absorbée à l'évaporateur.

2. Compresseur : Il comprime le fluide frigorigène, augmentant ainsi sa température.

3. Condenseur : Le fluide chaud transfère sa chaleur au système de chauffage.

4. Détendeur : Le fluide se détend et refroidit, et le cycle recommence.

Pourquoi la pompe géothermique est-elle si efficace ?

Trois raisons expliquent son efficacité :

1. Température constante du sol : Le sol maintient une température stable, augmentant l'efficacité.

2. Coûts d'exploitation réduits : Grâce à son efficacité, les coûts de fonctionnement sont bas.

3. Respect de l'environnement : Aucune émission de CO2, car l'énergie provient du sol.

Maintenant que vous savez comment fonctionne une pompe à chaleur sol-eau et pourquoi elle est si efficace, passons en revue les différents types de pompes géothermiques disponibles.

Les différents types de pompes à chaleur géothermiques

Les pompes à chaleur géothermiques ne sont pas toutes identiques. Selon vos besoins et les conditions locales, différents types de pompes sont disponibles, chacune avec ses propres avantages et inconvénients. Elles se distinguent par leur échangeur de chaleur :

• Certaines utilisent une sonde profonde dans le sol.

• D'autres utilisent des capteurs horizontaux enterrés.

Voyons cela plus en détail.

1. Pompe géothermique avec sonde

Des sondes (réservoirs thermiques de sondes géothermiques) sont installées verticalement dans le sol, à travers lesquelles circule la solution saline.

Cette solution nécessite seulement une surface de 20 mètres carrés, ce qui la rend idéale pour les terrains et les maisons où l'espace est limité. Pour garantir une température constante d'environ 10 degrés Celsius tout au long de l'année malgré le manque d'espace, des forages à des profondeurs de 100 à 300 mètres sont nécessaires.

La profondeur exacte des forages dépend de divers facteurs, tels que les besoins en chaleur de votre maison et la composition du sol, ainsi que son aptitude en tant que source de chaleur dans votre région. Une autorisation cantonale est également nécessaire.

En raison des forages profonds, les coûts d'installation des pompes géothermiques avec sondes géothermiques sont significatifs. En plus du forage, les sondes doivent être entourées de béton, ce qui augmente encore le coût.

En résumé, voici ce que l'on peut dire de ce type de pompe à chaleur :

• Forge : Forage de 100 à 300 mètres de profondeur

• Avantages :

• Haute efficacité

• Faible besoin en espace

• Inconvénients :

• Coûts d'installation élevés

• Nécessite une autorisation

Pour en savoir plus sur les pompes à chaleur avec sonde géothermique, consultez notre article : Sondes géothermiques.

2. Pompe géothermique avec capteur horizontal

Dans cette solution, la solution saline circule à travers des tuyaux horizontaux installés juste sous la surface du sol.

En général, pour installer des capteurs horizontaux, il faut prévoir une surface équivalente au double de la superficie habitable à chauffer. Cela signifie que pour une maison de 200 mètres carrés, il faut environ 400 mètres carrés de jardin pour les capteurs horizontaux.

Il est important de noter que cette surface ne doit ni être construite ni pavée, car le sol doit avoir accès à l'eau de pluie pour la génération d'énergie thermique.

• Surface requise : Environ 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer.

• Avantages :

• Coûts d'installation plus faibles

• Pas de forage profond nécessaire

• Inconvénients :

• Nécessite beaucoup d'espace

• Efficacité réduite en cas de gel

Pour en savoir plus sur les capteurs horizontaux, consultez notre article : Capteurs géothermiques : différences, coûts et subventions.

3. Pompe géothermique avec panier (collecteur) géothermique ou capteurs à tranchée

Dans ce système, des tuyaux en spirale ou des capteurs à tranchée sont installés à faible profondeur. Ces tuyaux sont placés dans une tranchée d'environ 1,50 à 2 mètres de large autour du bâtiment ou du jardin. Comme pour les capteurs horizontaux, la profondeur d'installation doit être suffisante pour se situer bien en dessous de la ligne de gel.

La longueur de cette tranchée dépend de vos besoins en chauffage, généralement entre 40 et 80 mètres. Les capteurs sont ensuite disposés en anneaux dans la tranchée, ce qui donne son nom à cette pompe géothermique. Étant donné que la profondeur de l'excavation est relativement faible, vous pouvez réduire les coûts de construction en réalisant certains travaux vous-même.

• Profondeur : Environ 1,5 à 2 mètres.

