Pompe à chaleur eau/eau et géothermique : comment ça marche, et pour qui ?
Une pompe à chaleur géothermique puise la chaleur dans le sol plutôt que dans l'air extérieur : soit par des capteurs enterrés parcourus d'eau glycolée (PAC sol/eau), soit directement dans une nappe phréatique (PAC eau/eau). Sa source reste tiède et stable toute l'année, ce qui lui donne un meilleur rendement par grand froid qu'une PAC air/eau. En contrepartie, le captage (terrassement ou forage) la rend nettement plus chère et plus lourde à installer, et impose des démarches.
Pompe à chaleur géothermique : c'est quoi ?
Il s'agit de géothermie « de surface » : on récupère les quelques degrés que le sol ou une nappe conservent en permanence, et la pompe à chaleur relève cette température jusqu'au niveau utile pour le chauffage et, souvent, l'eau chaude sanitaire.
Selon l'ADEME, au-delà d'environ 10 m de profondeur, le sol reste entre 10 et 16 °C toute l'année : quand il gèle dehors, la source de chaleur ne bouge presque pas.
Le schéma d'une PAC géothermique expliqué en texte
Une installation géothermique se compose de trois circuits qui ne se mélangent jamais :
- Le circuit de captage. Des tubes enterrés forment une boucle fermée où circule de l'eau additionnée d'antigel, qui se réchauffe de quelques degrés au contact du sol. Sur nappe, c'est l'eau de la nappe qui est pompée, passe dans un échangeur, puis est rejetée par un second forage.
- Le circuit frigorifique, dans la PAC : l'évaporateur récupère la chaleur du captage, le compresseur élève la température du fluide frigorigène, le condenseur la cède à l'eau de chauffage. Toute intervention sur ce circuit est réservée à un professionnel titulaire d'une attestation de capacité.
- Le circuit de chauffage : plancher chauffant, radiateurs, ventilo-convecteurs, et le ballon d'eau chaude sanitaire.
La PAC elle-même s'installe à l'intérieur, comme une chaudière. Il n'y a aucune unité extérieure ventilée.
Géothermie sol/eau ou pompe à chaleur eau/eau : la différence
Les deux sont des PAC géothermiques, mais elles ne puisent pas la chaleur au même endroit.
| PAC sol/eau (eau glycolée/eau) | PAC eau/eau (sur nappe) | |
|---|---|---|
| Source de chaleur | Le sol, via des capteurs | L'eau d'une nappe phréatique |
| Type de boucle | Fermée : le fluide tourne en circuit | Ouverte : prélèvement puis rejet |
| Ouvrages | Capteurs horizontaux ou sondes verticales | Deux forages (prélèvement et rejet) |
| Condition préalable | Du terrain libre ou la possibilité de forer | Une nappe au débit suffisant |
| Point sensible | Emprise au sol ou coût du forage | Qualité de l'eau, pérennité du débit |
L'eau/eau est la plus performante sur le papier, mais aussi la plus dépendante de conditions que vous ne maîtrisez pas.
Captage horizontal, vertical ou sur nappe phréatique
Captage horizontal : quelle surface nécessaire ?
Les tubes sont posés à plat dans le jardin. D'après l'ADEME, il faut compter une surface de capteurs de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer : pour une maison de 150 m², le capteur occupe entre 225 et 300 m² de jardin. Les tubes sont enterrés à au moins 80 cm de profondeur.
Les contraintes sont nombreuses :
- la surface doit rester perméable : pas de terrasse, d'allée enrobée ou de construction au-dessus ;
- il faut rester à plus de 2 m des arbres, à 1,5 m des réseaux enterrés, et à 3 m des fondations, puits et fosses ;
- le chantier impose un terrassement complet de la zone.
Il convient donc aux grands terrains dégagés.
Captage vertical : le forage
Une ou plusieurs sondes descendent verticalement dans le sol. L'ADEME donne l'exemple d'une maison d'environ 120 m² : deux sondes d'environ 70 m chacune, distantes d'au moins 10 m, ou une seule sonde de 140 m.
