La pompe à chaleur est un équipement de chauffage écologique et économique. Basé sur un principe assez complexe au premier abord, ce matériel suscite beaucoup d’interrogations. Que signifie PAC air/air ? Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ? Comment la température du logement s’élève-t-elle concrètement ? Des explications aux conseils pour choisir le bon matériel, nous répondons à toutes vos questions dans cet article ! 

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur et quels sont ses avantages ?

Une pompe à chaleur (PAC) est un système de chauffage écologique. Cet équipement thermodynamique peut s’installer dans une maison, un appartement, mais aussi dans des immeubles ou logements collectifs. 

Fonctionnement d’une pompe à chaleur : généralités

Puisqu’une image vaut mieux que mille mots, vous pouvez visionner cette courte vidéo pour mieux comprendre les PAC pour les particuliers. 

Vous l’avez compris : une pompe à chaleur prélève de l’énergie dans une source renouvelable, capable de stocker de la chaleur (air extérieur, sol, eau), puis la restitue à plus haute température dans l’habitation. Attention : contrairement aux panneaux solaires, la pompe à chaleur a besoin d’une source d’énergie pour puiser les calories. Souvent, dans les logements des particuliers, la pompe consomme de l’électricité. On en trouve également au gaz. 

De nombreuses déclinaisons rendent ce système adaptable à une multitude de situations, et ouvrent les portes du progrès technique.

Pourquoi installer une pompe à chaleur ?

De plus en plus en vogue, la pompe à chaleur a de nombreux avantages. 

• Réduction des consommations d’énergie fossiles.
• Diminution des émissions de gaz à effet de serre.
• Économies financières.
• Utilisation d’une énergie gratuite, disponible dans l’environnement.

Les PAC sont des équipements thermodynamiques performants. Ils exploitent un effet bien connu des thermiciens : l’inertie. L’air, l’eau mais surtout le sol, ont la capacité de stocker une grande quantité de chaleur. Cette énergie, propre et inépuisable, est renouvelée chaque jour par le soleil, les précipitations et le vent.

Selon la profondeur de pompage, une autre forme d’énergie est captée : la géothermie, une chaleur venue de l’activité continue des profondeurs de la Terre. 

Les économies accessibles grâce à ce système de chauffage écologique

Selon le type de pompe à chaleur choisi, mais aussi les conditions d’installation, les performances peuvent grandement varier. Lorsque nous faisons des audits énergétiques gratuits, nous identifions le potentiel de l’habitation et proposons la solution la plus adaptée. Les retours de nos clients sont très bons : ils observent d’importantes économies sur leurs factures énergétiques.

• Les installations de pompe à chaleur air/air permettent en moyenne 50 % d’économies financières par an.
• L’un de nos clients dépensait 5 000 €/an d’énergie — gaz et électricité. Nous l’avons équipé d’une pompe à chaleur haute température, qui lui permet d’économiser 1 800 € chaque année. 

Pompe à chaleur air/air, PAC haute température… Voilà des termes étranges ! Pas de panique, nous vous expliquons tout dans la suite de l’article. Avant tout, voyons en détail le fonctionnement des pompes à chaleur. 

Pompe à chaleur : comment ça marche ?

Pour offrir à l’habitation un mode de chauffage écologique, le cycle de la pompe à chaleur se divise en trois étapes principales.

1. Capter de l’énergie thermique dans le sol, l’eau ou l’air (milieu extérieur), à l’aide de l’évaporateur.
2. Augmenter la température du fluide obtenu, grâce au compresseur.
3. Propager les calories dans l’air du bâtiment à chauffer ou à l’eau chaude sanitaire.

C’est le fluide frigorigène qui fait le lien entre les composants de la pompe à chaleur, en transportant la chaleur d’une étape à l’autre.

On distingue 4 éléments.

• L’évaporateur, un échangeur qui prélève l’énergie à la source extérieure, la transfère au fluide frigorigène et force l’évaporation de ce dernier. 
• Le compresseur, qui augmente la pression du fluide frigorigène (qui est maintenant sous forme de gaz) pour en élever la température. Cette étape consomme de l’énergie.
• Le condenseur, qui force le fluide frigorigène à repasser à l’état liquide après avoir transféré sa chaleur dans le circuit de chauffage. 
• Enfin, le détendeur amorce la vaporisation du fluide en diminuant sa pression. 

