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1ère/Term ICCER · Énergie · Pompe à chaleur

Énergie géothermique

Le sol garde une température stable toute l'année. Une pompe à chaleur géothermique y prélève de la chaleur basse température, l'élève en utilisant un peu d'électricité, et la restitue dans la maison. Avec un COP de 4, 1 kWh d'électricité produit 4 kWh de chaleur.

🌡️
COP — Coefficient de Performance : rapport entre l'énergie de chaleur restituée et l'énergie électrique consommée. Une PAC géothermique typique a un COP de 3 à 5. Pour 1 kWh d'électricité (= énergie payée), elle livre 3 à 5 kWh de chauffage. Les autres kWh proviennent gratuitement du sol.
Type de captage

Maison bien isolée : besoin ≈ 50 W/m². Maison ancienne : 100 W/m².

Captage horizontal COP = 4,0
P chauffage
6 000 W
Conso élec.
1 500 W

📋 Bilan annuel

🧠 Trois repères

  • D'où vient l'énergie « gratuite ». Le sol stocke en permanence la chaleur du Soleil et de la Terre. À 1 m de profondeur, T ≈ 12 °C toute l'année ; à 100 m, ≈ 15 °C. La PAC prélève cette chaleur basse température pour la concentrer.
  • Le compresseur, c'est le « cœur ». Un fluide frigorigène circule en boucle : il s'évapore en captant la chaleur du sol (échangeur froid), puis le compresseur l'élève en T° et P, puis il se condense en cédant la chaleur au circuit de chauffage. Le travail du compresseur = électricité consommée.
  • COP réel ≠ COP nominal. Le COP affiché est mesuré dans des conditions idéales (eau sortie 35 °C, source 0 °C = norme EN 14511). En usage réel (radiateurs 55 °C, hiver rigoureux), le COP saisonnier (SCOP) est typiquement 20-30 % inférieur.
Formules
Puissance chauffage : P_chaud = COP × P_élec
Énergie extraite du sol : Q_sol = P_chaud − P_élec = (COP − 1) × P_élec
Bilan saison : E_an = P_chaud × h_chauffage (≈ 1 800 h/an en France)