PAC eau/eau (géothermie sur nappe)

La PAC eau/eau (géothermie sur nappe) valorise la température stable d’une nappe phréatique : on pompe l’eau souterraine dans un puits de production, on récupère ses calories (ou frigories) via un échangeur, puis on réinjecte l’eau dans un puits de réinjection. Côté bâtiment, la PAC fournit chauffage, rafraîchissement (souvent très performant) et parfois ECS. Atout majeur : une source thermique quasi constante toute l’année, gage de COP élevés et de puissances bien tenues, à condition de respecter les contraintes hydrogéologiques et réglementaires.

PAC eau/eau : définition et fonctionnement

Une installation type comprend : deux forages (pompage / réinjection), une ligne nappe (pompe immergée, filtres, mesures de débit/pression/Temp°), un échangeur à plaques qui sépare l’eau de nappe du circuit bâtiment (pour limiter l’entartrage/fouling de la PAC), puis une PAC eau/eau alimentant ballon tampon, loi d’eau, vannes 2/3 voies et émetteurs basse température (plancher, ventilo-convecteurs, radiateurs adaptés).

Le dimensionnement s’appuie sur la puissance soutirable de la nappe (débit autorisé × ΔT admissible), la chimie de l’eau (fer, manganèse, carbonates), la distance hydraulique entre puits (éviter les courts-circuits) et le bilan thermique annuel (ne pas « refroidir » ou « réchauffer » durablement l’aquifère). En été, on peut faire du rafraîchissement “gratuit” (free/geo-cooling) en by-passant la PAC : l’eau de nappe traverse l’échangeur et rafraîchit le réseau secondaire à très faible consommation. Suivi en GTB recommandé : SCOP/SEER, ΔT nappe, débits, colmatage filtres et qualité d’ECS (anti-légionelles si production locale).

Intérêts, limites et points d’attention de la PAC eau/eau

Intérêts

• COP/SEER élevés grâce à une source stable (peu sensible aux vagues de froid/chaud).
• Rafraîchissement passif possible, consommations très faibles en été.
• Silence et intégration architecturale (pas d’unités extérieures visibles).
• Décarbonation importante si électricité peu carbonée.

Limites

• Autorisations et études loi sur l’eau (déclarations, suivi environnemental).
• Risques de colmatage/entartrage/biofouling (fer, Mn, carbonates).
• Exigence d’une réinjection fiable (perméabilité, charge, contrôle thermique).
• CAPEX et planning supérieurs (forages, analyses, essais de pompage).

Points d’attention

• Hydrogéologie : essais de pompage, distance puits, plume thermique maîtrisée.
• Traitements : filtration, chasse/soufflage, anti-tartre si besoin, échangeur intermédiaire systématique.
• Hydraulique : débit mini PAC, équilibrage, ΔT cible, sécurités antigel côté secondaire.
• Émetteurs : viser la basse température pour maximiser le rendement.
• Supervision : comptages énergie/fluides, alarmes ΔP filtres, tendances Temp°.
• Exploitation : plan de maintenance des puits (brossage, réhabilitation), suivi qualité d’eau.

Anecdote — « La nappe du Rhin rafraîchit l’open space »

À Strasbourg, un bâtiment de bureaux manquait de place en toiture et souhaitait éviter les groupes froids visibles. Une solution nappe a été retenue : puits de pompage en cour arrière, puits de réinjection en limite de parcelle, échangeur interposé puis PAC eau/eau. En été, le free-cooling de la nappe suffit la plupart du temps ; la PAC n’intervient qu’aux pics. Résultat : silence côté façade, COP saisonnier confortablement élevé et riverains convaincus… sans la moindre unité extérieure. Morale : quand le terrain s’y prête, la meilleure “machine” est souterraine.