• Avantages :

• Gain de place

• Installation simple

• Inconvénients :

• Efficacité réduite

• Risque de gel

Maintenant que nous avons examiné les trois types de pompes géothermiques, voyons leurs caractéristiques en un coup d'œil :

Vous avez désormais un aperçu des différentes types de pompes géothermiques. En fonction de vos besoins et des conditions locales, vous pouvez choisir l'option qui vous convient le mieux.

Dans la section suivante, nous discuterons des avantages et des inconvénients des pompes à chaleur géothermiques par rapport à d'autres solutions de chauffage.

Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur sol-eau

Comme toute technologie, la pompe à chaleur sol-eau présente des avantages et des inconvénients. Avant de prendre une décision, il est important de connaître les points forts et les limitations de ce système de chauffage.

Avantages

Les avantages de la pompe à chaleur sol-eau sont les suivants :

• Efficacité énergétique : En utilisant la température constante du sol, l'efficacité est particulièrement élevée.

• Respect de l'environnement : Aucune émission de CO2 et faible consommation d'électricité.

• Polyvalence : Peut être utilisée pour le chauffage et la climatisation.

• Entretien minimal : Moins de pièces mobiles signifie moins d'entretien.

• Durabilité : Avec une durée de vie allant jusqu'à 25 ans, c'est un investissement à long terme.

Inconvénients

Les inconvénients de la pompe à chaleur géothermique sont les suivants :

• Coûts initiaux élevés : L'installation peut être coûteuse, surtout pour les forages profonds.

• Autorisations : Des autorisations administratives sont souvent nécessaires.

• Espace requis : Selon le type de pompe à chaleur géothermique, une grande surface peut être nécessaire. Il faut également respecter les distances minimales par rapport aux limites de propriété et aux autres forages.

• Consommation d'énergie : Bien qu'efficace, la pompe nécessite toujours de l'électricité pour fonctionner.

La prochaine question est : comment bien planifier l’installation d’une pompe à chaleur sol-eau ?

Comment planifier correctement l'installation d'une pompe à chaleur sol-eau ?

Décider d'installer une pompe à chaleur sol-eau est seulement la première étape. La véritable difficulté réside dans la planification et la mise en œuvre. Voici quelques points clés à prendre en compte.

Étape 1 : Analyse des besoins

La première chose à faire est d'évaluer vos besoins en chauffage. Cela peut se faire par une consultation énergétique professionnelle ou une analyse CECB. L'expert prendra en compte des facteurs tels que la taille du bâtiment, l'isolation et le nombre d'occupants pour établir une estimation précise.

Pour vous donner une idée de ce à quoi ressemble une telle analyse, voici un exemple :

Hypothèses :

• Une maison individuelle de 150 mètres carrés de surface habitable

• Hauteur moyenne de plafond de 2,5 mètres

• Maison bien isolée

• 4 occupants

Calcul :

1. Volume de la pièce : 150 m2 (surface habitable) x 2,5 m (hauteur de plafond) = 375 m3

2. Définir la charge thermique par mètre cube : Pour les maisons bien isolées, la charge thermique est d'environ 25-30 watts par m3. Prenons une moyenne de 27,5 watts/m3.

3. Calculer la charge thermique totale : 375 m3 (volume) x 27,5 watts/m3 (charge thermique) = 10 312,5 watts ou environ 10,3 kW.

Résultat : Pour cette maison, une pompe à chaleur sol-eau avec une capacité de chauffage d'environ 10,3 kW serait nécessaire.

Facteurs supplémentaires :

• Plus il y a de personnes, plus il y a de sources de chaleur et potentiellement moins de besoins en chauffage.

• Dans les régions plus froides, la charge thermique peut être plus élevée.

• De grandes fenêtres orientées au sud peuvent réduire les besoins en chauffage.

Étape 2 : Choix de l'emplacement

La prochaine étape est de choisir l'emplacement. Il est important de réaliser une étude de sol pour vérifier la nature du sol et déterminer si votre terrain est suffisamment grand pour les forages nécessaires.

Voici un exemple pour cette étape :

Hypothèses :

• Maison individuelle avec jardin (les mêmes dimensions que précédemment)

• Taille du terrain : 800 mètres carrés

• Sol argileux

• Pas de conduites d'eau ou de câbles souterrains dans la zone prévue

Processus de choix de l'emplacement :

1. Étude de sol : Elle donne des informations sur la nature du sol. Dans cet exemple, le sol argileux est favorable à la conductivité thermique.

