Rénovation énergétique

Pompe à chaleur : géothermie ou air-eau, quelle solution est faite pour vous ?

Si la pompe à chaleur séduit chaque année davantage de consommateurs, c’est qu’elle embarque avec elle de sérieux arguments : fiable, écologique (elle mobilise une énergie verte), économique… En bref, la Rolls Royce du système de chauffage. Mais dans la famille, deux poids-lourds se distinguent. Entre la PAC géothermique et la PAC air-eau, le torchon brûle. Coût, installation ou encore efficacité, lequel de ces deux dispositif faut-il choisir ? On décrypte ! PAC air-eau ou PAC géothermique, le match !

📖 Résumé :

La pompe à chaleur capte les calories présentes dans l’air, le sol ou l’eau pour produire de la chaleur, avec un rendement de 3 à 5 kWh restitués pour 1 kWh d’électricité consommé.
La PAC air-eau, plus simple à installer et adaptée à la rénovation, affiche un rendement moyen de 2,9 selon une étude ADEME menée sur 90 maisons, mais reste sensible aux conditions climatiques.
La PAC géothermique, plus coûteuse et contraignante à installer, offre en revanche des performances très stables avec un COP de 4 à 5 grâce à la température constante du sol (10 à 14 °C), ce qui en fait une solution performante sur le long terme.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur et comment fonctionne-t-elle ?

La pompe à chaleur, ou PAC pour les intimes, n’est pas une source d’énergie à proprement parler, mais un système de chauffage malin qui va puiser des calories gratuites dans l’environnement pour les transformer en chaleur utile. Qu’il s’agisse de l’air extérieur, du sol ou de l’eau souterraine, l’idée reste la même. On récupère une énergie déjà présente, on la booste, et on la redistribue là où il fait un peu frisquet.

Techniquement, son fonctionnement repose sur un circuit thermodynamique fermé, assez proche de celui d’un réfrigérateur… mais à l’envers. Grosso modo, un fluide frigorigène capte les calories de la source choisie (air, eau ou sol), s’évapore sous l’effet de la chaleur, puis est comprimé pour faire grimper sa température. Cette chaleur est ensuite transmise au système de chauffage du logement (radiateurs, plancher chauffant ou ballon d’eau chaude) avant que le fluide ne reparte pour un nouveau tour. On résume :

La pompe à chaleur capte des calories dans son environnement (air extérieur, sol ou eau).
Un fluide frigorigène (un genre de liquide capable de capter et de restituer la chaleur en changeant d’état) absorbe ces calories et s’évapore.
Le fluide est comprimé, ce qui fait fortement augmenter sa température.
La chaleur produite est transmise au système de chauffage du logement (radiateurs, plancher chauffant, eau chaude).
Le fluide refroidi repart dans le circuit pour recommencer le cycle, et ainsi de suite.

💡 En savoir plus : Le fonctionnement des pompes à chaleur : explications

Il existe plusieurs grandes familles de pompes à chaleur, en fonction de la source exploitée. Les PAC air-air et air-eau, qui captent les calories de l’air extérieur, sont les plus courantes, notamment en rénovation. Les PAC géothermiques, quant à elles, vont chercher la chaleur dans le sol ou les nappes phréatiques (mais on y reviendra un poil plus loin dans cet article).

Le point fort de la pompe à chaleur, c’est son efficacité énergétique. Pour 1 kWh d’électricité consommé, elle peut restituer 3 à 5 kWh de chaleur, selon les modèles et les conditions d’installation¹. Résultat, avec une PAC, vous allégez vos factures, mais également votre empreinte carbone. Mais avant de vous lancer, un point s’impose : vaut-il mieux opter pour une PAC air-eau ou une PAC géothermique ?! Choix cornélien, n’est-il pas ?

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Pompe à chaleur air-eau : la polyvalence avant tout

La pompe à chaleur air-eau s’est imposée comme la grande favorite des projets de rénovation énergétique, juste derrière les PAC air-air (ces dernières sont moins coûteuses, mais également moins efficaces). Pour vous faire une idée, voici un graphique des ventes annuelles de pompes à chaleur individuelles en millier d’appareils :

Et si la PAC air-eau rencontre un tel succès, ce n’est pas un hasard. Elle combine efficacité, adaptabilité et relative simplicité d’installation, ce qui en fait une solution accessible à un large éventail de logements.

Elle capte les calories présentes dans l’air extérieur pour chauffer l’eau du circuit de chauffage central. Cette eau alimente ensuite des radiateurs ou un plancher chauffant, et peut également servir à produire de l’eau chaude sanitaire. Autrement dit, elle remplace sans difficulté une chaudière classique, tout en réduisant fortement la consommation d’énergie fossile.

