Géothermie et PAC géothermique en re2020 : le guide
En bref
La PAC géothermique puise la chaleur du sol ou des nappes souterraines pour chauffer votre maison. Avec un COP stabilisé entre 4 et 5 toute l'année, elle excelle dans les indicateurs re2020 — Cep, Cepnr, Ic énergie — au prix d'un investissement plus élevé qu'une PAC air/eau classique. Un guide pour décider en connaissance de cause.
Claire Montrevault — Thermicienne chez Etude-bet | Publié le 27 avril 2026
Pourquoi la géothermie revient sur le devant de la scène
Pendant des années, la géothermie est restée l'apanage des budgets confortables et des terrains généreux. La PAC air/eau, moins coûteuse à l'installation, a dominé le marché de la construction neuve. Puis la re2020 a changé les règles du jeu. Avec ses exigences renforcées sur le Cep,nr — l'énergie primaire non renouvelable — et sur l'empreinte carbone des consommations, les solutions les plus efficientes retrouvent tout leur attrait. La PAC géothermique, avec son COP (coefficient de performance) qui ne vacille pas en hiver, s'impose comme l'une des réponses les plus robustes à la réglementation. Ce guide vous explique comment elle fonctionne, ce qu'elle apporte réellement à votre étude thermique re2020, et à quel moment elle vaut vraiment l'investissement.
Le principe de la géothermie pour le chauffage
Contrairement à ce que le mot évoque parfois — geysers islandais, éruptions spectaculaires — la géothermie utilisée dans le bâtiment résidentiel exploite une ressource bien plus discrète : la chaleur naturellement stockée dans le sol, à quelques mètres ou quelques dizaines de mètres de profondeur. À partir de 10 à 15 m de profondeur, la température du sol reste remarquablement stable, entre 10 et 14 °C en France métropolitaine, quelle que soit la saison. C'est cette constance qui fait toute la différence.
Une pompe à chaleur géothermique (aussi appelée PAC sol-eau ou géothermique) capte cette chaleur via un fluide caloporteur circulant dans des capteurs enterrés, et l'élève à la température nécessaire pour chauffer votre logement. Le principe thermodynamique est identique à celui d'une PAC air/eau, à un détail majeur près : la source froide (le sol) est beaucoup plus stable et plus chaude en hiver qu'une source extérieure à −5 °C. Résultat : le COP — le rapport entre énergie produite et énergie électrique consommée — tourne entre 4 et 5 toute l'année, là où une PAC air/eau peut descendre à 2,5 par grand froid.
C'est précisément cette régularité qui intéresse les bureaux d'études thermiques. Dans le calcul re2020, une heure de froid intense en zone H1a, avec une PAC air/eau dégradée, peut faire basculer le Cep de quelques kWhep/m²/an. Avec une PAC géothermique, ce risque est quasi nul.
Géothermie verticale, horizontale, aquathermie : quelles différences ?
Les capteurs horizontaux (géothermie de surface)
C'est la solution la moins onéreuse de la famille géothermique. Des tubes en polyéthylène sont enterrés à 60 à 120 cm de profondeur, sur une surface représentant environ 1,5 à 2 fois la surface chauffée. Une maison de 120 m² nécessitera donc un terrain disponible d'environ 180 à 240 m². La contrainte est claire : ce terrain ne peut plus accueillir de piscine, d'arbre à racines profondes ou d'extension bâtie. Dans les zones périurbaines ou les petits terrains, cette configuration est souvent impossible.
La règlementation française encadre l'installation de capteurs horizontaux : une déclaration préalable en mairie est généralement suffisante pour des échangeurs de surface standards. Le COP de cette configuration tourne autour de 3,5 à 4,2 selon la nature du sol et la saison, ce qui reste très compétitif pour la re2020.
Les sondes géothermiques verticales
Cette configuration utilise des sondes forées en profondeur (entre 80 et 200 m) pour capter la chaleur géothermique stable. Elle ne nécessite que quelques mètres carrés en surface — idéal pour les terrains urbains ou périurbains — et affiche le meilleur COP de la famille, souvent entre 4,5 et 5. En contrepartie, le forage représente une opération technique qui nécessite l'intervention d'une entreprise spécialisée et agréée, et les coûts sont significativement plus élevés. Certaines zones géologiques peuvent également rendre le forage difficile ou impossible, d'où l'importance d'une étude préalable de faisabilité géothermique.
