Des économies d’énergie grâce à la pompe à chaleur

Le chauffage et la climatisation sont des enjeux majeurs pour les ménages en été comme en hiver ou encore entre les saisons. Équiper sa maison de différents appareils n’est pas donné et le coût peut être conséquent, que ce soit lors de l’achat ou de la mise en place. Heureusement qu’il y a la pompe à chaleur (PAC) qui assure chauffage, eau chaude sanitaire, mais également climatisation, ce qui permet de faire des économies d’énergie. Tour d’horizon sur les pompes à chaleur également appelées thermopompes, disponibles sur le marché, leur mode de fonctionnement et leurs avantages. Il en existe trois différentes sortes :
- La pompe à chaleur air-air
- La pompe à chaleur air-eau
- La pompe à chaleur géothermique

Tout savoir sur la pompe à chaleur
La pompe à chaleur ou PAC un système économique

La pompe à chaleur air-air

Contrairement aux idées reçues, la pompe à chaleur n’augmente pas la facture énergétique à la fin du mois. Bien que celle-ci fonctionne à l’électricité, elle consomme peu. En effet, elle puise directement les calories présentes naturellement dans l’air extérieur puis les transforme en air chaud à injecter dans l’habitation - fonctionnement d’une pompe à chaleur par aérothermie. Grâce à cette opération, il est possible de faire jusqu’à 60 % d’économie sur la facture de chauffage.

De quoi est composée une PAC air-air ?

Une pompe à chaleur air-air se divise en deux parties :

  • Une unité extérieure qui capte les calories de l’air situé à l’extérieur ;
  • Une ou plusieurs unités installées à l’intérieur chargées de diffuser l’air.

La transformation des calories en air chaud est assurée par un circuit de liquide caloporteur, également appelé fluide frigorigène, grâce à l’échange thermique. Concernant l’unité extérieure qui est chargée de prélever la chaleur à la source froide est constituée de quatre principaux éléments :

  • le condenseur (source chaude) : celui-ci actionne le fluide frigorigène qui libère les calories de l’air en passant de l’état gazeux à l’état liquide,
  • le détendeur (réducteur de pression) : celui-ci a pour rôle de réduire la pression du liquide frigorigène lorsque celui-ci est en phase liquide,
  • l’évaporateur (source froide) : celui-ci prélève les calories de l’air pour vaporiser le fluide frigorigène,
  • le compresseur : celui-ci est généralement actionné par moteur électrique pour augmenter la pression ainsi que la température du fluide frigorigène au stade gazeux en le comprimant.

Quels sont les avantages de la PAC air-air ?

Il y a de nombreux avantages à utiliser une pompe à chaleur air-air, dont la principale est l’économie d’énergie (3 kWh récupérés sur 1 kWh consommé).

La PAC air-air est facile à utiliser et s’installe facilement. Il n’y a pas besoin de grands travaux ni de demander une autorisation administrative pour pouvoir la mettre en place. Ensuite, celle-ci peut s’adapter à tous les types d’habitation, que ce soit une maison, un appartement ou encore un local commercial. Modulable, elle s’adapte aisément aux besoins de chacune des pièces dans laquelle une unité est installée. Et puisqu’elle est réversible, cette pompe à chaleur permet aussi bien de chauffer en hiver que de rafraîchir en été.

En matière d’assainissement, la pompe à chaleur est une véritable championne. Il suffit de lui installer différents filtres (contre le pollen, les molécules de poussière, les acariens…) pour qu’elle produise de l’air des plus sains. Et grâce au progrès de la technologie, elle propose de nombreuses options, comme la possibilité de choisir la température dans chaque pièce de la maison grâce à un système de contrôle à distance.

Dans quel genre de projet l’installation d’une pompe à chaleur air-air est-elle à prévoir ?

Que ce soit dans le neuf ou en rénovation, il est toujours possible d’installer une pompe à chaleur air-air. La technologie qu’elle utilise est très avantageuse. En effet, l’intérêt principal de ce type de PAC est qu’il permet de rafraîchir en été ; ce qui n’est pas forcément le cas avec la pompe à chaleur air-eau, dont l’option de climatisation n’est possible que dans certains cas.