L’un de ses principaux atouts réside dans sa souplesse d’intégration. Contrairement à la géothermie, la PAC air-eau ne nécessite ni forage ni travaux lourds dans le jardin. Une unité extérieure suffit, couplée à un module intérieur. Résultat, elle s’adapte aussi bien aux maisons récentes qu’aux logements plus anciens, y compris lorsqu’il s’agit de remplacer une chaudière au gaz ou au fioul. Une facilité d’installation qui permet de basculer vers un mode de chauffage plus vertueux sans transformer le chantier en projet d’ampleur.

🚀 PAC air – eau : des performances validées sur le terrain !

Une étude de l’ADEME publiée en 2025, basée sur deux ans de suivi de 90 maisons équipées de pompes à chaleur air-eau, confirme que leurs performances réelles sont au rendez-vous. Le rendement moyen observé atteint 2,9, bien au-dessus des chaudières traditionnelles, avec des résultats encore meilleurs lorsque l’installation est bien réglée et adaptée au logement³.

Petit bémol sur la PAC air-eau (il en faut bien un) ? Elle puise sa chaleur dans l’air extérieur et reste donc sensible aux conditions climatiques. Lorsque les températures chutent fortement, son rendement peut diminuer et l’obliger à consommer davantage d’électricité pour maintenir le confort thermique. Dans les régions aux hivers rigoureux, cela peut impliquer le recours à un appoint de chauffage ou un dimensionnement particulièrement précis de l’installation.

Pompe à chaleur géothermique : la performance dans la durée

Ça vous dit un petit cours de grec ancien pour briller en société ? Côté étimologie, le terme géothermie tire son origine de γῆ / gê, « Terre », et de θερμός / thermós, « chaleur ». Autrement dit, dans la langue de Molière (un chouïa plus moderne, en somme), c’est l’art d’exploiter la chaleur de la terre, pour en tirer de l’énergie.

Moins visible, plus exigeante à l’installation, la pompe à chaleur géothermique joue dans une autre catégorie. Ici, on ne mise plus sur la flexibilité, mais sur la performance pure et la stabilité.

Vous l’aurez compris, la géothermie exploite une ressource discrète mais remarquablement fiable : la chaleur du sol. Dès les premiers mètres sous la surface, la température de la terre devient quasi constante, généralement comprise entre 10 et 14 °C toute l’année⁴. Cette constance change tout. Là où l’air se refroidit en hiver, le sol, lui, reste imperturbable.

Concrètement, des capteurs enterrés – horizontalement dans le jardin ou verticalement via des forages – récupèrent les calories présentes dans le sol ou dans une nappe phréatique. La pompe à chaleur se charge ensuite de les valoriser pour chauffer le logement et produire l’eau chaude sanitaire.

Cette stabilité thermique confère à la PAC géothermique un avantage décisif : un rendement élevé et constant, quelle que soit la saison. Les coefficients de performance atteignent couramment 4 à 5, voire davantage pour certains systèmes³. Cela signifie que la machine restitue quatre à cinq fois plus d’énergie qu’elle n’en consomme en électricité, sans variation notable au fil de l’année.

En contrepartie, la géothermie impose des contraintes bien réelles. Elle nécessite un terrain suffisamment vaste ou compatible avec le forage, des études préalables du sol, des démarches administratives spécifiques et des travaux plus lourds. Pour ces raisons, elle reste une solution un poil confidentielle et couvre aujourd’hui moins de 2 % des besoins de chauffage⁵, malgré son indiscutable efficacité !

Air-eau ou géothermie : deux philosophies du chauffage

Finalement, comparer une pompe à chaleur air-eau et une pompe à chaleur géothermique, ce n’est pas seulement comparer des performances ou des coûts. C’est opposer deux logiques.

La PAC air-eau privilégie la simplicité et l’adaptabilité. Elle s’installe rapidement, répond à la majorité des situations et permet de réduire significativement les factures énergétiques sans bouleverser l’existant. Son rendement est bon, mais variable, car dépendant de la météo.
La PAC géothermique, elle, s’inscrit dans une vision de long terme. Plus chère à l’installation, plus exigeante techniquement, elle offre en retour une performance stable, indépendante des aléas climatiques, et un confort thermique très homogène. Là où l’air-eau s’adapte, la géothermie optimise.

Ces différences se reflètent également dans les coûts. Une pompe à chaleur air-eau coûte en moyenne entre 7 000 et 16 000 € installation comprise, tandis qu’une installation géothermique se situe plutôt entre 14 000 et 30 000 €⁶. Un écart conséquent, qu’il faut mettre en perspective avec les économies d’énergie réalisées sur le long terme.

Quel choix selon votre logement et votre mode de vie ?

Dans le cadre d’une rénovation classique, notamment en remplacement d’une chaudière existante, la pompe à chaleur air-eau s’impose souvent comme la solution la plus rationnelle. Elle limite les travaux, s’adapte aux réseaux de chauffage existants et permet de bénéficier rapidement des aides financières.