En France, les installations par sondes géothermiques verticales sont soumises à une réglementation spécifique relevant du Code minier pour les forages au-delà de 10 m. La cartographie du BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) permet de vérifier les conditions géologiques locales. La certification QUALIFORAGE, délivrée par Qualit'ENR, garantit le sérieux des entreprises de forage.
L'aquathermie ou PAC eau-eau (nappe phréatique)
Lorsqu'une nappe phréatique est accessible à moins de 30 m de profondeur et que son débit est suffisant, il est possible d'y puiser directement la chaleur via un puits de captage et de la réinjecter après échange thermique dans un puits de rejet. Le COP de cette solution est souvent le meilleur de toutes les configurations (jusqu'à 6), car la nappe est encore plus homogène en température que le sol. En revanche, la faisabilité dépend entièrement des conditions hydrogéologiques locales — il est indispensable de consulter la base de données hydrogéologique du BRGM ou de faire appel à un hydrogéologue avant tout projet. L'installation est soumise à déclaration ou autorisation préfectorale selon le débit prélevé.
Récapitulatif des trois configurations géothermiques
Capteurs horizontaux — COP 3,5 à 4,2 — Coût 8 000 à 14 000 € — Terrain disponible nécessaire (1,5 × surface chauffée) — Simple sur plan réglementaire.
Sondes verticales — COP 4,5 à 5 — Coût 15 000 à 30 000 € — Emprise au sol minimale — Nécessite forage certifié et étude géologique.
PAC eau-eau (nappe) — COP jusqu'à 6 — Coût 12 000 à 22 000 € — Faisabilité conditionnée à la présence et au débit de la nappe — Autorisations spécifiques.
Impact sur les indicateurs re2020
Le Cep et le Cep,nr : là où la géothermie brille
En re2020, deux indicateurs de consommation d'énergie primaire sont calculés : le Cep (toutes énergies confondues) et le Cep,nr (uniquement les énergies non renouvelables). L'électricité du réseau porte un coefficient de 2,3 en énergie primaire. Une PAC géothermique avec un COP de 4,5 consomme, pour 1 kWh de chaleur produite, environ 0,22 kWh d'électricité, soit 0,22 × 2,3 = 0,51 kWhep de besoin en énergie primaire. En comparaison, un radiateur électrique à effet Joule consomme 2,3 kWhep pour le même kWh de chaleur. Le gain est spectaculaire.
Pour le Cep,nr, la géothermie est particulièrement avantageuse car l'essentiel de l'énergie thermique produite provient du sol — une source que la réglementation assimile à une énergie renouvelable. Le calcul Th-BCE re2020 valorise cette part renouvelable, ce qui allège significativement le Cep,nr calculé. En pratique, sur un projet en zone H1b (nord de la France), une PAC géothermique peut faire passer le Cep,nr de 35 kWhep/m²/an (avec une PAC air/eau performante) à environ 22 kWhep/m²/an, offrant une marge de conformité confortable même pour des projets aux architectures moins compactes.
Le Bbio : un levier indirect
Le Bbio (besoin bioclimatique) ne dépend pas directement du système de chauffage — il mesure la qualité intrinsèque de l'enveloppe du bâtiment. La géothermie n'améliore donc pas le Bbio. En revanche, un bon Bbio réduit les besoins de chauffage, ce qui optimise encore davantage le Cep. Un bâtiment bien isolé avec une PAC géothermique est la combinaison idéale pour valider les trois indicateurs énergétiques re2020 avec confort.
L'Ic énergie : un bénéfice carbone réel
La re2020 introduit l'Ic énergie, qui mesure l'empreinte carbone des consommations d'énergie sur la durée de vie du bâtiment. Une PAC géothermique consommant moins d'électricité réseau qu'une PAC air/eau génère moins d'émissions de CO₂ sur 50 ans, ce qui améliore l'Ic énergie. C'est un avantage réel, même si l'impact reste moindre que celui de l'Ic construction — qui lui dépend du choix des matériaux.