La pompe à chaleur air-eau

Tout comme la PAC air-air, la pompe à chaleur air-eau connaît un franc succès auprès du grand public ainsi que des professionnels. Elle fonctionne sur le principe de l’aérothermie, c’est-à-dire qui capte les calories contenues dans l’air pour la restituer à un système d’eau de chauffage. Ce système, qui est considéré comme un circuit, servira alors à alimenter des radiateurs, un chauffe-eau ou encore un plancher chauffant. Bien qu’elle utilise l’électricité comme source d’alimentation, elle en consomme peu.

Comment fonctionne une PAC air-eau ?

Actuellement, deux types de pompe à chaleur air-eau sont proposés sur le marché :

Pompe à chaleur air-eau monobloc Pompe à chaleur air-eau bi-bloc

La PAC air-eau monobloc qui dispose d’une unité extérieure comprenant le compresseur et un module hydraulique et d’un réseau hydraulique assurant le rattachement jusqu’au circuit de chauffage.

La PAC air-eau bi-bloc dont le compresseur se situe dans l’unité extérieure tandis que le module hydraulique dans l’unité intérieure. La jonction entre les deux unités se fait par liaison frigorifique (fluide frigorigène).

Climatisation, chauffage et eau chaude sanitaire

Une pompe à chaleur air-eau ne nécessite pas de grands travaux d’installation et n’a pas besoin d’une autorisation administrative tout comme la PAC air-air. Celle-ci est intéressante sur les chantiers de rénovation puisqu’elle permet facilement de remplacer la chaudière thermique d’un chauffage central. Il n’y a pas besoin de remplacer les radiateurs ainsi que le circuit de chauffage. Avec ce type de pompe, il est aussi possible de garder sa chaudière. Il suffit d’installer la PAC air-eau en complément.

Si la PAC air-eau sert principalement à apporter le chauffage dans la maison, il peut aussi assurer la climatisation grâce à un simple couplage avec un ventilo-convecteur. Et sa principale différence avec une PAC air-air, c’est qu’elle permet de produire de l’eau chaude sanitaire si elle est associée avec un chauffe-eau. Ce genre d’installation fera alors baisser la facture énergétique jusqu’à 60 %, ce qui n’est pas négligeable par les temps qui courent.

Dans quel genre de projet l’installation d’une pompe à chaleur air-eau est-elle à prévoir ?

L’installation d’une pompe à chaleur air-eau se fait généralement dans le cadre d’un projet de rénovation dans l’objectif de remplacer une vieille chaudière à gaz ou au fioul. Le principal avantage de ce type de PAC, c’est qu’il donne droit à des aides financières de l’État avec une installation complète pouvant seulement coûter 1 €. Dans le neuf, la mise en place d’une PAC air-eau est aussi envisageable pour ceux souhaitant disposer à la fois de la climatisation en plus du chauffage et de l’eau chaude sanitaire grâce au couplage avec un ventilo-convecteur.

La pompe à chaleur géothermique

Contrairement aux PAC air-air et air-eau, la pompe à chaleur géothermique utilise la chaleur de la Terre pour produire de la chaleur. Des capteurs enterrés dans le jardin puise l’énergie dans le sol pour la transformer en chaleur afin de la distribuer dans l’habitation par l’intermédiaire d’émetteurs, tels qu’un plancher chauffant ou un radiateur, via un circuit de chauffage ou d’eau chaude. La technologie utilisée par la PAC géothermique permet d’avoir une grande stabilité de la température de la source extérieure engendrant ainsi un rendement optimal, jusqu’à un COP 5, c’est-à-dire 5 kWh restitués pour 1 kWh d’électricité consommée.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique

Type de PAC géothermique Technologie utilisée Type de captage
Pompe à chaleur eau-eau Fluides intermédiaires Vertical sur nappe phréatique
Pompe à chaleur eau glycolée-eau Fluides intermédiaires Horizontal ou vertical
Pompe à chaleur sol-eau Mixte Horizontal
Pompe à chaleur sol-sol Détente directe Horizontal

Détails sur la technologie utilisée :

  • fluides intermédiaires : technologie à 3 circuits de fluides (un circuit dans les capteurs enterrés, un autre circuit dans la pompe à chaleur et un autre dans les émetteurs de chaleur) ;
  • mixte : technologie à 2 circuits de fluides (un circuit dans les capteurs enterrés et la pompe à chaleur, et un circuit dans les émetteurs de chaleur) ;
  • détente directe : technologie à un seul circuit de fluide dans les capteurs enterrés, la pompe à chaleur et les émetteurs).

