Comment fonctionne une pompe à chaleur  ?

Capables de chauffer, mais aussi de rafraîchir le logement, les pompes à chaleur (PAC) revêtent de nombreux avantages pour les occupants de l’habitation. Avec différentes variantes d’installation, elles permettent de gagner en confort dans la maison tout en exploitant votre environnement extérieur pour faire des économies d’énergie. Comment ça marche et quelles sont les différentes configurations envisageables ? Découvrez les principes de fonctionnement d’une pompe à chaleur et les critères à prendre en compte pour choisir une solution adaptée à vos besoins et votre environnement.

Principes de base d’une pompe à chaleur

Comme son nom l’indique, une pompe à chaleur sert à capter (ou pomper) l’énergie présente naturellement dans l’environnement, et ce pour produire de la chaleur. Elle permet également dans certains cas d’alimenter un système de climatisation.

Les calories peuvent être puisées :

• dans l’air : on parle alors d’aérothermie ;
• dans une nappe d’eau ;
• ou dans le sol : c’est la géothermie.

Vous disposez ainsi d’une énergie gratuite et sans cesse renouvelée grâce aux rayonnements du soleil.

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur : détails techniques

Une pompe à chaleur est constituée de 4 composants fondamentaux disposés en circuit fermé : 

• un évaporateur : cet échangeur thermique capte les calories présentes dans l’air, l’eau ou le sol par le biais d’un fluide frigorigène. Grâce à l’énergie puisée, le fluide initialement liquide s’évapore ;
• un compresseur : alimenté par un moteur électrique, le compresseur élève la température du gaz dans le circuit de la pompe à chaleur ;
• un condenseur : il sert à transmettre la chaleur à l’intérieur de la maison et permet au gaz de repasser à l’état liquide ;
• un détenteur : cet élément de la pompe à chaleur fait chuter la pression du fluide frigorigène circulant dans le circuit avant rejet du froid vers l’extérieur par le biais de l’évaporateur.

Avec une pompe à chaleur réversible, l’inversion du circuit sert de climatisation et permet de rafraichir le logement en été.

Image

Les différents types de pompes à chaleur

En fonction de la source d’énergie exploitée et du mode de diffusion de la chaleur, on distingue 4 grandes familles de pompes à chaleur :

• les pompes à chaleur air-air : la PAC puise les calories dans l’air extérieur et les diffuse dans l’air intérieur ;
• les pompes à chaleur air-eau : la PAC récupère l’énergie présente dans l’air extérieur et la transmet dans la maison via un circuit hydraulique (plancher chauffant, radiateurs, eau chaude sanitaire) ;
• les pompes à chaleur eau-eau : la PAC chauffe un circuit d’eau intérieur grâce aux calories puisées dans une nappe d’eau souterraine ;
• les pompes à chaleur sol-eau : la PAC alimente un circuit d’eau chaude à partir de l’énergie captée par le biais d’un réseau installé horizontalement ou verticalement dans le sol.

Le choix d’une solution s’effectue en fonction de votre environnement, de vos besoins et de votre budget. Une pompe à chaleur eau-eau ou sol-eau peut s’avérer dans certains cas plus performante qu’une PAC air-air ou air-eau. Son installation sera en revanche plus coûteuse puisqu’elle nécessite la réalisation de sondages et puisage, ou de travaux de terrassement.

Le rendement d’une pompe à chaleur

Pour comparer différents modèles de pompe à chaleur, vous devez vous intéresser à leur coefficient de performance (COP). Le COP détermine le rapport entre la quantité d’électricité consommée et la quantité d’énergie restituée par la pompe à chaleur. Un coefficient de performance de 3 indique que la PAC est capable de produire 3 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée.

Quelles économies réaliser avec une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur performante peut couvrir jusqu’à 100 % des besoins en chauffage d’une maison à partir d’une consommation d’électricité estimée à 30 % des besoins énergétiques. Ces chiffres peuvent cependant varier d’une installation à l’autre en fonction du matériel utilisé, de la source d’énergie exploitée, de la zone géographique concernée...

Les pompes à chaleur air-eau ne peuvent par exemple pas fonctionner correctement avec une température extérieure en dessous de -5 °C. Si vous habitez dans une région où les hivers sont rudes, vous devez envisager un chauffage d’appoint durant ces périodes ou vous orienter sur une PAC eau-eau ou sol-eau.

Pour le chauffage et la climatisation comme pour la production d’eau chaude sanitaire, la pompe à chaleur est un système très intéressant pour réaliser des économies d’énergie. La diversité des installations possibles (air-air, air-eau, eau-eau et sol-eau) permet de trouver une solution adaptée à tous les besoins et toutes les configurations. La géothermie s’avère en revanche toujours plus onéreuse que l’aérothermie. Sachez cependant que vous pouvez bénéficier de différents dispositifs d’aide financière si vous choisissez d’installer une pompe à chaleur : prime énergie, TVA à taux réduit, éco-prêt à taux zéro, subventions de l’Agence Nationale de l’Habitat (ANAH)…

Voir l'offre "Coup de pouce Chauffage" afin de bénéficier d'une aide financière pour le remplacement de votre système de chauffage.