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Le fonctionnement d’une pompe à chaleur

Une pompe à chaleur, comment ça marche ? En fait, pour comprendre rapidement le fonctionnement d’une pompe à chaleur, il est utile de connaître son usage.

La pompe à chaleur est un appareil qui récupère les énergies extérieures à un logement, qu’elles proviennent du sol, de l’air ou de l’eau, afin de les transformer et de les transférer à l’intérieur de ce même logement sous forme de chaleur (chauffage, eau chaude sanitaire). Selon le type de pompe, l’installation peut également rafraîchir l’habitation.

La pompe à chaleur fonctionne selon un circuit fermé et parcouru par un fluide frigorigène, qui va s’occuper de transporter les calories extérieures à travers l’appareil. Le captage de ces dernières se fait au niveau d’un évaporateur, qui va les acheminer sous forme de vapeur à un compresseur alimenté à l’électricité, et dont le rôle sera d’élever la température avant la récupération de la chaleur par le circuit de chauffe du logement au niveau du condenseur. Là, le fluide sera transformé à l’état liquide, verra sa pression diminuée grâce au détendeur pour être de nouveau vaporisée.
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Les différents types de pompes à chaleur

La pompe à chaleur air/air

C’est une pompe à chaleur dite aérothermique : elle capte l’air extérieur et transfère sa chaleur dans l’habitat, également via l’air. La pompe à chaleur air/air peut vous faire profiter de sa chaleur via un ventilo-convecteur installé à l’intérieur. De par ce mode de distribution, ce type d’appareil ne nécessite pas de circuit de chauffage central.

Elle a l’avantage d’être réversible, c’est-à-dire qu’elle peut à la fois chauffer comme rafraîchir votre logement. En revanche, en cas de températures extérieures très basses, la PAC air/air aura du mal à capter suffisamment de chaleur de l’extérieur. À privilégier de préférence dans des endroits au climat doux ! Prévoir également un chauffage d’appoint afin de venir compléter l’activité de votre pompe à chaleur.

La pompe à chaleur air/eau

Aérothermique, la pompe à chaleur air/eau fonctionne en captant la chaleur de l’air extérieur, mais en la transférant cette fois via l’eau du circuit de chauffage du logement. Ce type de pompe peut ainsi alimenter des radiateurs à eau ou des planchers chauffants, mais aussi fournir de l’eau chaude sanitaire en étant reliée à un ballon d’eau chaude.

Tout comme la PAC air/air, la PAC air/eau est de type réversible, mais a l’inconvénient de ne pas être très performante en cas de température extérieure très basse. Pensez à un chauffage d’appoint si nécessaire.

La pompe à chaleur eau/eau

Avec les pompes à chaleur sol/air et sol/eau, la pompe à chaleur eau/eau fait partie des pompes à chaleur géothermiques. Elle puise les calories au niveau des nappes phréatiques ou de tout autre point d’eau proche de l’habitation (rivière, lac…). Une fois captées via un générateur, elles sont acheminées dans le circuit de chauffe central du logement, pouvant alimenter des planchers chauffants ou des radiateurs à eau.

La température de l’eau puisée par la PAC ne variant pas beaucoup dans l’année, la performance de ce type d’appareil est optimisée, ce qui ne rend pas le chauffage d’appoint véritablement nécessaire.

Les pompes à chaleur sol/air et sol/eau

Ces autres types de pompes géothermiques vont non pas capter la chaleur de l’eau, mais du sol lui-même. La chaleur renvoyée dans le logement le sera via des ventilo-convecteurs (sol/air) ou bien directement dans le circuit de chauffe central (sol/eau) via des radiateurs à eau et des planchers chauffants, tout en chauffant l’eau sanitaire.

Comme toutes les PAC géothermiques, un chauffage d’appoint n’est pas forcément utile, la performance de ces appareils étant plutôt efficace.

L’installation d’une pompe à chaleur

La manière d’installer une pompe à chaleur sera différent selon le type.