En résumé, la pompe à chaleur récupère de la chaleur dans une source extérieure, élève sa température puis la restitue dans l’habitation. 

Ce n’est pas clair ? Encore une fois, une image vaut mieux que mille mots. 

La chaleur obtenue par la PAC peut être diffusée au logement par des radiateurs, un plancher chauffant ou directement à l’eau chaude sanitaire. C’est ainsi que vous pouvez vous débarrasser de votre chaudière à fioul ou au gaz, mais également de vos radiateurs électriques !

N’oubliez pas : la pompe dépense de l’énergie pour capter les calories gratuites de l’extérieur. Le rapport entre l’énergie consommée et celle qui est restituée est appelé le coefficient de performance (COP). Cet indicateur de rendement dépend en grande partie du type d’équipement installé. 

Les différents types de pompes à chaleur et leur principe de fonctionnement

Les spécificités des PAC

Les pompes à chaleur captent l’énergie du sol, de l’eau et de l’air environnant. Elles cèdent la température à un plancher chauffant, un radiateur, de l’eau chaude sanitaire, voire directement dans l’air de la pièce.

Il existe donc de multiples systèmes de PAC ! Ces derniers se différencient par :

• la source d’énergie extérieure ;
• le système de transfert thermique ;
• le mode d’alimentation de la pompe.

Les équipements de chauffage écologiques des logements se classent en deux catégories : 

• les PAC géothermiques, exploitant la chaleur des profondeurs du sol ou d’une nappe phréatique ; 
• les PAC aérothermiques, captant les calories de l’air extérieur.

La signification des appellations air/air, air/eau, etc.

Pompe à chaleur air/air, PAC air/eau, modèle sol/eau… Vous avez certainement déjà entendu ces étranges appellations, sans forcément les comprendre. En fait, elles désignent simplement le système utilisé.

• Le premier terme indique la source d’énergie gratuite.
• Le second terme indique le mode de distribution de la chaleur. 

L’appellation donne une indication sur le fonctionnement de la pompe à chaleur. 

Par exemple :

• La pompe à chaleur air/air capte l’énergie de l’air extérieur et la cède au logement via des systèmes de diffusion d’air. 
• La pompe à chaleur air/eau prélève la chaleur de l’air et diffuse l’énergie via des circuits d’eau. Cette machine thermique fonctionne selon le même principe que les réfrigérateurs.
• La pompe à chaleur eau/eau puise l’énergie de l’eau et la transfère à l’habitation via des circuits d’eau.

Facile, non ?

On classe les différents modèles de pompes à chaleur à disposition des particuliers en deux grandes catégories.

• Les PAC géothermiques : sol/sol, sol/eau, eau glycolée/eau (qui puise la chaleur géothermique du sol via un réseau enterré contenant de l’eau glycolée) et eau/eau.
• Les PAC aérothermiques : air/eau et air/air (cette dernière pouvant capter la chaleur de l’air extérieur, mais également du logement). 

Pompe à chaleur haute température et basse température

Un peu plus tôt dans l’article, on vous racontait l’histoire d’un client de Green Deal qui économise chaque année 1 800 € grâce à sa pompe à chaleur haute température. 

Certes… Mais qu’est-ce que c’est ?

Il existe une autre classification des équipements thermodynamiques (oui, encore une !) en fonction de la température du fluide transféré au réseau de chauffage. 

• Les pompes à chaleur basse et moyenne température (amicalement surnommées PAC BT et PAC MT) diffusent un liquide entre 35 et 45 °C. Performantes et économes en énergie, elles répondent à de faibles besoins de chauffage. 
• Les pompes à chaleur haute température (vous l’avez deviné : PAC HT) fournissent un fluide à plus de 55 °C. Elles consomment davantage d’énergie que les précédentes, mais assurent le chauffage de logements plus demandeurs.

Et puisqu’on parle d’eau fournie au circuit de chauffage, voyons maintenant les différents moyens disponibles pour transférer la chaleur au logement. 

Les différents émetteurs de chaleur associés aux PAC

Chauffage écologique du logement

Du plancher chauffant aux classiques radiateurs, il existe différents systèmes de chauffage compatibles avec une pompe à chaleur. Le choix dépendra du budget, des conditions d’installation, mais également du logement (à rénover ou en construction neuve).

