Pompe à Chaleur

La pompe à chaleur est un équipement utilisant une source d'énergie renouvelable (air, eau ou sol) pour récupérer ses calories et les transmettre à des émetteurs de chaleur. Adaptée aux constructions neuves comme aux rénovations, elle s'installe facilement. Performante, elle consomme peu d'électricité et réduit la facture énergétique du foyer. Elle peut même être utilisée pour chauffer l'eau de la piscine ainsi que la maison.

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Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Cet appareil utilise le principe des transferts de chaleur entre le milieu extérieur et un fluide caloporteur, dit « frigorigène» dont l'état physique change selon sa pression. Ce fluide, avec un point d'ébullition proche de -5° C, se condense quand sa pression diminue et se vaporise quand elle augmente.

Cet équipement est constitué de plusieurs éléments :

  • Un évaporateur : il capte la chaleur présente dans le milieu extérieur (air, eau ou sol) et la transmet au fluide frigorigène, alors liquide. Sa température augmentant, le fluide se vaporise.
  • Un compresseur : il aspire le gaz et fait augmenter sa pression, entraînant un accroissement de sa température jusqu'à environ 90° C.
  • Un condenseur : il récupère une partie de la chaleur du gaz, dont la température redescend jusqu'à 45° C environ et qui redevient liquide. La chaleur récupérée est transmise au circuit de chauffage puis émise par un plancher chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs.
  • Un détendeur : il abaisse la pression du fluide frigorigène dont la température descend jusqu'à -20° C. Le fluide liquide revient dans l'évaporateur et le cycle recommence.

Dans le cas où la pompe transmet sa chaleur à l'eau du chauffage central, elle existe en version basse ou haute température. La différence entre ces deux modèles réside dans la température de l'eau en sortie : de 35 à 50° C (basse température), entre 65 et 80° C (haute température). Le choix entre ces types de pompes se fait principalement en fonction de la nature des émetteurs de chaleur (haute ou basse température).

Pour produire uniquement l'eau chaude sanitaire d'une habitation, il est possible d'installer un chauffe-eau thermodynamique constitué par un réservoir (ou ballon) et une pompe aérothermique installée au-dessus du ballon.

Les différents modèles de pompes

Les systèmes se différencient selon leur source d'énergie (air, eau ou sol) et leur mode d'échange de chaleur (air ou eau). Les pompes aérothermiques (air/air ou air/eau) sont les modèles les plus couramment installés. Elles récupèrent la chaleur contenue dans l'air extérieur grâce à un système de ventilateur et la restituent en propulsant de l'air (modèles air/air) ou en chauffant l'eau (modèles air/eau) qui va alimenter les radiateurs ou le plancher chauffant de l'habitation.

Les pompes géothermiques et hydrothermiques nécessitent une installation plus complexe que les autres modèles à cause de leur mode de récupération de la chaleur. Les pompes géothermiques (sol/eau ou sol/air) puisent leur énergie dans le sol par le biais d'un réseau de captage constitué de tuyaux installés horizontalement ou verticalement. Les pompes hydrothermiques (eau/eau) utilisent un réseau vertical de tuyaux pour accéder à de l'eau souterraine qui va être pompée pour récupérer sa chaleur

Pourquoi choisir une pompe à chaleur comme moyen de chauffage ?

Les pompes aérothermiques sont des équipements de plus en plus utilisés pour se chauffer car elles offrent de nombreux avantages :

  • Les économies d'énergie : la source d'énergie est écologique et renouvelable puisqu'il s'agit de l'air ambiant. Si elles consomment tout de même de l'électricité, les pompes aérothermiques restituent 3 à 5 fois plus de kWh que ceux qu'elles consomment. Elles permettent donc de réduire significativement les dépenses énergétiques du foyer.
  • La simplicité d'installation : en construction neuve comme en rénovation, en maison ou en appartement, il n'est pas nécessaire d'obtenir d'autorisation administrative et il n'y a pas besoin de lourds travaux, notamment car aucun conduit d'évacuation n'est nécessaire. Pour les modèles air/eau, le raccordement sur le système existant de chauffage central (radiateurs ou plancher chauffant) est facile.
  • Le confort thermique : comme ils chauffent rapidement, ces appareils permettent d'assurer une température stable et adaptée aux besoins de chaque pièce. Ils peuvent parfois être pilotés à distance.
  • L'absence de rejets atmosphériques : aucune fumée n'est générée par les PAC.

Les PAC air/air permettent d'assainir l'air de l'habitation. En effet, il est possible d'installer des accessoires qui vont filtrer les pollens, les acariens, … Certains modèles fonctionnent en mode réversible et peuvent donc remplacer un système de climatisation.

Les appareils air/eau sont éligibles aux aides gouvernementales comme le Crédit d'Impôt pour la Transition Énergétique à condition d'être installées par un professionnel possédant la qualification RGE (Reconnu Garant de l'Environnement).

Les modèles air/air comme air/eau présentent cependant certains inconvénients :

  • Leur rendement est fortement dépendant de la température extérieure : selon les appareils, il existe un seuil de température en-dessous duquel l'équipement devient peu efficace. En fonction de la localisation géographique de l'habitation, il peut alors parfois être nécessaire d'utiliser un chauffage secondaire. Toutefois, certains fabricants proposent des pompes qui fonctionnent avec de bons rendements même avec des températures basses.
  • Les possibles nuisances sonores : selon les modèles, le nombre de décibels émis par l'unité extérieure est très variable. Il est donc conseillé de ne pas placer cette unité sur le mur d'une chambre ou d'une pièce à vivre.
  • La consommation d'électricité : même si sa source d'énergie est écologique et renouvelable, la pompe a tout de même besoin d'utiliser de l'électricité pour fonctionner.
  • L'impact écologique négatif : les fluides frigorigènes utilisés participent à l'accroissement des gaz à effet de serre.

Les appareils air/air ont un point faible spécifique supplémentaire. Ils ne sont pas éligibles aux aides relatives aux travaux de rénovation énergétique telles que le Crédit d'Impôt pour la Transition Énergétique, la TVA à taux réduit, …

Un équipement qui peut aussi chauffer la piscine

La pompe aérothermique de type air/eau est également utilisable pour chauffer l'eau d'une piscine. Deux types d'appareils pour piscine existent : les verticaux, avec le ventilateur en façade et les horizontaux, avec le ventilateur sur la partie supérieure. Il est recommandé de protéger la pompe dans un local dédié suffisamment aéré pour éviter des détériorations dues aux intempéries et aux chutes de feuilles.

Les avantages de la pompe aérothermique pour chauffer une piscine sont principalement son efficacité et sa faible consommation électrique. Elle est plus performante qu'un chauffage électrique traditionnel, surtout lorsque la piscine est de taille conséquente. De plus, la pompe aérothermique est économe en électricité. Elle restitue de 3 à 5 fois plus de kWh qu'elle n'en consomme. Cependant, elle représente un investissement initial important et il faut s'assurer de choisir un modèle adapté au climat de sa région car certaines pompes ont de faibles rendements lorsque les températures sont basses.

Une pompe aérothermique peut chauffer l'habitation et la piscine si celles-ci ne sont pas trop éloignées. Pour être suffisamment aérée, elle doit être placée dans un espace protégé spécifique plutôt que dans le local technique de la piscine. Il est recommandé de la poser sur une plateforme bétonnée en l'isolant du sol avec des patins en caoutchouc.