Dimensionnement et coûts
Comment dimensionne-t-on une PAC géothermique ?
Le dimensionnement d'une installation géothermique repose sur plusieurs données : la puissance de chauffage nécessaire (calculée à partir des déperditions de l'enveloppe dans l'étude thermique re2020), la nature et la conductivité thermique du sol, et la surface ou la profondeur de captage disponible. En règle générale, on compte environ 40 à 50 W par mètre linéaire de sonde verticale pour un sol moyen. Une maison de 120 m² nécessitant 9 kW de puissance de chauffage demandera donc 180 à 225 mètres de forage — soit une sonde de 200 m ou deux sondes de 100 m. Les entreprises certifiées QUALIPAC ou affiliées à l'AFPAC (Association Française pour les Pompes à Chaleur) réalisent cette étude de faisabilité préalable.
Quel budget prévoir ?
La géothermie à capteurs horizontaux est la solution d'entrée de gamme de la famille : entre 8 000 et 14 000 € pour une maison individuelle, installation et PAC incluses. Les sondes verticales, plus performantes, coûtent entre 15 000 et 30 000 € selon la profondeur et le nombre de forages — le forage lui-même représente souvent 50 à 60 % du coût total. La PAC eau-eau (nappe phréatique) se situe entre 12 000 et 22 000 €. À titre de comparaison, une PAC air/eau standard s'installe pour 8 000 à 14 000 €.
Ces surcoûts peuvent être partiellement compensés par des aides financières. Le dispositif MaPrimeRénov' couvre certaines installations géothermiques en rénovation. Pour le neuf, les économies d'énergie réalisées sur 20 à 25 ans représentent un argument économique solide, surtout dans les zones froides où la PAC air/eau souffre le plus en hiver. Des simulations réalisées par l'ADEME montrent que l'écart de performance avec une PAC air/eau peut représenter 300 à 600 € d'économies annuelles supplémentaires sur la facture d'électricité, selon la rigueur du climat local.
La géothermie est-elle éligible à des aides financières ?
En construction neuve, les aides directes à l'installation géothermique sont limitées. En revanche, les pompes à chaleur géothermiques sont éligibles aux Certificats d'Économies d'Énergie (CEE), dont le montant dépend du fournisseur d'énergie sollicité. Certaines régions proposent également des aides complémentaires à travers France Rénov'. Pour les projets de rénovation en logement existant, MaPrimeRénov' peut atteindre plusieurs milliers d'euros selon le profil de revenus du ménage. Il est conseillé de consulter un conseiller France Rénov' pour une estimation personnalisée avant de décider.
Exemples concrets
Maison neuve 130 m² en zone H1b (région lyonnaise)
Claire fait construire une maison de 130 m² à Bourg-en-Bresse, zone climatique H1b. Son architecte a prévu une belle hauteur sous plafond et quelques grandes baies vitrées orientées nord-est, ce qui rend le Cep,nr tendu avec une PAC air/eau classique. Son bureau d'études — après simulation dans le logiciel Th-BCE re2020 — lui propose deux scénarios. Avec une PAC air/eau COP 3,5 (hiver froid) : Cep,nr = 38 kWhep/m²/an, conformité juste atteinte. Avec une PAC géothermique à sondes verticales COP 4,8 : Cep,nr = 23 kWhep/m²/an, conformité large avec une marge de 15 points. Claire opte pour la géothermie et son budget supplémentaire de 12 000 € par rapport à la PAC air/eau sera compensé en 18 ans d'économies sur sa facture d'électricité.
Maison 90 m² en zone H3 (Montpellier)
Dans le sud de la France, la rigueur hivernale est moindre et la PAC air/eau reste très compétitive. Marc construit un T4 de 90 m² à Montpellier, zone H3. Son bureau d'études thermiques valide le projet avec une PAC air/eau COP 3,8 : Cep,nr = 19 kWhep/m²/an, conformité confortable. La géothermie n'apporterait ici qu'un gain marginal sur le Cep,nr. L'investissement supplémentaire de 10 000 à 15 000 € ne se justifie pas économiquement. Le bureau d'études recommande d'investir plutôt dans un ballon thermodynamique performant et une bonne isolation des combles pour consolider le confort d'été et l'indicateur DH.