L'emprise au sol est faible, ce qui rend la solution possible sur un petit terrain accessible à une foreuse. Le forage pèse le plus lourd dans le budget et déclenche l'essentiel des démarches.
Captage sur nappe phréatique
Pour une PAC eau/eau, on réalise deux forages : l'un pour prélever l'eau, l'autre pour la rejeter dans la même nappe (on parle aussi d'aquathermie). L'ADEME précise qu'il faut une nappe offrant un débit suffisant, de l'ordre de 1 à 3 m³/h, et des démarches, « notamment une déclaration en mairie ». Son guide de 2014 évoquait des forages de 30 à 100 m.
Une étude hydrogéologique préalable vérifie le débit, sa stabilité et la composition de l'eau, qui peut encrasser l'échangeur.
Pompe à chaleur géothermique ou air/eau ?
C'est la vraie question derrière « géothermie ou aérothermie ». La PAC air/eau puise dans un air dont la température chute justement quand vos besoins sont les plus forts ; la PAC géothermique, dans une source quasi constante.
Deux exemples de fiches constructeur (laboratoire, norme EN 14511), à prendre comme ordres de grandeur :
| Modèle et condition d'essai | COP annoncé |
|---|---|
| Air/eau Panasonic Aquarea T-CAP Monobloc J (9 kW), air +7 °C / eau 35 °C | 5,08 |
| Même modèle, air -7 °C / eau 35 °C | 3,08 |
| Sol/eau NIBE S1155, capteur 0 °C / eau 35 °C | 4,72 à 4,87 |
| Même modèle, source à 10 °C / eau 35 °C | 6,00 à 6,12 |
Par temps doux, une bonne PAC air/eau fait jeu égal. L'écart se creuse par grand froid et en eau chaude (SCOP annoncé en eau à 55 °C : 4,0-4,1 pour la NIBE, 3,57 pour la Panasonic). Pour comprendre pourquoi le rendement d'une PAC air/eau baisse avec le froid, voir notre guide sur la température extérieure et le COP d'une pompe à chaleur.
Sur le coût, la réponse est simple et sans chiffre : une installation géothermique est nettement plus chère qu'une PAC air/eau, surtout à cause du forage ou du terrassement. Pour une maison bien isolée en climat tempéré, une pompe à chaleur air/eau bien dimensionnée suffit le plus souvent. La géothermie se justifie davantage pour de gros besoins, un climat rude, un projet de long terme ou un voisinage où une unité extérieure poserait problème.
Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur géothermique
Les avantages
- Un rendement stable en hiver, sans chute brutale par grand froid.
- Pas d'unité extérieure : pas de ventilateur, pas de dégivrage, pas d'impact visuel.
- Des capteurs très durables : l'ADEME indique que les capteurs enterrés ont une durée de vie « supérieure à 40 ans », bien au-delà de celle de la PAC.
- Un rafraîchissement doux possible sur certaines installations, en faisant circuler l'eau fraîche du captage dans les émetteurs.
Les inconvénients d'une pompe à chaleur eau/eau ou sol/eau
- Le coût d'installation, nettement supérieur à celui d'une PAC air/eau.
- Des travaux lourds : terrassement du jardin ou venue d'une foreuse.
- Des démarches : déclaration de l'ouvrage, voire expertise selon la zone.
- Pour l'eau/eau, une dépendance à la nappe : débit qui peut varier, eau qui peut colmater, forages à surveiller.
- Une erreur de captage difficile à corriger : un capteur sous-dimensionné peut refroidir progressivement le terrain qui l'entoure, et on ne rajoute pas une sonde comme on change un réglage.
Bruit : une PAC sans unité extérieure ventilée
C'est l'un des arguments les plus solides de la géothermie. Une PAC air/eau brasse de l'air avec un ventilateur placé dehors, ce qui peut gêner le voisinage. La PAC géothermique est entièrement à l'intérieur : on n'entend que le compresseur et les circulateurs. Il suffit de l'installer loin des chambres, sur des supports qui limitent la transmission des vibrations.