  • Les pompes aérothermiques (air/air et air/eau) ont l’avantage d’être simples à installer. Pour le boitier externe, il suffit de trouver un emplacement en extérieur adéquat, comme un mur, un jardin, une cour intérieure… Privilégiez une installation à bonne distance des voisins, les PAC aérothermiques étant assez bruyantes. En intérieur, les ventilo-convecteurs s’installent facilement au-dessus des portes (PAC air/air), et l’unité intérieure peut très simplement se connecter au circuit de chauffage central (PAC air/eau).
  • Les pompes géothermiques (eau/eau, sol/air, sol/eau) nécessitent plus de contraintes d’installation. Déjà, vous devez bénéficier d’autorisations administratives obligatoires. Ensuite, il faut bénéficier d’un terrain assez large pour pouvoir réaliser des travaux assez lourds, qu’il s’agisse de faire deux puits de forage (PAC eau/eau) ou d’installer tout un réseau de capteurs sous la surface du sol (PAC sol/air, sol/eau).

Pompe à chaleur : pour quelle autre utilité ?

On l’a vu, les pompes à chaleur servent à chauffer ou rafraîchir votre habitation, tout en vous alimentant également en eau chaude sanitaire. Mais elle peut être utilisée d’autres manières.

La pompe à chaleur pour votre piscine

La pompe à chaleur air/eau est toute recommandée afin de vous aider à acquérir un système de chauffage performant et économe pour votre piscine, en captant l’énergie de l’air ambiant afin de réchauffer votre coin de jeu aquatique.

La pompe à chaleur pour votre sèche-linge

Intégrée à un sèche-linge, elle vous permettra de sécher votre linge de manière économe, la PAC s’occupant de récupérer les calories de l’air extérieur pour chauffer le tambour. Dans un sèche-linge traditionnel, c’est une résistance qui chauffe l’air, engendrant de lourdes consommations d’énergie. Rassurez-vous : les modèles intègrent d’ores et déjà la PAC, vous n’avez donc pas à installer quoi que ce soit.

Consommation électrique d’une pompe à chaleur : quelles économies espérer ?

C’est prouvé : une pompe à chaleur vous fera faire d’importantes économies d’énergie grâce à sa capacité à être performante et non énergivore. En effet, la pompe à chaleur puisant gratuitement l’énergie extérieure, vous ne paierez que la quantité d’électricité nécessaire pour faire circuler le fluide à l’intérieur de l’appareil, et qui est indiquée par le COP, ou Coefficient de Performance.

Il est essentiel de bien regarder ce COP avant de choisir son modèle de PAC. Il évalue la qualité de rendement de la PAC, et est le rapport entre l’énergie thermique produite (chaleur) et la consommation d’électricité. Ainsi, un COP de 3 signifie : 1 kWh d’électricité consommé pour 3 kWh d’énergie produite pour le chauffage. Un COP de 4 : 1 kWh d’électricité pour 4 kWh d’énergie thermique, etc.

Vous comprenez maintenant comment il est aisé de réaliser d’importantes économies d’énergie grâce aux PAC. Il est d’ailleurs recommandé de choisir une PAC d’un COP de 3 ou plus : les factures de chauffage pourront être divisées par 3 ou 4, et vos coûts d’investissement pourront être amortis en seulement quelques années. Bien entendu, le montant de vos économies dépendront non seulement du COP, mais aussi de la qualité de l’isolation thermique de votre logement ou encore du climat extérieur, la PAC nécessitant plus d’électricité en cas de températures polaires.

Le site QuelleEnergie.fr observe en moyenne 1 202€/an d’économie pour une pompe géothermique, 1 051€/an d’économie pour une pompe air/eau et 901€/an pour une pompe air/air.

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Les différents prix d’une pompe à chaleur

Il est impossible d’établir précisément des prix pour ce type d’appareil tant les modes d’installation et les configurations sont multiples.