• Le plancher chauffant basse température consiste en un réseau de tubes circulant sous le sol. Généralement noyé dans une dalle de béton, il diffuse une chaleur régulière et modérée (28 °C maximum). Pour ce type d’installation, l’énergie produite par la pompe à chaleur est transférée au logement via l’eau, circulant dans le réseau du plancher. Si cette solution de chauffage est confortable et performante, elle est plutôt adaptée aux constructions neuves. 
• Les radiateurs basse température procurent également une chaleur douce. Ils sont parcourus par une eau dont la température est comprise entre 45 et 50 °C. Facile à mettre en place, cette technologie est recommandée pour les logements en rénovation. D’anciens radiateurs peuvent convenir, selon leur dimensionnement.
• Les ventilo-convecteurs à eau sont raccordés au circuit d’eau de chauffage d’une pompe à chaleur. Contrairement à ce que leur nom semble indiquer, ils émettent la chaleur via l’air. Grâce à un ventilateur, l’atmosphère ambiante est filtrée et chauffée.
• Les ventilo-convecteurs à détente directe répandent dans le logement l’air chauffé par la pompe à chaleur. Ce système peut s’installer dans un faux plafond ou des combles, et même se nicher dans un placard.

Production d’eau chaude sanitaire

La production d’eau chaude sanitaire par les pompes à chaleur demande une technologie particulière. On distingue deux systèmes.

La pompe à chaleur double service

La pompe à chaleur double service chauffe le logement puis détourne une partie de la chaleur vers le ballon d’eau. Un système d’appoint (résistance électrique) est généralement installé pour prendre le relai lorsque la PAC ne fonctionne pas.  

Le chauffe-eau thermodynamique (CET)

Système indépendant, le chauffe-eau thermodynamique comprend une PAC et un ballon de stockage. D’un volume de 150 à 300 litres, ce dernier permet de conserver l’eau chaude produite. Le CET est une alternative fiable aux équipements électriques classiques, mais également aux chauffe-eau solaires individuels. Ils nécessitent généralement un appoint électrique. 

De même que pour les pompes à chaleur, il en existe différentes versions.

• Le CET aérothermique utilise les calories de l’air ambiant, de l’air extrait par le système de ventilation ou de l’air extérieur. Cet équipement de production d’eau chaude sanitaire est facile à mettre en place, dans les logements en rénovation comme dans les constructions neuves. 
• Le CET géothermique valorise la chaleur du sol. Bien que moins contraignant que la PAC géothermique, il demande une surface de terrain suffisante à l’installation de capteurs enterrés. Il est recommandé pour les constructions neuves.
• Le CET héliothermique combine une pompe à chaleur et des panneaux solaires particuliers. Ainsi, cette technologie valorise l’énergie du soleil pour activer la PAC et chauffer l’eau sanitaire. Peu répandu, cet équipement écologique ne s’installe que sur les constructions neuves.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur pour le rafraichissement du logement

Il est bon de noter que les pompes à chaleur fonctionnent également pour le rafraichissement du logement. Bien qu’on ne parle pas de climatisation à proprement parler, cette technologie peut grandement améliorer le confort des habitants en été. 

Ainsi, on distingue plusieurs modes de fonctionnement des pompes à chaleur :

• mode chauffage uniquement ;
• mode réfrigération uniquement ;
• mode inversible, capable de produire de la chaleur ou de rafraichir selon la demande ;
• mode simultané, permettant de générer du froid et du chaud en même temps. 

Pour rafraichir la maison, la pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur : elle récupère la chaleur du logement et la rejette à l’extérieur. Pour cela, le cycle du fluide frigorigène est inversé. 

Pourquoi parle-t-on seulement de rafraichissement ? Car cet équipement réversible permet d’atteindre une différence de température de 3 à 4 °C seulement avec l’extérieur.

Bien que confortable, le rafraichissement par la PAC n’est pas recommandé pour faire des économies d’énergies importantes. En effet, elle incite à utiliser de l’énergie tout au long de l’année, plutôt que l’hiver uniquement ! Pour diminuer la température de votre habitation de manière écologique, gardez les volets fermés en été pour limiter le rayonnement solaire et ouvrez les fenêtres la nuit. 

