Les pompes à chaleur

Les différents types de pompe à chaleur

Dans une maison bien isolée, il est possible d’installer une pompe à chaleur à haut rendement énergétique pour le chauffage, ainsi que pour la production d’eau chaude sanitaire. Dans certains cas, ce même dispositif peut être utilisé pour refroidir la maison en été. Plusieurs options existent, sachant que les plus importantes concernent le choix de la source elle-même et ensuite les systèmes à air et les systèmes à eau. Nous allons vous aider à faire votre choix.

Principe de fonctionnement

Expliqué simplement, le fonctionnement d'une pompe à chaleur peut être comparé à celle d'un réfrigérateur ou d'un congélateur. Dans un réfrigérateur, la chaleur est extraite de l'intérieur de l'appareil, réduisant ainsi la température. Cependant, la chaleur extraite doit être évacuée : à l'arrière du réfrigérateur se trouve une grille métallique composée de petits conduits qui libère la chaleur dans l'air ambiant. Outre le maintien au frais de vos légumes, fruits et autres aliments, votre réfrigérateur chauffe également partiellement l'espace autour de lui. Une pompe à chaleur fonctionne de la même manière. Elle capte la chaleur en provenance d'une source telle que l’air, l’eau ou le sol et la restitue ensuite pour chauffer la maison.

Les différentes pompes à chaleur

On distingue différentes sortes de pompes à chaleur en fonction de la source choisie et du système utilisé pour restituer la chaleur.

1. La chaleur extraite de l'air extérieur (aérothermie)

- La pompe à chaleur air / air : la chaleur est extraite de l’air extérieur et convertie par un échangeur de chaleur. L’air ainsi chauffé est ensuite réparti dans toute la maison à l'aide d'un système à circulation d'air (un ventilo-convecteur et un réseau de conduits aérauliques).

- La pompe à chaleur air / eau : l'air extérieur est également capté, mais la chaleur extraite est transférée vers un circuit d'eau qui peut être utilisé dans un chauffage par le sol, des radiateurs et également pour l'eau chaude sanitaire.

Le coût d'installation d’une pompe à chaleur fonctionnant avec l'air est plus économique par rapport aux autres dispositifs ; en revanche, ce système a un inconvénient : si l'air extérieur est trop froid, l'efficacité du système diminue. Les pompes à chaleur à air sont principalement installées dans les zones où le climat est tempéré et ne sont pas recommandées pour les régions dont les hivers sont longs et froids.

2. La chaleur extraite du sol (géothermie)

Dans ce cas, la chaleur est extraite du sol et transformée en eau chaude : ce système constitue une pompe à chaleur géothermique (sol / eau). Comme la température du sol reste assez constante tout au long de l'année, l'efficacité de ce système est ainsi plus élevée, même durant les hivers froids. Deux sortes de systèmes d’échangeur de chaleur sont à distinguer : l’un avec capteurs horizontaux et l’autre avec capteurs verticaux.

- L’échangeur de chaleur avec capteurs horizontaux
Des canalisations tubulaires sont enfouies à une profondeur spécifique (environ 1,5 m) sous le jardin. Ce circuit fermé permet de transférer la chaleur du sol vers la pompe à chaleur. La surface de terrain nécessaire doit être beaucoup plus importante que celle de l'espace à chauffer, ainsi ce système ne convient pas à une emprise au sol réduite (Pour plus d'informations, suivre ce lien).

- L’échangeur de chaleur avec capteurs verticaux :
Un ou plusieurs puits verticaux sont forés dans le sol. Chaque puit contient une canalisation descendante et ascendante, formant une boucle fermée. Un mélange liquide circulant dans les canalisations récupère la chaleur du sol et la remonte vers la pompe à chaleur. Cette technique peut être utilisée même pour une surface limitée, mais à condition, bien évidemment, que les forages puissent être réalisés. Comme l'eau qui redescend est plus froide, cette dernière peut abaisser la température du sol et diminuer ainsi l'efficacité du système lorsque la saison de chauffage approche à sa fin. Si la température du sol baisse trop, on dit que le sol est épuisé. Un juste équilibre doit être trouvé entre l'extraction de la chaleur du sol en hiver et le réchauffement naturel du sol en été. Cet équilibre peut être obtenu en inversant la fonction de la pompe à chaleur en été : la maison est refroidie et l'excès de chaleur transféré vers le sol (Pour de plus amples informations, suivre ce lien).

3. La chaleur extraite à partir de l’eau (aquathermie)

Un cours d'eau ou, mieux encore, les eaux souterraines peuvent également être utilisés en tant que source de chaleur. Deux forages sont réalisés dans le sol à une distance raisonnable l’un de l'autre. Contrairement au système sol / eau avec capteurs verticaux, cette technique repose sur un système ouvert. L'eau souterraine est pompée depuis le premier forage vers la pompe à chaleur. La chaleur est transférée dans un échangeur de chaleur et l'eau de retour, plus froide, est ensuite renvoyée dans le deuxième forage. Ce système peut être inversé en été : les eaux souterraines plus froides du deuxième forage sont utilisées pour refroidir la maison. L'excès de chaleur est ensuite stocké dans le premier forage.

Lors du choix d'une pompe à chaleur, demandez toujours l'avis de votre installateur.
Illustration d'une pompe à chaleur air / eau.
(Crédits photo : Photolia)