Également appelée thermopompe, une pompe à chaleur (ou PAC) est un dispositif qui permet d'effectuer un transfert thermique d'une source froide à basse température vers un milieu à température plus élevée. Économiques et écologiques, les pompes à chaleur sont considérées aujourd'hui comme une alternative idéale pour le chauffage des maisons.
Dans ce dossier, nous vous proposons de mieux comprendre comment fonctionnent les différents types de pompes à chaleur, ainsi que leurs réels avantages et inconvénients. Nous partagerons également avec vous quelques conseils d'entretien pour un bon fonctionnement.
Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Le fonctionnement d'une pompe à chaleur est basé sur l'utilisation des énergies renouvelables naturelles pour chauffer ou refroidir une habitation, à l'aide d'un système thermodynamique. De façon simplifiée, l'énergie thermique présente dans un milieu donné (la source chaude), est prélevée, transformée par un ensemble de mécanismes et transférée vers le milieu à chauffer (la source froide).
Selon qu'elle sert à chauffer un logement ou plutôt à le refroidir, une pompe à chaleur est dite de chauffage ou de réfrigération. Il existe également des modèles de pompes à chaleur qui assurent les deux fonctions à la fois. On parle alors de thermofrigopompe.
Quels sont les différents éléments d’une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur est généralement composée de 4 principaux éléments :
- Le compresseur. C'est la pompe du circuit. Il récupère l'énergie provenant du milieu extérieur (air, eau ou sol) et la comprime jusqu'à en faire de la vapeur à haute température et à haute pression ;
- Le condenseur. Il récupère la vapeur comprimée et la débarrasse de sa chaleur afin de la transformer d'un gaz à un liquide. On parle d'échange de chaleur. A cette étape, la chaleur de la vapeur est déjà diffusée dans l'air de la pièce ;
- Le détendeur. Le liquide qui sort du condenseur est à haute pression. Il passe alors par un détendeur qui fait baisser rapidement cette pression pour obtenir un réfrigérant froid qui se vaporise en partie.
- L'évaporateur. Installé dans la pièce à refroidir, il accueille le fluide réfrigérant après sa détente et procède à un échange de chaleur en récupérant celle présente dans l'air de la pièce afin de la refroidir. Dans le même temps, la chaleur absorbée par le réfrigérant occasionne l'évaporation de ce dernier.
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Les différents modèles de pompe à chaleur
Selon l'énergie renouvelable utilisée, on distingue principalement quatre types de pompes à chaleur :
Les pompes à chaleur air-air
Ce type de pompe à chaleur fonctionne en prélevant l'énergie thermique provenant de l'air extérieur et en la redistribuant à l'intérieur pour chauffer le logement. Deux unités placées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur du logement permettent cet échange grâce à un ventilo-convecteur (système de diffusion d'air).
Les pompes à chaleur air-eau
Pour son fonctionnement, ce type de pompe à chaleur prélève l'énergie thermique présente dans l'air extérieur et transfère cette énergie à travers des circuits hydrauliques. Ce système permet d'alimenter le chauffage central et l'arrivée d'eau chaude via un circuit caloporteur.
Les pompes à chaleur eau-eau
Ici, l'énergie thermique est puisée dans l'eau des nappes phréatiques, lacs, rivières, étang etc. afin d'alimenter le circuit de chauffage central pour chauffer la maison et l'eau sanitaire. C'est un système qui fonctionne sur le principe de l'aquathermie.
Les pompes à chaleur géothermiques
Des capteurs enfouis dans le sol permettent de capter la chaleur produite par la terre afin de la diffuser via des émetteurs de chaleur. Ce transfert d'énergie s'effectue grâce à un circuit de chauffage centralisé.
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Les avantages d’une pompe à chaleur
De plus en plus de ménages font installer une pompe à chaleur, que ce soit pour une nouvelle construction ou dans le cas d'une rénovation de maison. Ce qui s'explique par les nombreux avantages offerts par ces différents dispositifs.
Ecologique et économique
Étant donné qu'elle utilise de l'énergie provenant directement de sources naturelles renouvelables (eau, sol ou air) et quasi inépuisables, une pompe à chaleur est une solution écologique qui ne pollue quasiment pas. Les seules empreintes carbones qu'elle génère proviennent de la fabrication de ses composants et de l'énergie nécessaire à la production de l'électricité qu'elle consomme.
Par ailleurs, une fois installé, elle permet de réduire considérablement la consommation énergétique du logement. Avec des niveaux de consommation deux, voire trois fois moins élevés que les radiateurs électriques, elle offre la garantie de réaliser d'intéressantes économies.
Facile à utiliser et moderne
Une pompe à chaleur est un dispositif moderne conçu pour une prise en main simple et facile. Discrète, elle est totalement inodore et ne nécessite pas d'effort. Contrairement à une chaudière, elle ne doit pas être alimentée en bois ou en fioul pour son fonctionnement.