Choisir le bon système de chauffage écologique

Isoler son logement

Avant d’installer une pompe à chaleur chez soi, il est recommandé de bien isoler son habitation. Cela vous permettra de faire des économies supplémentaires, puisque la PAC n’aura pas à fonctionner à plein régime. Même à basse température, l’équipement thermodynamique sera capable d’atteindre une température confortable. 

Dès l’achat, vous serez en mesure d’opter pour une pompe à chaleur moins puissante, donc moins chère, pour un même résultat.

Il ne suffit donc pas de changer son système de chauffage, mais bien de s’engager dans une démarche globale d’économies d’énergie — passant par la rénovation du logement. 

Comprendre sa situation

Nous l’avons vu : il existe une multitude de types de pompes à chaleur. C’est tant mieux ! Car il existe aussi une multitude de contextes d’installations, de logements, de besoins, etc. Pour choisir votre pompe à chaleur, il faut avant tout étudier votre situation.  

• Votre habitation est-elle neuve ou en construction ?
• Quel est le niveau d’isolation actuel ? 
• Quel est votre équipement de chauffage actuel ? 
• Avez-vous un terrain disponible ?
• Quel budget pouvez-vous investir ?
• Quel est l’environnement de votre logement ? 
• Y a-t-il des voisins à proximité pouvant être dérangés par le bruit ?
• Dans quelle région habitez-vous ? 
• Etc.

Vous l’avez compris : pour sélectionner le bon système de chauffage écologique, il est indispensable d’avoir une vision globale de votre situation. Climat, terrain, type de logement… Tout doit être passé au crible !

C’est pourquoi il est préférable de faire appel à un professionnel qualifié. Il étudiera les différents paramètres d’installation pour vous aider à déterminer la meilleure solution. 

Nos agents Green Deal évaluent avant tout le potentiel d’économies financières et énergétiques. Notre objectif ? Que vous y gagniez autant que la planète ! 

Sélectionner une gamme de puissance adaptée

Les pompes à chaleur sont utilisées pour le chauffage des particuliers, mais également dans l’industrie ou les immeubles. Il existe une large gamme de puissance, à adapter à son usage.

• Les PAC d’une puissance entre 0 et 30 kW sont adaptées à une application individuelle.
• Les équipements entre 30 et 50 kW correspondent à des petits logements collectifs ou des petits bâtiments du tertiaire. 
• Au-delà, on se tourne vers le tertiaire, le grand collectif et l’usage industriel.

Prendre en compte le coefficient de performance

Le coefficient de performance, surnommé COP, est un paramètre essentiel lors du choix de votre pompe à chaleur. Ce critère indique le rapport entre la quantité d’énergie consommée par la PAC et l’énergie utile restituée (chauffage ou rafraichissement). Plus ce paramètre est élevé, plus l’équipement est efficace. 

Par exemple, un COP égal à 4 sous-entend que la pompe à chaleur produit quatre fois plus d’énergie (chaleur) qu’elle n’en consomme (électricité, gaz ou fioul). C’est autant d’économie ! Car l’énergie non dépensée n’est pas facturée. 

Le coefficient de performance permet ainsi de comparer les différents équipements thermodynamiques. Le prendre en compte assure de réelles économies, grâce à un investissement rentable et de qualité. 

Bien installer son équipement

La technologie, la qualité du matériel, la source d’énergie et les usages de la chaleur influencent le coefficient de performance. Mais ce n’est pas tout ! Une bonne pompe à chaleur peut avoir des résultats médiocres si elle est mal installée ou associée aux mauvais équipements. 

C’est pourquoi il est essentiel de choisir un professionnel fiable, capable de vous guider tout au long du processus. La qualité du système complet et de son installation est essentielle pour obtenir des résultats, de la pompe à chaleur à l’émetteur de chaleur, en passant par le capteur. 

Ça y est : le fonctionnement des pompes à chaleur n’a plus aucun secret pour vous ! Des différents types de PAC au choix du bon équipement de chauffage, en passant par les émetteurs de chaleur, nous espérons vous avoir éclairé sur ce système assez complexe. Si vous souhaitez faire des économies d’énergie grâce à un équipement écologique et performant, n’hésitez pas à nous contacter ! Nous vous offrons un audit énergétique afin d’évaluer votre situation et vous proposer des améliorations.