Fonctionnement d'une pompe à chaleur : comment ça marche ?
Considérée comme une belle alternative aux énergies fossiles, la pompe à chaleur vous garantit une température idéale dans votre foyer et une facture d’énergie réduite de plus de moitié.
La pompe à chaleur tient-elle vraiment toutes ses promesses ? Comment fonctionne une pompe à chaleur (que l'on appelle aussi par le doux acronyme de PAC) ? Quelles sont les économies d’énergies réalisées par rapport à une chaudière fioul ? Et au niveau environnement, quel est l'impact ?
À quoi sert une pompe à chaleur (PAC) ?
Première question et pas des moindres, à quoi sert l'installation d'une pompe à chaleur ?
Comme son nom l’indique, la pompe à chaleur, considérée comme une énergie renouvelable, capte (ou pompe en l’occurrence) les calories se trouvant dans la terre, l’eau ou l’air pour ensuite les utiliser pour restituer la chaleur dans un bâtiment ou une maison.
La pompe à chaleur évite donc d’avoir à recourir au fioul comme moyen de chauffage. La pompe à chaleur peut remplacer l’utilisation d’énergies fossiles sur 90% de la période de chauffe. Pas mal non ?
Certaines PAC sont également réversibles et peuvent, tout comme une climatisation réversible, rafraîchir un logement.
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur
La PAC est composée d’un évaporateur, d’un générateur à compresseur et d’un condensateur.
À l’inverse d’un réfrigérateur, le liquide frigorifique contenu dans la pompe à chaleur capte les calories présentes à l’extérieur du logement portant ainsi à ébullition le liquide en question qui se transforme en gaz. Ce dernier est ensuite aspiré par le compresseur électrique qui chauffe le gaz en le mettant sous haute pression.
Grâce au condensateur, le gaz devient liquide. La chaleur présente dans le liquide frigorifique peut donc être transmise à l’eau de chauffage. Enfin, le détendeur abaisse la pression du liquide frigorifique avant l’étape de l’évaporation qui boucle la boucle en permettant au liquide de retrouver son état d’origine afin de recommencer son circuit de transformation.
La seule dépense énergétique que génère la pompe à chaleur réside dans l’électricité nécessaire pour faire fonctionner le compresseur.
En clair : la pompe à chaleur prélève une certaine quantité de chaleur à l’extérieur (air, eau ou sol) et élève son niveau de température avant de diffuser cette chaleur dans le logement. Le liquide réfrigérant dont elle est dotée réalise un circuit en boucle afin de pouvoir transformer les calories en chauffage.
Les différents types de pompes à chaleur
Ces dernières sont différenciées par la provenance de l’énergie utilisée (calories de l’air, de l’eau ou du sol) et le système de diffusion de la chaleur (par radiateur ou par plancher chauffant).
Il existe aujourd’hui plusieurs types de pompes à chaleur. Accrochez-vous !
Les PAC aérothermiques : pompe à chaleur air air et air eau
La pompe à chaleur air eau
Le fonctionnement de la pompe à chaleur air/eau (PAC air / eau) est exactement celui que nous venons de vous expliquer. Ce dispositif puise l’énergie nécessaire dans l’air extérieur et utilise l’eau (par le biais du liquide réfrigérant que l'on appelle fluide frigorigène) pour transporter la chaleur en passant par les quatre éléments : évaporateur, compresseur, condensateur et détendeur, formant ainsi le circuit de chauffage dont nous avons parlé précédemment.
Cette PAC permet à la fois de chauffer l'eau qui circule dans vos radiateurs et l'eau sanitaire. Les pompes à chaleur air eau sont ainsi très fonctionnelles. Elles ont cependant le défaut de ne pas pouvoir fonctionner quand les températures sont très froides. Pour pallier ce problème, n'hésitez pas à vous procurer un chauffage d'appoint au cas où.
La pompe à chaleur air air
La pompe à chaleur air air puise l'énergie dans l'air extérieur et le réchauffe, avant d'envoyer l'air chaud à l'intérieur du logement. Cette pompe ne permet de chauffer que l'air, pas l'eau chaude sanitaire.
Les pompes à chaleur géothermiques
La pompe à chaleur géothermique classique
Ce système puise l’énergie présente dans le sol. Pour cela, l’installation d’une sonde géothermique verticale d’une longueur importante est nécessaire.
