Énergie renouvelablePompe à chaleur

Une pompe à chaleur (PAC) est un système qui permet de capter l'énergie quelque part et de la restituer autre part. C'est un système qui permet de générer de la chaleur en hiver, mais aussi de produire de l'air frais en période estivale. Pour être plus efficace, le système peut être couplé avec la géothermie.

Les différents systèmes de pompe à chaleur

Principes de fonctionnement des différents systèmes de pompes à chaleur :

• Sol-sol : ce modèle récupère les calories du sol en utilisant des capteurs horizontaux. La chaleur est ensuite transmise dans la maison par un plancher chauffant. Cette PAC fonctionne en circuit fermé, contrairement aux autres modèles.
• Sol-eau : ce système puise la chaleur stockée dans le sol et notamment celle du noyau terrestre qui est ainsi captée et transmise au système de chauffage ou d'eau chaude sanitaire.
• Air-air : ce système utilise les calories présentes dans l'air pour chauffer ou refroidir le logement. Il est généralement couplé à une climatisation réversible.
• Air-eau : c'est un système communément appelé aérothermie qui utilise l'énergie présente dans l'air (les calories) pour chauffer l'eau de la chaudière.
• Eau-eau : autrement appelée pompe à chaleur géothermique qui, par un système de capteurs utilisant l'énergie (la chaleur) présente dans les nappes d'eau souterraines ou dans le sol pour générer de l'eau chaude, permet de restituer cette énergie sous forme de chauffage ou d'eau chaude sanitaire dans le logement.
• Eau glycolée-eau : ce système géothermique utilise un réfrigérant à base de glycol pour transférer l'énergie thermique d'une source vers un circuit de chauffage.
• Hybride : c'est un système performant composé d'une pompe à chaleur air-eau et d'une chaudière à gaz à condensation. Cet équipement combine de manière intelligente le gaz et l'électricité en tant que sources d'énergie.

Les différents types de pompe à chaleur et leur utilisation

Les différents types en fonction de leur source d'énergie

Dans cette catégorie, on distingue les différents types de pompes à chaleur :

• Hydrothermique : trouve sa source d'énergie dans les nappes phréatiques. Comme l'eau stockée dans le sol affiche une température constante, elle va utiliser cette température pour apporter de la chaleur dans la maison.
• Aérothermique : puise son énergie dans l'air extérieur ou intérieur. C'est un système simple à installer et que l'on peut raccorder à tout type de système de chauffage. Pour fonctionner, cette pompe va capter l'air extérieur pour le réchauffer avant de le réinjecter dans l'air ambiant.
• Géothermique : trouve son énergie dans le sol. Pour capter la chaleur tellurique, la pompe prend la forme d'un réseau de tuyaux enterrés dans le sol. Ces tuyaux vont capter la chaleur qui y est emmagasinée pour ensuite la diffuser dans le plancher chauffant ou dans un radiateur basse température.
• Solarothermique : cet équipement est appelé système solaire combiné (SSC), car il utilise à la fois une pompe à chaleur classique et des panneaux solaires pour capter davantage d'énergie. Ce système permet de fournir chauffage et eau chaude sanitaire dans l'habitation.

Les différents types en fonction de leur système d'échange

En fonction du système d'échange pouvant être adopté par les pompes à chaleur, on distingue les systèmes suivants :

• Sol-eau : à travers les tuyaux enterrés dans le sol coule de l'eau et de l'antigel. Ces fluides circulent en continu à travers les tuyaux et, lorsqu'ils arrivent au niveau de l'évaporateur de la pompe à chaleur, transmettent la chaleur véhiculée à l'eau sanitaire. Cette dernière va ensuite être distribuée à travers la maison ou alimenter le système de chauffage. C'est un système efficace, car la chaleur stockée dans le sol ne provient pas seulement des rayons du soleil, mais aussi du noyau terrestre composé de magma.
• Eau-eau : ce système pompe l'eau souterraine pour la conduire jusqu'à l'évaporateur de la pompe où la chaleur véhiculée sera retenue pour être redistribuée à l'eau sanitaire ou au système de chauffage. Puisque cette eau se situe dans le sol, elle bénéficie de la température de celui-ci, et donc de la géothermie pour afficher une température constante.
• Air-eau : ici, le système va capter la chaleur thermique de l'air pour la transmettre à l'eau du système de chauffage. Cette installation est moins performante que les deux précédentes puisque la chaleur distribuée va dépendre de la température de l'air et de la performance du système installé.
• Air-air : ce système adopte le même principe que la pompe à chaleur air-eau. La seule différence c'est qu'au lieu de transmettre la chaleur à l'eau sanitaire, le système va l'injecter sous forme d'air chaud dans la maison. Elle permet donc de réchauffer une pièce, mais s'avère moins performante que les autres systèmes.
• Le chauffe-eau thermodynamique : cette pompe à chaleur est exclusivement réservée à la production d'eau chaude. Pour fonctionner, elle se contente de la chaleur résiduelle présente au sein de la maison pour chauffer l'eau. Certains modèles peuvent également utiliser la chaleur puisée à l'extérieur.