Concernant les pompes aérothermiques, l’ADEME indique :

  • Une PAC air/air vous coûtera environ 100€ TTC par mètre carré chauffé, en sachant qu’il faut compter entre 1 600 et 2 800€ par unité intérieure installée. Pour info, selon la surface de la pièce, il vous faudra une ou deux unités intérieures à poser. En gros, on peut tabler entre 6 000 et 10 000€ pour une PAC air/air.
  • Pour une PAC air/eau, comptez 65 à 90€ TTC par mètre carré chauffé, étalant le prix moyen de 8 000 à 16 000€.

L’ADEME indique, à titre indicatif, un prix moyen de 11 000€ HT pour une PAC aérothermique à installer dans une maison individuelle de 110 m².

Concernant les pompes géothermiques, qui demeurent plus chères que les modèles aérothermiques, l’ADEME précise :

  • Une pompe à chaleur géothermique à capteurs verticaux (2 sondes géothermiques enterrées jusqu’à 100 m de profondeur, pratique pour les petits terrains) : 167€ TTC par mètre carré chauffé.
  • Une pompe à chaleur géothermique à capteurs horizontaux (réseau de capteurs enterrés jusqu’à 1,2 m de profondeur, recommandé pour les grands terrains) : 100€ TTC par mètre carré chauffé.

Le prix moyen est donc plus élevé et peut aller jusqu’à 25 000€.

Au vu des tarifs, il sera très avantageux de bénéficier de certaines aides afin d’amortir les coûts. On vous dit tout sur les aides existantes.

Quelles sont les aides disponibles pour l’installation de sa PAC ?

Avec la complexité de certaines installations de pompes à chaleur, comme celles de type géothermique, le Gouvernement peut venir en aide aux futurs détenteurs de PAC grâce à plusieurs dispositifs d’aides énergétiques. Il s’agit également d’encourager la transition énergétique via :

  • Un Crédit d’Impôt pour la Transition Énergétique, éligible pour tous les types de PAC, sauf de type air/air. Il est alors de l’ordre de 30%, sans conditions de ressources.
  • La TVA à 5,5%.
  • L’éco-prêt à taux zéro.
  • Les aides CEE (Certificats d’Économie d’Énergie), avec notamment l’opération Coup de Pouce Économies d’Énergie, reconduite jusqu’au 31 décembre 2020, qui permet d’offrir une prime aux ménages en précarité énergétique et souhaitant effectuer des travaux d’efficacité énergétique. Le remplacement d’une chaudière au gaz, fioul ou charbon par une pompe à chaleur air/eau ou eau/eau est ainsi possible. Les montant des primes dépendent du niveau de ressource des ménages, mais s’étalent en moyenne entre 2 500€ et 4 000€.

La pompe à chaleur pour 1 euro

Marque du groupe Effy, Pacte Énergie Solidarité propose depuis janvier 2019 une offre de pompe à chaleur à 1 euro. Suite logique de son offre isolation des combles, toitures et sous-sols à 1 euro, proposée depuis 2013, le dispositif pompe à chaleur pour 1 euro concerne l’installation d’une PAC air/eau, en remplacement notamment d’une chaudière polluante, sous réserve d’un plafonds de ressources.

En mixant la prime de conversion chaudière (opération Coup de Pouce des aides CEE) et les aides de l’Anah, qui peuvent prendre en charge jusqu’à 50% du montant HT des travaux, cette installation vous permet 70% d’économies par rapport à une chaudière à énergie fossile.

L’entretien de sa pompe à chaleur

  • Pour les pompes aérothermiques, seuls les appareils contenant plus de 2 kg de fluide frigorigène doivent bénéficier d’un entretien obligatoire une fois par an, réalisé par un professionnel agréé. En plus d’un dépoussiérage régulier de l’unité extérieure, cet entretien annuel vous permettra d’optimiser le fonctionnement de votre installation ainsi que sa durée de vie.
  • Pour les pompes géothermiques, il est également obligatoire de réviser une fois par an votre appareil. La pression de votre PAC ou encore son niveau d’eau seront mis à l’étude.

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L’installation d’une pompe à chaleur, malgré un coût d’investissement certain, présente tout de même de très bons avantages, dont notamment l’économie d’énergie. Mais combiner cette économie avec celle sur les prix de votre électricité, c’est encore mieux !

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