Par ailleurs, avec la domotique, son utilisation est d'autant plus simple et agréable. En effet, une fois connectée, la pompe à chaleur peut être pilotée à distance et être programmée selon les habitudes de consommation du logement. Cette option permet par ailleurs d'optimiser sa consommation énergétique.
Multifonction et réversible
Selon le système installé, une pompe à chaleur peut avoir plusieurs fonctions. Elle peut à la fois chauffer le logement et l'arrivée d'eau chaude, ou même la piscine. C'est le cas notamment des pompes à chaleur aérothermiques. Certains modèles de pompes à chaleur sont même réversibles. Grâce à l'inversion d'une vanne, ils permettent en effet de chauffer le lieu d'habitation pendant l'hiver et de le refroidir pendant l'été.
Éligible aux aides financières
L'installation d'une pompe à chaleur est éligible aux aides financières. En effet, pour améliorer les performances énergétiques des foyers, le gouvernement a lancé une grande opération nommée « coup de pouce chauffage ».
Selon les revenus et en fonction du type d'équipement à remplacer, les ménages peuvent recevoir une aide financière de l'Etat. Cette dernière peut prendre la forme d'un taux préférentiel de TVA (seulement 5,5%) ou d'un remboursement d'un remboursement des frais d'achat et d'installation via un crédit d'impôt.
Quels sont les inconvénients d’une pompe à chaleur
Mais une pompe à chaleur peut également présenter quelques inconvénients.
Un investissement conséquent
Bien que subventionnés par l'Etat, l'achat et les coûts d'installation d'une pompe à chaleur restent globalement élevés. Selon le modèle choisi, les prix varient en effet entre 6 000 et 40 000 euros.
Notez que les modèles les plus onéreux sont les pompes géothermiques et les pompes hydrothermiques, dont le coût final est gonflé respectivement par les travaux de terrassement et de forage nécessaires à leur installation.
Les contraintes liées au logement ou à la zone d’habitation
Compte tenu du type de logement ou de la zone dans laquelle il est construit, l'installation de certains modèles de pompes à chaleur peut être compliquée, voire impossible. L'une des premières exigences dans ce cadre est l'isolation thermique du bâtiment. Il est en effet impossible d'installer une pompe à chaleur, quel que soit le modèle, dans un logement mal isolé.
D'autres paramètres importants doivent également être contrôlés :
- Les températures extérieures pour les PAC air-air et air-eau ;
- La qualité du sol pour les PAC géothermiques ;
- La nappe phréatique pour les PAC hydrothermiques.
Par exemple, l'installation d'une pompe à chaleur aérothermique dans une zone très froide n'est pas recommandée. En dessous de -10°C, les performances du dispositif sont en effet diminuées. L'installation d'un chauffage d'appoint est alors plus indiquée.
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Les nuisances sonores
Certains modèles de pompes à chaleur, bien que silencieuses à l'intérieur, peuvent causer des nuisances sonores à l'extérieur. Elles peuvent alors beaucoup déranger le voisinage. Le dispositif des PAC aérothermiques en est un exemple typique. Certaines copropriétés vont même jusqu'à interdire leur installation. Il est donc indispensable de trouver un bon emplacement qui ne sera pas source de conflit.
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Comment entretenir sa pompe à chaleur ? Nos conseils
Pour optimiser la performance d'une pompe à chaleur et allonger sa durée de vie, il est nécessaire de l'entretenir. Sur le plan légal, la visite bisannuelle d'un professionnel est obligatoire. Ce dernier a pour mission de :
- Vérifier le compresseur ;
- S'assurer du bon fonctionnement du bac à condensats ;
- Contrôler l'étanchéité du circuit frigorifique ;
- Changer les filtres si nécessaires ;
- Evaluer la performance de l'installation ;
- Remplacer le fluide frigorigène tous les 5 ans.
Pour les pompes à chaleur aérothermiques, certains gestes d'entretien ne nécessitent pas forcément l'intervention d'un professionnel. Il s'agit du nettoyage de l'unité extérieure et du dépoussiérage des bouches d'insufflation intérieures. Ces petits gestes permettent de préserver la qualité de l'air transférée dans le logement.
Pour une pompe à chaleur géothermique, il est nécessaire de vérifier régulièrement le bon rendement de l'installation. Les capteurs étant enterrés, c'est le seul moyen de détecter un éventuel dysfonctionnement. En cas de baisse constatée de la performance de l'installation, l'intervention d'un professionnel est recommandée tôt pour contrôler l'installation.
En résumé…
Une pompe à chaleur est une alternative écologique aux systèmes de chauffage traditionnels. Bien que relativement coûteux à l'achat et à l'installation, ses bénéfices sont immédiats. Avant l'installation, il est nécessaire de prendre l'avis d'un professionnel afin de savoir laquelle est la mieux adaptée à votre logement, mais aussi pour s'informer sur le montant de l'aide au financement prévu par l'Etat.
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