Les différents types en fonction de leur champ d'application

Les pompes à chaleur peuvent jouer des rôles spécifiques à la maison. En effet, certaines d'entre elles :

• Se limitent au chauffage de la maison par le biais d'une distribution murale ou par le sol de la chaleur récupérée.
• Sont uniquement destinées à la production d'eau chaude sanitaire. C'est notamment le cas du chauffe-eau thermodynamique.
• Associent les deux fonctions, à savoir le chauffage et la production d'eau chaude sanitaire. Ce sont les systèmes combinés qu'il ne faut pas confondre avec les systèmes hybrides.

On appelle système hybride les pompes à chaleur qui sont combinées à d'autres sources d'énergie comme l'énergie solaire ou encore l'énergie dégagée par une chaudière utilisant un combustible fossile classique comme le gaz.

Pourquoi investir dans une pompe à chaleur

Investir dans une pompe à chaleur, c'est faire le choix de réduire considérablement sa consommation énergétique, ses émissions de gaz à effet de serre et améliorer son bilan carbone.

L'installation d'une pompe à chaleur peut vous faire économiser jusqu'à 75% sur vos factures énergétiques. De plus, vous pouvez bénéficier d'un crédit d'impôt pour son installation, conformément aux promesses du Grenelle de l'environnement. C'est donc un investissement qui peut être rentabilisé rapidement.

Les avantages de la pompe à chaleur

La pompe à chaleur procure de nombreux avantages, à savoir :

Elle exploite une énergie renouvelable

Qu'elle soit géothermique, aérothermique ou hydrothermique, la pompe à chaleur exploite une énergie renouvelable présente en quantité inépuisable dans l'environnement qui nous entoure.

Elle est écologique

L'utilisation d'une pompe à chaleur permet de faire un geste envers l'environnement. Elle est effectivement écologique, et ce, pour diverses raisons :

• On sait déjà qu'elle exploite des énergies renouvelables et non des énergies fossiles.
• Même si elle dégage du gaz à effet de serre pour transformer l'énergie en chaleur, cela reste en quantité négligeable compte tenu des GES produits sur la planète.
• Elle n'émet pas de CO2.
• Chacun de ses composants se recycle facilement.

Elle permet de réduire sa facture d'énergie

C'est l'un des plus grands avantages de la PAC puisqu'elle réduit la consommation d'énergie habituelle de presque 75%. Pour s'en assurer, il suffit de voir le COP (coefficient de performance) du système. La majorité des appareils actuellement vendus affichent un COP égal à 3 ou 4. Cela signifie que, pour 1kWh d'électricité consommée, la PAC produit 3 ou 4kWh d'énergie de chauffage.

Il est à souligner que la PAC fonctionne à l'électricité mais, comme on peut le voir, elle est peu gourmande. En outre, si votre maison est équipée de panneaux solaires photovoltaïques, il est possible de faire fonctionner votre pompe à chaleur avec l'électricité produite par les panneaux.

Elle est rentable

Parmi tous les équipements qui utilisent de l'énergie renouvelable, la PAC reste quand même plus abordable. Et puisque votre facture d'énergie sera réduite de près de 75% une fois le système installé, vous pourrez amortir l'investissement de départ rapidement. Vous pouvez également obtenir des aides financières pour financer son installation et ainsi rentabiliser le système encore plus rapidement.