À l’inverse, pour une maison neuve ou un projet de rénovation lourde, la géothermie prend tout son sens. Couplée à un plancher chauffant basse température, elle offre un confort optimal et des performances énergétiques parmi les meilleures du marché. Dans les régions aux hivers longs et froids, son rendement constant constitue un avantage déterminant.

La configuration du terrain joue également un rôle clé. Sans jardin ou avec une surface limitée, la géothermie devient difficilement envisageable. La PAC air-eau reste alors la seule option réaliste.

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Confort thermique, consommation et impact environnemental

Sur le plan du confort, les deux systèmes tiennent leurs promesses. Tous deux assurent un chauffage central homogène, compatible avec les standards actuels de confort thermique. La géothermie se distingue toutefois par une chaleur particulièrement régulière, souvent décrite comme plus douce, notamment lorsqu’elle alimente un plancher chauffant.

Selon l’ADEME, les pompes à chaleur permettent de diviser par trois à cinq les émissions de CO₂ par rapport à une chaudière à énergie fossile⁵.

Reste la question du fluide frigorigène, utilisé par toutes les PAC. S’il est indispensable à leur fonctionnement, son impact environnemental dépend de sa nature et de la quantité employée. Les réglementations européennes imposent aujourd’hui des fluides à potentiel de réchauffement global réduit, limitant ainsi cet impact.

Coût global et aides financières : un facteur décisif

Le prix reste souvent l’arbitre final. Si la PAC air-eau est plus abordable, la géothermie bénéficie elle aussi de dispositifs de soutien :

MaPrimeRénov’ ;
Les certificats d’économies d’énergie ;
L’éco-prêt à taux zéro ;
La TVA réduite ;
Les aides locales.

Ces aides permettent de réduire sensiblement le reste à charge, même si l’investissement initial demeure plus élevé. Dans tous les cas, une étude thermique préalable et l’accompagnement par un installateur RGE qualifié sont essentiels pour dimensionner correctement l’installation et garantir sa rentabilité.

💡 En savoir plus : Les aides pour pompe à chaleur : options, montants et critères

Géothermie ou air-eau : une question de contexte, pas de vérité absolue

Il n’existe pas de solution universelle. La meilleure pompe à chaleur est celle qui s’intègre harmonieusement à votre logement, à votre budget et à votre projet de vie.

La PAC air-eau séduit par sa flexibilité et son accessibilité. La géothermie convainc par sa performance et sa constance. Entre les deux, le choix ne relève pas d’un duel technologique, mais d’un arbitrage éclairé.

En un coup d’œil : air-eau ou géothermie, que faut-il retenir ?

Après avoir passé en revue les principes, les performances, les contraintes et les coûts, une chose est claire : il n’y a pas de « meilleure » pompe à chaleur dans l’absolu, seulement des solutions plus ou moins adaptées à votre situation.

La PAC air-eau joue la carte de la flexibilité et de l’accessibilité, tandis que la PAC géothermique mise sur la performance et la stabilité à long terme. Pour y voir plus clair, On récapitule les différences clés de ces systèmes :

Critère	Pompe à chaleur air-eau	Pompe à chaleur géothermique
Source de chaleur	Air extérieur	Sol ou nappe phréatique
Stabilité des performances	Variable selon la température extérieure	Très stable toute l’année
Rendement (COP moyen)	Environ 2,5 à 4	Environ 4 à 5, voire plus
Sensibilité au climat	Oui, surtout en hiver	Très faible
Type de travaux	Installation légère (unité extérieure)	Travaux lourds (forage ou terrassement)
Surface de terrain nécessaire	Faible	Importante ou compatible avec forage
Coût d’installation	Environ 7 000 à 16 000 €	Environ 14 000 à 30 000 €
Adaptée à la rénovation	Oui, très bien	Plutôt rénovation lourde
Adaptée au neuf	Oui	Oui, particulièrement pertinente
Confort thermique	Très bon	Excellent, très homogène
Part de marché	Majoritaire	Très minoritaire (< 2 %)

Si on résume :

Si vous cherchez une solution efficace, plus simple à installer et compatible avec la majorité des logements, la PAC air-eau coche le plus de cases ;
Si vous raisonnez sur le long terme, avec un terrain adapté et un objectif de performance maximale, la PAC géothermique reste la référence.

Dans les deux cas, le choix gagne toujours à être confirmé par une étude thermique et l’avis d’un professionnel qualifié. C’est souvent là que se fait la vraie différence entre une bonne idée… et une installation vraiment performante.

Sources

¹Sonergia – Quelle est la consommation d’électricité d’une pompe à chaleur ?
²Service des données et études statistiques (SDES) – Chiffres clés des énergies renouvelables : pompes à chaleur
³ADEME – Avis sur les performances réelles des pompes à chaleur
⁴ADEME – Agir pour la transition – La géothermie de surface
⁵Les Échos – Géothermie de surface : une énergie verte encore sous-exploitée
⁶Les Énergies Renouvelables – Prix d’une pompe à chaleur géothermique