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Pompe à chaleur - fiche n°3

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Chauffage maison individuelle par géothermie avec pompe à chaleur sur sondes géothermiques verticales (en forages)

Le rez-de-chaussée est pourvu d’un plancher, chauffant – rafraîchissant, basse température, équipé de 450 mètres de tubes en polyéthylène réticulé, noyés dans une chape de béton.

L’étage est chauffé par des radiateurs à eau largement dimensionnés pour utiliser la même source de chaleur que le sol du rez-de-chaussée.

La maison est équipée de matériaux isolants importants, à la fois au sol (mousse de polyuréthane d’une épaisseur de 7 cm posée sur la dalle en béton) sur les murs laine de verre d’une épaisseur de 100 mm et à l’étage au plafond (laine de verre 200 mm sur plafond rampant et droit)

La puissance installée recommandée par le bureau d’étude a été de 10 200 W, pour des déperditions maximales thermiques estimées à 7 500 W

Pour l’eau chaude sanitaire équipement d’un ballon de 300 litres avec une résistance électrique de 3 kW (chauffage au tarif heures creuses)

La source froide de la pompe à chaleur est constituée de deux sondes géothermiques verticales, équipées chacune de deux tubes en U en polyéthylène haute densité d’un diamètre extérieur de 32 mm qui représentent une longueur totale équivalente à 650 m soit une surface d’échange de 65 m²

L’installation s’est faite en deux jours, la première journée a été consacrée à la réalisation de deux forages de 70 mètres dans du schiste.

Le premier forage est situé à 10 mètres de la maison et le second à 8 m. (distances recommandées par ADEME, EDF, BRGM)

La seconde journée a été réservée à la pose des sondes et à la cimentation des forages, l’injection du mélange mortier, ciment et bentonite, garantissant ainsi un excellent « échange entre le capteur et le sol

La génération de chaleur est assurée par une PAC réversible d’une puissance absorbée de 2.25 kW marque SOLTERM.  Le coefficient de performance (COP) de l’installation est de 4.53 En cas de nécessité, un appel à une résistance de 6 kW se fait automatiquement.

La pompe à chaleur est installée au rez-de-chaussée, dans un local dédié avec l’installation du chauffe eau électrique. L’incidence sonore est très faible, et ne pose aucun trouble aux occupants : 30 dB(A) dans les chambres et 35 dB(A) dans la salle de séjour au rez-de-chaussée.

Commentaires : Il faut noter que le plancher chauffant basse température, produit une sensation de chaleur uniforme, impression de confort thermique. Dans le cas de la pompe à chaleur réversible ceci est accentué par la possibilité de rafraîchissement en période de canicule, ce qui dans le cas présent fût particulièrement apprécié quelques semaines en 2003

L’ensemble du système n’a posé aucun problème, ni nécessité d’intervention particulière depuis 2002

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Dépenses annuelles Coût moyen annuel de 285 € (double tarif : heures pleines, heures creuses)

Retour sur investissement ? Pour confirmer la validité économique ou non de ce choix, nous faisons la comparaison avec un choix un chauffage électrique simple. Pour celui-ci un devis de 10 460 € a été obtenu pour la maison

Nous aurions donc Surcoût installation 11 325 € Economies annuelles 1 006 € (285 x 3.53 (COP-1) Hors aide (subventions, crédits d’impôts) le retour sur investissement demande 11 ans

Les nouvelles dispositions pour favoriser les économies d’énergie, prévoient des aides sous forme de crédit d’impôt couvrant 50 % des coûts matériels Dans le cas présent, l’aide serait de 50% de 6 556 + 2 013 (1/3 facture forage, le reste étant de la main d’œuvre) Le surcoût investissement serait ramené à 7 040 € et le retour sur investissement assuré en 7 ans.

A l’utilisation de la géothermie avec PAC sur SGV correspondrait au maximum 0.6 tonne de CO² (3 500 x 0.18) Par rapport à un chauffage électrique direct, qui conduirait à l’émission de 2.8 tonnes de CO², ce sont donc 2.2 tonnes de CO² rejetées qui sont évitées Un chauffage fuel qui nécessiterait 1.9 tep par an émettrait 6.3 tonnes de CO² et ce serait donc 5.7 tonnes de CO² rejetées évitées. Cette dernière valeur serait ramenée à 4.6 tonnes avec un chauffage gaz.

Déchets nucléaires En France la fourniture d’un kWh d’électricité par EDF induit la production de déchets - à vie courte : 9,1 mg/kWh
- à vie longue : 0,9 mg/kWh Aux 3 500 kWh appelés par la pompe à chaleur correspondent donc : 32 g de déchets à vie courte et 3.2 g de déchets à vie longue

  1. Description de l’installation
  2. La maison construite en 2002, possède une superficie de 195 m² habitables sur deux niveaux : 125 m² au rez-de-chaussée (entrée, séjour, une chambre et salle d’eau, cuisine) et 70 m² à l’étage (2 chambres et 2 salles d’eau + espaces divers)
  3. Bilan énergétique
  4. L’énergie électrique moyenne annuelle, consommée sur les 3 derniers hivers s’établit à 3 500 kWh. L’énergie thermique utile compte tenu du COP est donc de 15 855 (3 500 x 4.53) Ceci donne pour la maison une déperdition de 81 kWh/m², preuve globale de la bonne qualité de l’isolation thermique.
  5. Bilan économique
  6. Investissement (2002) Montant de l’investissement 21 785 € (PAC : 6 556 € ; forage et pose sondes 6 046 €, solde installation 9 180 €) soit 112 €/m² chauffée.
  7. Conséquences environnementales
  8. Bilan CO² Si en France la fourniture d’un kWh électrique en 2005 induit en moyenne 65.3 g de CO², il a toutefois pour le chauffage électrique été retenue une émission moyenne de 180 g/kWh (Convention ADEME EDF) pour prendre en compte, l’apport des centrales alimentées en fossiles en pointe de consommation que l’on attribut au seul chauffage électrique.
  9. Conclusion, un bilan global
  10. Le propriétaire de cette maison considère, que pour un surcoût relativement modéré, rapidement amorti avec les aides actuelles, la pompe à chaleur réversible assure un très grand confort d’hiver et si besoin d’été. Elle permet en outre une forte diminution des rejets ou déchets et devrait sous l’aspect écologie, être fortement soutenue
Fiches pratiques