Entretien d'une pompe à chaleur géothermique
L'entretien est obligatoire au moins tous les deux ans pour les systèmes thermodynamiques de 4 à 70 kW (décret n° 2020-912 du 28 juillet 2020). Sur une installation géothermique, le technicien contrôle en plus :
- la pression et l'étanchéité du circuit de captage ;
- la teneur en antigel du fluide de captage ;
- les filtres, et pour l'eau/eau, l'échangeur et la pompe de puits.
Vous pouvez surveiller vous-même la pression au manomètre, les codes erreur et la consommation d'une année sur l'autre ; le reste relève du technicien. Voir aussi notre guide sur la durée de vie d'une pompe à chaleur.
Réglementation : la géothermie de minime importance (GMI)
La plupart des forages de particuliers relèvent du régime de la géothermie de minime importance, créé par le décret n° 2015-15 du 8 janvier 2015.
- Boucle fermée (sondes) : profondeur inférieure à 200 m, et puissance sous un seuil très supérieur aux besoins d'une maison.
- Boucle ouverte (nappe) : mêmes conditions, plus une réinjection dans le même aquifère, des débits sous le seuil d'autorisation et une eau à moins de 25 °C.
Le territoire est découpé en zones :
- zone verte : simple déclaration ;
- zone orange : déclaration accompagnée de l'attestation d'un expert agréé ;
- zone rouge : on sort de la minime importance, une autorisation au titre du Code minier est nécessaire.
Selon l'ADEME, la simple déclaration s'applique sur environ 83 % du territoire métropolitain, et les ouvrages de moins de 10 m de profondeur sortent du Code minier. La déclaration est faite par le foreur, qui doit être qualifié, via le téléservice national. La carte des zones et la procédure sont sur geothermies.fr.
Les aides
La PAC géothermique reste aidée par MaPrimeRénov' par geste en 2026, sous conditions de ressources et de performance. Le détail est sur notre page aides pompe à chaleur 2026.
La géothermie est-elle faite pour votre maison ?
Elle a du sens si vous cochez plusieurs cases : terrain ou forage possible, gros besoins, climat froid, projet de long terme, voisinage sensible au bruit. Pour situer votre logement avant de consulter des installateurs, faites notre diagnostic gratuit en 12 questions.
Questions fréquentes
Quelle surface de terrain faut-il pour une géothermie horizontale ?
L'ADEME estime la surface de capteurs à 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer, soit 225 à 300 m² de jardin pour une maison de 150 m². Cette surface doit rester perméable, sans terrasse ni allée, à distance des arbres, des réseaux et des fondations. Sur un petit terrain, seul le captage vertical reste envisageable.
Une pompe à chaleur eau/eau est-elle bruyante ?
Non, c'est l'un de ses atouts. Il n'y a pas d'unité extérieure ni de ventilateur : le compresseur et les circulateurs sont à l'intérieur, dans un local technique. Le niveau sonore se rapproche de celui d'une chaudière récente. Il suffit de l'éloigner des chambres et de soigner les supports antivibratiles.
Faut-il une autorisation pour un forage géothermique ?
Pour un particulier, le forage relève en général de la géothermie de minime importance : une simple déclaration en zone verte, une attestation d'expert agréé en zone orange, une autorisation au titre du Code minier en zone rouge. La déclaration est faite par le foreur qualifié via le téléservice geothermies.fr. Une PAC sur nappe demande aussi des démarches en mairie.
Quelle est la durée de vie d'une installation géothermique ?
L'ADEME distingue deux éléments : la pompe à chaleur elle-même, dont la durée de vie est de l'ordre de 15 ans comme une chaudière, et les capteurs enterrés, qui dépassent 40 ans. Au remplacement de la PAC, le captage est donc normalement conservé, ce qui allège fortement le second investissement.