2. Espace nécessaire : En fonction de l'analyse des besoins et de la capacité de la pompe à chaleur (par exemple, 10,3 kW), vous pouvez déterminer l'espace requis pour les sondes ou les capteurs géothermiques.

3. Distance par rapport aux bâtiments et aux limites : Assurez-vous que l'emplacement choisi respecte les distances minimales légales par rapport aux bâtiments et aux limites de propriété. En général, il s'agit d'au moins 3 mètres par rapport aux limites de propriété et 6 mètres par rapport à la sonde la plus proche.

4. Accessibilité : L'emplacement doit être facilement accessible pour faciliter l'installation. Dans cet exemple, un coin du jardin facilement accessible serait idéal.

5. Autorisations : Vérifiez que l'emplacement choisi est conforme aux réglementations locales et aux plans de zonage. Déposez les demandes nécessaires le cas échéant.

6. Décision finale : Après avoir pris en compte tous les facteurs, vous pouvez choisir l'emplacement définitif. Dans cet exemple, ce serait un coin libre du jardin respectant toutes les exigences techniques et légales.

Résultat : L'emplacement idéal dans cet exemple serait un coin accessible du jardin, respectant toutes les exigences techniques et légales.

Étape 3 : Autorisations

Comme mentionné précédemment, les autorisations peuvent constituer un obstacle supplémentaire pour l'installation d'une pompe à chaleur. Vous devez les demander auprès de votre canton et déposer un dossier. Un expert peut vous aider dans cette démarche.

Étape 4 : Consulter des experts

Il est crucial de trouver un professionnel qualifié pour l'installation de la pompe à chaleur. Obtenez plusieurs devis et comparez-les attentivement. Ne vous concentrez pas uniquement sur le prix, mais également sur la qualité du travail et l'expérience de l'installateur.

Chez Buildigo, nous pouvons vous aider à trouver des partenaires fiables et qualifiés dans le domaine des pompes à chaleur.

Étape 5 : Installation

L'installation doit être réalisée par un professionnel qualifié. Prévoyez un rendez-vous pour l'installation et assurez-vous que tous les matériaux et outils nécessaires sont disponibles. Après l'installation, une vérification de la qualité est essentielle pour garantir le bon fonctionnement du système.

Étape 6 : Mise en service et entretien

Après l'installation, l'étape suivante est la mise en service de la pompe à chaleur. L'installateur vous aidera à démarrer le système et à effectuer les premiers tests. Ensuite, mettez en place un plan d'entretien. Des inspections et des entretiens réguliers sont essentiels pour garantir la longévité et l'efficacité du système.

Une bonne planification est essentielle pour réussir l'installation de votre pompe à chaleur sol-eau. De la sélection du bon emplacement à l'obtention des autorisations nécessaires, chaque étape doit être soigneusement préparée.

Mais à quoi d'autre peut servir une pompe à chaleur sol-eau, en dehors du chauffage ?

Pour quels usages une pompe à chaleur sol-eau est-elle adaptée ?

La pompe à chaleur sol-eau est un véritable couteau suisse. Elle ne sert pas seulement au chauffage, mais peut aussi être utilisée dans différents domaines. Par exemple :

• Pour la climatisation

• Pour la production d'eau chaude

• En combinaison avec un chauffage au sol

Climatisation avec la géothermie

La pompe à chaleur sol-eau peut également être utilisée pour la climatisation. En mode été, la pompe extrait la chaleur du bâtiment et la renvoie dans le sol. Ce procédé, connu sous le nom de« refroidissement passif », est particulièrement économe en énergie. Vous utilisez la température constante et fraîche du sol pour rafraîchir votre maison. Un avantage supplémentaire : puisque l'infrastructure existante de la pompe à chaleur est utilisée, il n'y a pas de coûts supplémentaires pour un système de climatisation séparé.

Production d'eau chaude

La pompe à chaleur peut également être utilisée pour la production d'eau chaude. Elle capte la chaleur du sol et l'utilise pour chauffer l'eau dans un réservoir intégré ou externe. En termes simples : la géothermie est utilisée pour chauffer l'eau de votre douche et de votre évier.

Chauffage au sol

La pompe à chaleur géothermique est idéale pour être combinée avec un chauffage au sol. La pompe extrait la chaleur du sol et augmente la température de l'eau qui circule ensuite dans les tuyaux du chauffage au sol. Le résultat : une maison agréablement chaude, économe en énergie et confortable.