Elle permet de bénéficier d'aides financières

Comme tout appareil valorisant les énergies renouvelables, la mise en place d'une PAC, quelle que soit la technologie utilisée, permet de bénéficier de diverses aides financières afin d'alléger votre apport personnel. Certaines d'entre elles peuvent être cumulées, ce qui va réduire encore davantage votre investissement.

Elle peut avoir plusieurs usages

Même si la vocation première de la PAC est de produire de l'énergie de chauffage, elle peut également servir de climatisation. Il suffit seulement d'opter pour un modèle réversible.

Grâce à un système supplémentaire, il est possible d'utiliser la chaleur produite pour préchauffer l'eau chaude sanitaire ou tout simplement pour obtenir de l'eau chaude sanitaire. Il est également possible de chauffer l'eau de la piscine avec.

Elle procure un confort d'utilisation indéniable

La pompe à chaleur ne nécessite pas de cuve de stockage pour du carburant, peut être réglée à distance, ne requiert pas beaucoup d'entretien, ne dégage pas d'odeur... et pourtant, elle optimise le confort thermique ambiant. Elle nous facilite la vie, notamment grâce aux dernières innovations qui la rendent plus intelligente que jamais.

Il est possible de la piloter depuis un smartphone. On peut ainsi mettre en marche le chauffage à distance, ajuster la température selon les besoins, choisir de lancer la climatisation au lieu du chauffage...

Elle est peu encombrante

La pompe à chaleur se compose généralement de deux unités : une à installer à l'intérieur et une à l'extérieur. Contrairement à certaines chaudières ou aux poêles, elle est peu volumineuse et le design de l'unité intérieure a été pensé pour qu'elle puisse de fondre dans le décor. Et comme on l'a souligné plus haut, elle ne nécessite pas de raccord à une cuve de stockage de carburant.

Elle ne requiert que peu d'entretien

La pompe à chaleur ne nécessite pas d'entretien rigoureux. Un contrôle annuel par an à confier à un professionnel suffit. Vous pouvez néanmoins retirer les éventuelles saletés qui peuvent se déposer sur l'unité extérieure pour qu'elle reste performante.

Les critères pour choisir une pompe à chaleur

Plusieurs critères doivent être pris en compte avant de choisir une pompe à chaleur.

Est-elle destinée à une maison neuve ou à la rénovation d'un logement ancien ?

Si vous comptez installer la PAC dans une construction neuve, tous les modèles sont adaptés. Toutefois, si vous disposez d'un espace extérieur assez vaste, mieux vaut privilégier la PAC géothermique ou hydrothermique. Ces systèmes sont performants à toutes les saisons parce que la chaleur stockée dans le sol n'est pas influencée par les intempéries à la surface.

Quant au système aérothermique, il convient également pour une construction neuve, notamment lorsqu'il est impossible d'enfouir des capteurs dans le sol. Le seul souci est que, vu l'excellente isolation de ces maisons, la PAC utilisée est souvent de puissance plus faible, moins de 6kWc.

Si vous comptez investir dans une PAC pour remplacer votre vieille chaudière, on ne peut que vous recommander la PAC aérothermique, mais à haute température. Pour cause, elle sera raccordée avec votre ancien système de chauffage qui nécessite généralement plus de puissance.

Quelles fonctionnalités va-t-elle devoir remplir ?

La PAC va-t-elle se charger uniquement du chauffage ou souhaitez-vous également qu'elle fasse office de climatisation en été et produise de l'eau chaude sanitaire ?

Si vous voulez uniquement disposer d'un système de chauffage, optez pour une PAC air-air. Un modèle réversible peut également se charger de rafraichir le foyer en été.

Si vous souhaitez optimiser le chauffage, disposer d'une climatisation et obtenir de l'eau chaude sanitaire, privilégiez une PAC air-eau. Pour la fonction climatisation, il faut choisir un modèle réversible.

Le modèle eau-eau permet, quant à lui, de chauffer la maison et d'obtenir de l'eau chaude sanitaire. Si on souhaite en plus bénéficier de la fonction rafraichissement, il faut choisir des émetteurs spécifiques.

Quel type d'émetteur allez-vous utiliser avec ?

Si vous utilisez des radiateurs ou un plancher chauffant comme émetteurs, il vous faut une PAC soit air-eau, soit eau-eau. L'eau chaude qui circule dans les circuits des émetteurs va diffuser la chaleur dans la maison.

