Pompe à chaleur

[...]Une pompe à chaleur (PAC) est une machine thermodynamique qui transfère l'énergie thermique d'une source froide vers une source chaude.[...]

En mode chauffage, la pompe à chaleur prélève de la chaleur du milieu environnant et la restitue dans le logement à un niveau de température plus élevé. Les PAC sont pour la plupart réversibles, c'est-à-dire qu'elles peuvent prélever de la chaleur dans un bâtiment, et donc le rafraîchir, et rejeter cette chaleur à l'extérieur.

Les pompes à chaleur peuvent également être utilisées pour la production d’eau chaude sanitaire, soit en tant que système indépendant, soit en tant que fonctionnalité supplémentaire au chauffage par pompe à chaleur  de la maison, éventuellement complétée par une résistance électrique.
 

pompe a chaleurLa pompe à chaleur peut récupérer l’énergie de 3 sources différentes, en fonction du milieu environnant :

La récupération de la chaleur dans l'air :

La chaleur prélevée dans l'air extérieur est transférée par la pompe à chaleur dans l'air ambiant du logement ou dans le circuit d'eau chaude de l'installation de chauffage. Suivant les modèles, la pompe à chaleur peut être installée à l'intérieur ou à l'extérieur du logement.

En hiver la pompe à chaleur prélève la chaleur de l’air extérieuret l’amène à un niveau de température pour pouvoir chauffer le logement au travers de planchers chauffants, de ventilo-convecteurs, de radiateurs à basse température ou encore par des systèmes avec diffusion d’air. Les pompes à chaleur sur l’air extérieur sont dimensionnées pour couvrir entre 60 et 80% de la puissance nécessaire pour la température de base. Lorsque la puissance n’est plus suffisante, un appoint de chaleur permet d’assurer le complément nécessaire. Ce dimensionnement permet de couvrir environ 90 à 95 % des besoins en énergie avec la pompe à chaleur.

En été la pompe à chaleur permet de rafraîchir le logement en inversant le sens de fonctionnement. La chaleur indésirable est puisée à l’intérieur du logement pour être rejetée à l’extérieur. C’est la réversibilité. Ce mode de fonctionnement n’est pas possible avec des radiateurs comme émetteurs.

La récupération de la chaleur de l'eau :

La chaleur est prélevée dans une nappe phréatique, un lac, une réserve d’eau  ou encore un cours d’eau. Cette chaleur est ensuite transférée par la pompe à chaleur au circuit d'eau chaude de l'installation de chauffage. La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage). Il est important de noter que l'exploitation des eaux est soumise à une réglementation spécifique.pompe a chaleur

On distingue principalement deux dispositifs selon que la pompe à chaleur fonctionne avec un seul forage (puits de production) ou avec deux forages (puits de production et d’injection). Dans le premier cas, l’eau de nappe est rejetée en surface (rivière, plan d’eau ou encore réseau pluvial) alors que dans le second cas, elle est réinjectée dans la nappe aquifère d’origine.

Les PAC sur eau de nappe sont plus particulièrement rencontrées dans le secteur tertiaire, sur des installations de chauffage/climatisation de forte puissance.

Une contrainte incontournable freine toutefois la diffusion des pompes à chaleur à eau. La mise en œuvre nécessite la présence d’une nappe phréatique exploitable d’un débit suffisant et avec une eau de qualité d’eau, à proximité du bâtiment à chauffer. 

La récupération de la chaleur dans le sol :

Avec des capteurs enterrés constitués d’une tuyauterie parcourue par un fluide (frigorigéne ou eau glicolée) il est possible de prélever cette chaleur. L’association à une pompe à chaleur permet d’amener cette énergie prélevée dans le sol à une température compatible avec l’installation de chauffage. 

La chaleur est prélevée dans le sol à l'aide :

  • D'un réseau de tubes déroulés à faible profondeur (de 0,6 m à 1,2 m) si la surface du terrain est suffisante (environ 1,5 fois la surface à chauffer). Sur cette surface de terrain, aucune plantation avec des racines profondes ne pourra être réalisée. On peut noter qu’à ce jour les pompes à chaleur sur capteurs horizontaux constituent le système géothermique le plus largement répandu sur le marché résidentiel français. 
  • De sondes verticales qui peuvent atteindre des profondeurs d'environ 100 m. Cette solution convient pour chauffer des maisons individuelles, mais aussi de petits ensembles de logements et d’immeubles de bureaux qui sont limités par la surface environnante.

Cette chaleur est ensuite transférée par la pompe à chaleur au circuit d'eau chaude de l'installation de chauffage. La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage).

Le marché de la PAC

Le développement des pompes à chaleur (PAC) connaît depuis le début des années 90 un nouveau souffle en Europe.

La progression s’est  accentuée avec la mise en place par les pouvoirs publics d’un crédit d’impôt en faveur des pompes à chaleur de 40 % en 2005 suivi de 50% en 2006.

En 2009, c’est environ 120 800 pompes à chaleur (géothermie + aérothermie) qui sont commercialisés.

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