De la climatisation en été à la production d'eau chaude, la pompe à chaleur géothermique offre une variété d'utilisations.

Cependant, les coûts sont également un facteur décisif, et c'est ce que nous allons aborder dans la section suivante.

Coûts d'une pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur sol-eau est certes une merveille de la technologie, mais elle n'est pas gratuite. Avant de choisir cette méthode de chauffage, il est important de bien comprendre les coûts impliqués.

Ces coûts se répartissent en trois catégories :

1. Coûts de raccordement

2. Coûts d'achat

3. Coûts d'entretien et de fonctionnement

Coûts de raccordement

Les coûts de raccordement représentent la part la plus importante du budget pour une pompe à chaleur géothermique. Ils comprennent :

• Étude de sol 

• Forages

• Pose de tuyaux 

Les coûts d'une étude de sol varient entre 600 et 1 500 CHF, en fonction des caractéristiques du terrain et du type de pompe à chaleur.

Les coûts de forage dépendent du type de pompe à chaleur géothermique. Pour un forage de sonde géothermique, les coûts se situent entre 70 et 100 CHF par mètre, avec un coût moyen d'environ 20 000 CHF. Les pompes à chaleur géothermiques utilisant des collecteurs à anneaux ou des collecteurs de surface sont moins chères, avec des coûts de forage de 6 000 à 9 000 CHF.

Des travaux de pose de tuyaux spécifiques sont généralement nécessaires pour les bâtiments anciens, ce qui peut augmenter les coûts de raccordement si une ancienne chaudière à gaz ou à mazout doit être remplacée.

Ainsi, les coûts de raccordement pour une pompe à chaleur géothermique varient entre 7 000 et 25 000 CHF.

Coûts d'achat

Les coûts d'achat pour une pompe à chaleur géothermique se situent entre 15 000 et 25 000 CHF et se composent de :

• La pompe à chaleur elle-même : Entre 9 000 et 16 000 CHF, selon la taille et la puissance.

• Installation : Environ 4 000 à 6 000 CHF.

• Composants supplémentaires : Thermostats, réservoir tampon et autres extras peuvent être nécessaires et augmenter les coûts.

Coûts d'entretien et de fonctionnement

Les coûts d'entretien annuels sont généralement de l'ordre de 250 CHF, ce qui représente une petite part des frais courants.

Les coûts de fonctionnement dépendent de votre maison. Voici un exemple de calcul :

• Pour une maison individuelle de 150 m2, avec une hauteur de plafond de 2,5 mètres, le besoin en chaleur est de 20 000 kWh d'énergie thermique. Avec une valeur de rendement annuel de 4, la consommation d'électricité est réduite à 5 000 kWh.

• En 2024, les clients résidentiels en Suisse paieront en moyenne 32,14 centimes par kilowattheure.

• Résultat : Les coûts de fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique sont de 1 607 CHF par an.

La pompe à chaleur sol-eau est certainement un investissement, mais un investissement qui peut se rentabiliser à long terme, tant pour l'environnement que pour votre portefeuille.

Pour amortir cet investissement rapidement, il est important de connaître les aides financières disponibles.

Subventions pour une pompe à chaleur géothermique

Les coûts initiaux élevés d'une pompe à chaleur sol-eau peuvent être atténués par divers programmes de subventions. Voici un aperçu des options disponibles :

• SuisseEnergie : Certains cantons proposent leurs propres programmes de subventions, qui varient en fonction des montants et des conditions.

• Déductions fiscales : Dans certains cas, les coûts d'installation d'une pompe à chaleur peuvent être déductibles fiscalement.

• Fournisseurs d'énergie : Certains fournisseurs d'énergie locaux proposent également des subventions ou des remises.

Pour en savoir plus, consultez notre article sur les subventions pour les pompes à chaleur.

Conclusion

Après cette plongée dans le monde du chauffage géothermique, vous devriez avoir une bonne compréhension de cette méthode de chauffage durable. Voici un résumé des points clés :

La pompe à chaleur sol-eau est une solution d'avenir et durable pour le chauffage et la climatisation des espaces. Bien qu'elle soit coûteuse à l'achat, les économies à long terme et les avantages environnementaux en font un investissement rentable. Si vous cherchez un système de chauffage qui protège à la fois votre portefeuille et la planète, la pompe à chaleur sol-eau pourrait être la solution idéale pour vous.

Il est toujours recommandé de faire appel à des experts si vous envisagez sérieusement d'installer une pompe à chaleur. Ils peuvent vous faire économiser de l'argent à court et à long terme.