Géothermie et plancher chauffant : le duo gagnant
La PAC géothermique fonctionne à basse température d'eau (entre 35 et 45 °C), ce qui la rend parfaitement compatible avec un plancher chauffant hydraulique. Ce système de diffusion, fonctionnant lui aussi à basse température, optimise le COP de la PAC — une eau à 35 °C est beaucoup plus facile à produire qu'une eau à 55 °C pour des radiateurs classiques. En re2020, cette combinaison maximise l'efficacité du système et minimalise les consommations calculées dans le Cep et le Cep,nr. Elle garantit en outre un confort thermique homogène et silencieux, apprécié des maîtres d'ouvrage les plus exigeants. Des ressources complémentaires sur les systèmes de chauffage à basse température sont disponibles sur le portail de l'AICVF (Association des ingénieurs en climatique, ventilation et froid).
Géothermie réversible pour le rafraîchissement estival
En re2020, l'indicateur DH (degrés-heures d'inconfort) impose de garantir le confort estival. La majorité des PAC géothermiques peuvent fonctionner en mode rafraîchissement passif ou actif. En mode passif (géo-cooling), la chaleur du logement est simplement transférée vers le sol sans faire tourner le compresseur, ce qui consomme très peu d'électricité. Cela peut représenter un atout notable dans les zones H2 et H3 où l'indicateur DH est plus difficile à respecter sans climatisation. Le Cerema documente les effets du rafraîchissement géothermique passif sur les bilans énergétiques réglementaires.
Conclusion et points clés à retenir
La PAC géothermique n'est pas la solution universelle de la re2020, mais elle est assurément l'une des plus performantes dans les zones climatiques froides (H1, H2) et pour les projets où le Cep,nr est difficile à respecter avec une PAC air/eau classique. Son COP stable entre 4 et 5 lui confère un avantage décisif dans les calculs réglementaires, et sa compatibilité avec le plancher chauffant basse température en fait un système idéal pour le neuf.
— La PAC géothermique maintient un COP de 4 à 5 toute l'année, contrairement à la PAC air/eau qui peut chuter à 2,5 en hiver.
— Elle améliore significativement le Cep et le Cep,nr en re2020, et peut être déterminante pour des projets à architecture tendue.
— Trois configurations existent : capteurs horizontaux (terrain large, coût maîtrisé), sondes verticales (performance maximale, forage coûteux), aquathermie (COP maximal, faisabilité conditionnelle).
— Le budget supplémentaire par rapport à une PAC air/eau se situe entre 6 000 et 18 000 €, selon la configuration choisie.
— Elle se justifie économiquement surtout en zones froides H1 et H2, là où la PAC air/eau souffre le plus en hiver.
— L'association PAC géothermique + plancher chauffant est la combinaison idéale pour la re2020 : confort, Cep optimisé, silence.
— En zone H3 (sud de la France), la PAC air/eau reste souvent plus pertinente financièrement — une étude thermique re2020 s'impose pour trancher selon votre projet spécifique.
Vous envisagez un projet de construction neuve et souhaitez évaluer la pertinence de la géothermie pour votre situation ? Notre équipe réalise des études thermiques re2020 avec simulation des différents scénarios de chauffage, afin de vous orienter vers la solution la mieux adaptée à votre terrain, votre zone climatique et votre budget. Des ressources officielles sur les énergies renouvelables dans le bâtiment sont également disponibles sur le site du ministère de la Transition écologique et de l'ADEME. Pour les professionnels du secteur, le guide FFBatiment sur les PAC géothermiques détaille les bonnes pratiques de mise en œuvre.
Besoin d'une étude thermique re2020 ?
Notre bureau d'études simule votre projet avec différents systèmes de chauffage — PAC air/eau, géothermique, poêle à granulés — et vous remet une attestation pcmi14 en 48 h.
Demander un devis