Si vous disposez d'un ventilo-convecteur, il faut utiliser un modèle air-air pour que l'air chaud produit se dissipe correctement au sein du foyer.

Disposez-vous d'assez de place pour installer l'unité extérieure ?

Quel que soit le modèle choisi, l'unité extérieure doit toujours être placée à l'extérieur pour être en contact avec la source d'énergie à exploiter. Si vous ne disposez que d'un emplacement restreint, privilégiez une PAC air-air ou une PAC air-eau. Comme elle utilise les calories présentes dans l'air, vous n'avez pas besoin de l'enfouir dans le sol. Ladite unité peut alors être fixée le long du mur extérieur si vous ne disposez pas de surface libre au sol.

Dans le cas où vous disposez d'un vaste terrain inutilisé, optez pour la PAC eau-eau qui nécessite l'enfouissement des capteurs dans le sol. Si le terrain reste assez limité, privilégiez un captage vertical, car un captage horizontal requiert une surface allant de 1,5 à 2 fois plus vaste que la surface habitable à chauffer.

Quelle puissance vous faut-il ?

Il est important de choisir la puissance de la PAC en fonction de la surface à chauffer afin d'éviter un surdimensionnement ou un sous-dimensionnement.

Le surdimensionnement vous oblige à investir plus à l'achat, car vous allez acheter un système plus puissant. Notez pourtant que lorsque la PAC est trop puissante, il y a plus de cycles de marche/arrêt, ce qui génère une surconsommation d'énergie et risque d'endommager le système de chauffage plus rapidement.

Le sous-dimensionnement, quant à lui, ne vous procurera pas la température de chauffage souhaitée, ce qui vous pousse à recourir à un chauffage électrique d'appoint. Cela génère des couts supplémentaires.

Quelle performance attendez-vous de la PAC ?

La performance d'une pompe à chaleur est exprimée par le COP (coefficient de performance). Ce dernier se définit par l'énergie électrique consommée pour produire l'énergie de chauffage nécessaire.

Par exemple, si le COP est égal à 3, cela signifie que la PAC produit 3kWh d'énergie de chauffage à chaque kWh d'électricité consommée. La majorité des systèmes aujourd'hui en vente affichent une COP située entre 3 et 4.

Il faut néanmoins souligner que le chiffre exprimé ne traduit pas toujours exactement la performance d'une PAC puisque le COP est établi en se basant sur une température extérieure nominale.

Par ailleurs, vous pouvez également vous baser sur le COP saisonnier, dit COPA, pour déterminer la performance d'un appareil.

À combien s'élève votre budget ?

Le prix reste, évidemment, un autre critère décisif pour choisir sa pompe à chaleur. Pour en savoir plus, découvrons tout de suite combien coute chaque système existant.

Prix d'une pompe à chaleur

La pompe à chaleur représente un investissement assez conséquent, mais elle reste tout de même moins onéreuse si on la compare à d'autres appareils utilisant des énergies renouvelables. Les prix des différents types existants sont très variés puisqu'ils font appel à des technologies différentes. Voici les tarifs estimatifs actuellement appliqués :

• La pompe à chaleur air-air : il faut prévoir un budget allant de 6.000 à 10.000 euros.
• La pompe à chaleur air-eau : il faut prévoir un budget situé entre 10.000 et 16.000 euros.
• La pompe à chaleur eau-eau : il faut prévoir entre 10.000 et 18.000 euros pour un captage horizontal et entre 15.000 et 20.000 euros pour un captage vertical. Ce dernier coute plus cher, car l'installation nécessite souvent plus de forages en profondeur.

À ces prix moyens, il faut ensuite ajouter le cout de la main-d'œuvre estimé entre 1.500 à 5.000 euros selon la complexité de l'installation à réaliser. Pour l'entretien annuel, il faut compter entre 150 et 250 euros.

Enfin, si vous ne disposez pas encore d'émetteurs, sachez que le mètre carré d'un plancher chauffant coute entre 40 et 75 euros (incluant matériel et pose), qu'un système de radiateurs basse température coute entre 3.000 et 5.000 euros et que le prix d'un ventilo-convecteur va de 600 à plus de 2.000 euros.

Heureusement, vous pouvez compter sur des aides de l'État pour alléger votre apport personnel.