Détails sur le type de captage :

  • vertical sur nappe phréatique (principe de l’hydrothermie) : captage adapté aux habitations se trouvant au-dessus d’une nappe et très performant grâce à une température de l’eau comprise entre 8 et 12 °C permettant alors d’avoir un rendement supérieur : COP 5 pour les pompes à chaleur eau-eau ;
  • horizontal : captage le plus utilisé dans l’Hexagone ne nécessitant pas de travaux importants avec des capteurs mis en terre à une profondeur de 0,6 m à 1,20 m pour un réseau au minimum égal à 1,5 x la superficie à chauffer ;
  • vertical : captage recommandé pour les habitations situées sur de petits terrains avec des capteurs mis en terre à une profondeur jusqu’à 100 m pour une meilleure efficacité (coût relativement plus élevé qu’une PAC équipée de capteurs horizontaux à cause de travaux plus conséquents).

L’intérêt d’installer une pompe à chaleur géothermique

Le principal intérêt d’une pompe à chaleur à géothermie est sa grande puissance énergétique lui permettant de générer plus de chaleur pour une consommation en électricité moindre. En moyenne, une pompe à chaleur utilisant la technologie de géothermie restitue 3 à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée. Sinon, elle n’utilise pas de ventilateur pour échanger avec l’air extérieur contrairement aux PAC air-air et air-eau la rendant alors plus solide tout en limitant les besoins en matière d’entretien. Et lorsqu’elle est bien dimensionnée, elle préservera une température constante à l’intérieur de la maison, peu importe la température extérieure et cela sans faire augmenter la consommation électrique. Bref, la consommation d’une pompe a chaleur est moindre par rapport à d’autres systèmes de chauffage et de climatisation.

Dans quel genre de projet l’installation d’une pompe à chaleur géothermique est-elle à prévoir ?

L’installation d’une pompe à chaleur géothermique est aussi bien possible en rénovation que dans le neuf, mais nécessite un budget beaucoup plus important que pour celui d’une pompe à chaleur air-air ou une pompe à chaleur air-eau. Heureusement, des aides et des financements sont disponibles pour ceux souhaitant recourir à ce type de PAC, comme le crédit d’impôt, les aides de l’Anah (Agence nationale de l’habitat), la prime énergie ainsi que la TVA à taux réduit ou encore la prime coup de pouce chauffage.

L’installation d’une pompe à chaleur

On dit qu’une pompe à chaleur s’installe facilement, mais cela n’est valable que lorsque c’est un professionnel qui le fait. En effet, il faut savoir que si celle-ci est mal installée, elle peut occasionner des fuites de liquide frigorigène, qui est nocif pour la santé et pour l’environnement. Sinon, la mise en service de ce type d’installation ne peut uniquement se faire que par des techniciens agréés. D’ailleurs, cette mise en service effectuée par un professionnel se présente comme l’une des conditions nécessaires pour faire fonctionner la garantie et est indispensable pour bénéficier du crédit et des primes d’impôt dans la mesure où le prix d’une pompe à chaleur peut être relativement élevé. Par ailleurs, pour le dépannage d’une pompe à chaleur en cas de dysfonctionnement, il est préférable que ce soit le professionnel qui ait réalisé l’installation qui s’en occupe.

Pour avoir une installation de pompe à chaleur aux normes, il est nécessaire de bien choisir son installateur. Pour cela, il faut penser à contacter une personne ayant de bonnes références et qui a l’habitude de travailler avec la marque de la PAC choisie. Il est recommandé de choisir un technicien disposant d’un service après-vente et proposant un contrat de maintenance.

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Résumé

La pompe à chaleur est une installation qui permet de chauffer une habitation grâce à différentes technologies : aérothermie, géothermie et hydrothermie. En fonction de son principe de fonctionnement, elle peut également produire de l’eau chaude sanitaire et rafraîchir l’air à la manière d’une climatisation. D’ailleurs, la majorité des climatiseurs réversibles sont des pompes à chaleur air-air.

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