Beau projet, l'étude pour la réalisation de systèmes de chauffage pour de tels demeures est ma spécialité
Je suis un peu loin (63, Clermont), mais l'Ardèche, ce n'est pas non plus le bout du monde...
Il faut faire les choses dans l'ordre :
Collecter un max d'info sur les conso passées : consommation d’énergie, sur telle année (paramètres météo, l'hiver 2012-13 n'a rien a voir avec le 13-14), pour tel confort (volumes chauffées, tempérés, non chauffés), appoints divers (bois, elec), rendement de la chaudière (carnet d’entretient de la chaudière).
C'est l'approche "mesures in situ"
Ensuite, il faut croiser cela avec une approche "modélisation" forcément moins précises vu les incertitudes associées aux caractéristiques thermiques souvent mal connues des parois de la maison, mais c'est un bon garde fou.
Ensuite, il faut déterminer les gains obtenus par amélioration thermique suite aux travaux d'isolation, et en déduire les futures déperditions et besoin de puissance à la T de base (le tout avec marge de sécurité)
Il faut aussi déterminer les caractéristiques des émetteurs de chaleur (souvent des radiateurs), et coupler cela aux déperditions prévues de la maison afin de savoir à quel régime thermique les radiateurs vont travailler (c'est primordial pour connaitre le rendement de la PAC). Si nécessaire, il faudra changer certains radiateurs.
Cela dit, en première approche, 10 000 l de fioul pour 640 m2, c'est pas catastrophique (j'étais à 8 000 pour un peu moins de 400 m2), j'en déduis que la compacité de la maison (env 3x 210 m2) est bonne, c'est souvent le cas pour les maisons de maitre XIX ieme, finalement plutôt faciles à chauffer...
Passer de 10 000 à 4 000 l, c'est du pipeau... Une très vieille chaudière est autour de 70% de rendement réél annuel (PCI), contre autour de 100% (PCI) pour une récente, donc au mieux passer de 10 à 7 000 l/an, mais pas plus.
Dans votre cas, avec chaudière Viessmann neuve, l'idéal est de partir sur une relève de chaudière, après, la puissance et le type de matériel est a déterminer en fonction de l'étude (et du budget !), mais il n'y a aucun pb pour chauffer de telles maisons avec une PAC si le système est conçu en amont avec une vue d'ensemble.
La chaudière bois/pellet/granule est aussi possible, mais le tarifs de ces combustibles est d'une grande volatilité, et augment plus vite qu l'elec (c'est pas peu dire !), de plus, le silo est très volumineux.
Enfin, pour la technologie, aérothermie, géothermie, aquathermie, ça dépend de la ressource (eau disponible...), du budget (géothermie sur forage vertical tres performante mais forage couteux), et souvent, une aérothermie bien optimisée est un bon compromis cout/performance
Si vous etes intéressé, il est possible de me laisser un message perso sur le forum chaleur-terre.
Ma plus vieille install', 8 ans, la mienne, est décrite sur ces forums