Elle peut également être installée avec de capteurs horizontaux formant un réseau dans lequel circule le fluide qui capte les calories et les conduit jusqu’à la pompe.
La pompe à chaleur géothermique eau
Ce type de pompe à chaleur utilise l’énergie thermique présente dans un cours d’eau, une nappe phréatique ou un lac (idéalement il faut que ces derniers se trouvent à proximité des bâtiments). Il peut être nécessaire de forer à deux endroits de manière verticale et à faible profondeur, d’une part pour le captage et d’autre part pour permettre le retour de l’eau du circuit dans son habitat naturel.
Au vu des critères à remplir avant de pouvoir installer une pompe à chaleur eau eau, des travaux nécessaires et de leur prix, ces dernières sont peu répandues.
Quel type de pompe à chaleur choisir ?
Cela dépend avant tout de vos besoins de chauffage, de votre habitation et de votre localisation. Assurez-vous également, quel que soit le type de PAC choisi, que votre isolation thermique est satisfaisante afin que l’efficacité de votre pompe à chaleur soit optimale.
- La pompe à chaleur air/eau est moins chère que les autres types de PAC et peut fonctionner avec une unité intérieure ou une unité extérieure selon les modèles. Néanmoins, elle n’est compatible qu’avec les radiateurs basse température ou planchers chauffants et est plus adaptée aux climats doux (si vous vivez au Canada ou dans tout autre pays ou région aux températures extérieures très basses, envisagez sérieusement un autre type de pompe à chaleur, ou alors équipez-vous impérativement d’un chauffage d’appoint 😉). En revanche, elle s’avère être une bonne alliée pour chauffer l’eau chaude sanitaire.
- La PAC au sol dotée de capteurs verticaux demande moins de surface que celles dotées de capteurs horizontaux (une surface de capteurs 1,5 à 2 fois supérieure à la surface à chauffer). Néanmoins, dans les deux cas il vous faut disposer d’un grand terrain et ce système est dépendant de la nature de votre sol avant tout.
- Enfin, la pompe à chaleur à eau demande des démarches administratives avant de pouvoir l’installer (autorisation d’exploitation du sol) et un terrain disposant des ressources en eau suffisantes. Bien que performantes à l’usage, elles ne sont compatibles qu’avec les radiateurs basse température ou les planchers chauffants.
Quel gain sur ma facture par rapport à une chaudière fioul ?
Si vous disposez d’un circuit de chauffage central et que vous souhaitez vous rendre compte concrètement des économies que l’on peut faire avec une pompe à chaleur, sachez qu’il existe un indicateur de performance appelé COP (ou Coefficient de Performance) chargé de mesurer le rapport entre l’énergie produite et la consommation d’électricité utilisée par la PAC. Il permet ainsi d’évaluer la qualité et le rendement d’une pompe à chaleur.
En clair, plus le COP de votre pompe est élevé, et plus les économies seront, elles aussi, élevées.
Pour un même niveau de chauffe, les économies sur votre facture peuvent aller jusqu’à 75% de réduction annuelle ! Ce n’est quand même pas négligeable vous ne pensez pas ?
Un financement grâce aux subventions est-il possible pour ma pompe à chaleur ?
Vous pouvez avoir le droit à un coup de pouce pour installer votre pompe à chaleur. La majorité du temps, ces aides sont distribuées aux ménages en fonction des revenus. Plus vos revenus sont importants, moins le montant de vos aides le sera.
D'autres critères sont notamment à prendre en compte : l'installation de votre pompe à chaleur doit être faite dans votre résidence principale, que les travaux soient réalisés par un artisan certifié par le label "Reconnu Garant de l'Environnement" et que votre habitation ait plus d'un certain nombre d'années (cela varie selon la prime en question).
Du chauffage grâce aux énergies renouvelables
Et puisque les pompes à chaleur vous intéressent, ne voulez-vous pas envisager d’alimenter le peu d’électricité qu’elles demandent (1 kWh d'électricité consommé pour 4 kWh d’énergie thermique pour se chauffer) en énergie renouvelable ?
Quitte à agir en faveur de la transition énergétique autant le faire jusqu’au bout non ? 😉