Les Pompes à chaleur

La Pompe à chaleur, dite PAC, est un dispositif qui permet d’exploiter les calories ou les frigories d’un milieu pour chauffer ou refroidir un volume, comme pour un réfrigérateur. Elle utilise un phénomène physique qui fait que lorsqu’un corps passe d’un état (gazeux, liquide, solide) à un autre, il consomme ou libère de la chaleur. Les PAC ont d’abord été utilisées pour le chauffage l’hiver ; aujourd’hui, on exploite leur possibilité d’être réversibles pour assurer aussi le refroidissement l’été.

Une pompe à chaleur comporte donc les deux appareils nécessaires au changement d’état : un compresseur et un détendeur qui servent à transformer le fluide qui sert au transfert de la chaleur ou du froid. Mais ce fluide n’est pas utilisé directement : d’un côté, il récupère la chaleur ou le froid de l’extérieur, de l’autre, il réchauffe ou refroidit un autre fluide qui, lui, alimente les circuits de la maison.

Le COP (coefficient de performance)

Entre les deux, le compresseur ou le détendeur augmente les performances en chaud ou en froid du fluide capteur. C’est pour faire fonctionner ces deux appareils que la PAC a besoin d’une énergie complémentaire.  L’intérêt de la pompe à chaleur réside dans sa possibilité, avec un apport faible en énergie, de générer une quantité de chaleur beaucoup plus importante. Cette capacité se mesure à l’aide d’un coefficient appelé Coefficient de performance ou COP. Le COP permet de connaître le rendement de la PAC et se mesure en faisant le rapport entre énergie obtenue (exprimée en puissance c'est-à-dire en kW) et énergie dépensée (aussi exprimée en puissance). Plus le COP est important plus le rapport entre énergie dépensée et énergie obtenue est élevé. Par exemple, un COP de 5 représentera une production de 5 kW produits pour 1 dépensé ou de 10 kW produits pour 2 dépensés. On choisit donc évidemment des appareils au COP le plus haut possible.

Attention, le COP n’est pas le même en fonction des saisons mais aussi des températures des sources chaudes et froides. Aujourd’hui, les COP des PAC commercialisées s’échelonnent en moyenne entre 3 et 5.

Les sources

La chaleur ou le froid peuvent être prélevés dans l’air, dans la terre ou dans l’eau. D’où les différentes sortes de PAC baptisées air/air, air/eau, sol ou eau.  Les deux premiers types air/air et air/eau font appel à l’aérothermie, dans le sens où ils puisent chaleur ou froid dans l’air ambiant. Mais on peut aussi aller chercher calories et frigories dans le sol en utilisant la géothermie ou même dans l’eau avec l’hydrothermie.

Le type de source a une influence sur la performance de la PAC. Ainsi, le COP des PAC air/air est inférieur à celui des PAC  couplées à de la géothermie ou de l’hydrothermie. Les masses de la terre ou d’eau des lacs ou de la mer ne présentent pas, en profondeur, de température négative au contraire de l’air.

Pour les systèmes géothermique ou hydrothermique, les installations sont plus complexes et plus coûteuses puisqu’il faut faire circuler un fluide (en général de l’eau glycolée) dans un circuit qui s’enfonce dans la terre ou dans l’eau et qui alimente la PAC.

Quand choisir une PAC ?

En règle générale, l’utilisation des pompes à chaleur reste intéressante quand le rapport entre le coût de la chaleur produite reste très inférieur au coût de chaleur produit avec d’autres types de chauffage. Pour une installation neuve, le choix de la PAC se fera en fonction de la région concernée, de ses ressources combustibles, du coût de l’énergie électrique nécessaire à l’alimentation de la pompe. Car si avec un COP de deux, la chaleur produite par la PAC reste intéressante au regard de l’électricité, elle peut devenir un véritable handicap si une autre source d’énergie (par exemple le bois) est bon marché dans la région.

Les PAC sont globalement particulièrement intéressantes dans les régions tempérées (à partir de 7 °C, le COP baisse) car c’est là que leurs performances sont optimisées. D’autant qu’il est toujours prudent de prévoir un mode de chauffage complémentaire, même si dans certaines conditions des PAC performantes peuvent suffire.

Les systèmes de distribution associés

La production de chaleur ou de fraîcheur par une PAC s’accommode tout particulièrement des systèmes de distribution de type plancher chauffant basse température. L’utilisation de radiateurs, sauf s’ils sont adaptés à ce principe (en particulier par leurs dimensions), nécessite souvent le recours à un mode de chauffage complémentaire. Les PAC peuvent aussi alimenter des ventilo-convecteurs.

Toutefois, en fonction du système retenu, l’intérêt financier et environnemental de la PAC peut être sensiblement amoindri. Par exemple, l’installation de ventilo-convecteurs signifie une dépense électrique plus importante et un entretien plus complexe. Sans compter la fragilité de certains dispositifs à l’humidité.

Le choix d’un système de PAC

Le nombre de paramètres qui fait qu’une PAC est intéressante pour une installation est suffisamment important pour que ce type de choix soit effectué avec l’aide d’un professionnel.  Selon la région où vous habitez, selon les volumes à chauffer, selon les ressources naturelles dont on peut disposer, un conseil est très utile.

C’est aussi cette étude qui orientera le choix performantiel voire technologique de la PAC : appareil ordinaire ou à variateur électronique – dite « inverter » – qui déclenche le fonctionnement à la demande de chaleur et non selon la température. Enfin, dans certains cas, la PAC peut produire du bruit (en aérothermie notamment).

Enfin, les PAC sont aussi qualifiées grâce à un marquage NF PAC (attribué par l’AFAQ-AFNOR CERTIFICATION)  qui certifie une conformité aux normes mais aussi qualifie le COP, le niveau de bruit, etc.

Les qualifications Qualibat

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