Pompes à chaleur - Généralités

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La pompe à chaleur (PAC) porte bien son nom : elle pompe littéralement des calories dans le milieu extérieur - sol, air ou eau - pour les restituer à l'intérieur du bâtiment. En résumé, elle refroidit l'extérieur pour réchauffer l'intérieur. Pour faire ce travail, elle utilise un compresseur électrique (il existe aussi des PAC à gaz) et un circuit rempli de gaz synthétique (comme dans un frigo), de propane ou de CO2 qui passe de l'état gazeux à l'état liquide en fonction de la pression.

Les différents modèles de PAC sont dénommés en fonction des deux milieux où sont puisés et transmis la chaleur.

- Une PAC "air/eau" prend la chaleur dans l'air extérieur et chauffe l'eau du circuit de chauffage central. Une PAC "sol/eau" prend la chaleur dans le sol et chauffe l'eau du circuit de chauffage.

- Une PAC "eau/eau" prend la chaleur dans un lac, une rivière ou une nappe d'eau souterraine et chauffe l'eau du circuit de chauffage.

- Une PAC "air/air" prend la chaleur dans l'air extérieur et insuffle de l'air chaud à l'intérieur, est très peu efficace, car l'échange de chaleur avec un circuit d'air se fait beaucoup moins bien qu'avec un circuit d'eau. Elle n'est donc pas recommandée pour les bâtiments d'habitation ou de bureaux.

Le rendement d'une PAC dépend de sa technologie et de la différence de températures entre la source extérieure et celle du circuit de chauffage. Plus l'écart de température est petit, meilleur est le rendement. Ainsi, les différents modèles de PAC se distinguent par leur "coefficient de performance" (COP) qui donne le rapport entre l'électricité consommée et la chaleur produite, pour une certaine différence de température.

Par exemple, lorsque la documentation de la pompe indique "COP 4,5 (B0/W35)", cela signifie que, pour une température du sol de 0°C et une température de l'eau de chauffage de 35°C, la PAC produit 4,5 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité – c'est 4,5 fois plus efficace qu'avec un chauffage électrique direct. Mais, davantage que le COP, il faut considérer le COPA, autrement dit la performance de la pompe à chaleur sur toute une année. En effet, durant les jours très froids, le rendement d'une PAC peut fortement baisser, surtout s'il s'agit d'un modèle "air/eau".

Pour qu'une pompe à chaleur soit efficace, on a intérêt à avoir un bâtiment bien isolé, et si possible avec un chauffage par le sol, car la température de l'eau de chauffage peut y être plus basse (35°C) que dans des radiateurs conventionnels (50 ou 70°C) - parce que la surface d'échange des radiateurs est plus petite que celle d'un plancher. Ainsi, lorsqu'on rénove un bâtiment muni de radiateurs et qu'on veut le chauffer à basse température, il faut soit changer les radiateurs pour des modèles de plus grande surface, soit ajouter des radiateurs pour augmenter la surface totale d'échange.

Les différentes solutions

- Monovalent ou bivalent

Lorsque les spécialistes du chauffage disent qu'une PAC fonctionne en mode "monovalent", cela signifie qu'elle fournit à elle seule la totalité de la chaleur nécessaire au bâtiment. Une PAC en mode "bivalent" fonctionne en tandem avec une autre source de chaleur (par exemple une chaudière à bois, à gaz ou au mazout) capable de prendre le relais par grand froid. Lorsqu'on installe une PAC "air/eau" dans un bâtiment partiellement rénové, il peut être judicieux de conserver son ancienne chaudière à combustible. Un système de chauffage bivalent peut aussi être envisagé pour un bâtiment situé dans un climat très froid.

- PAC Système-Module

Pour garantir à un propriétaire que son installation de chauffage avec pompe à chaleur fonctionne parfaitement, les principaux professionnels de la branche (fabricants, importateurs, installateurs, ingénieurs en technique du bâtiment, associations professionnelles) ont mis en place le PAC Système-Module. Il s'agit d'un ensemble de procédures, de certifications et de bonnes pratiques qui assurent que la PAC possède un certificat de qualité reconnu, qu'elle soit adaptée au bâtiment et à ses besoins de chaleur, et qu'elle soit parfaitement raccordée au réseau de chauffage. Cette garantie de performance assure aussi que l'installation est réglée de façon optimale, et que le propriétaire a reçu le mode d'emploi et des explications sur son fonctionnement.

- Une pompe à chaleur en tandem avec l'énergie solaire

Une PAC de chauffage sert généralement aussi à produire l'eau chaude sanitaire. Dans une maison bien isolée, elle va dépenser sur l'année environ autant d'électricité pour produire cette eau chaude que pour le chauffage, puisque l'eau du robinet est, toute l'année, à une température plus élevée que celle de l'eau du circuit de chauffage. D'où l'intérêt d'associer la PAC à des capteurs solaires thermiques.

Cependant, beaucoup de propriétaires équipés de tels capteurs ne sont pas attentifs à la météo. Ils gardent toute l'année les mêmes réglages pour piloter leur installation : durant la nuit, ils laissent leur PAC profiter du tarif de nuit de l'électricité pour accumuler de l'eau chaude dans le chauffe-eau. Si bien que lorsque survient le jour et le soleil, les panneaux solaires thermiques ne servent plus à grand chose. C'est la raison pour laquelle il est plutôt recommandé d'adjoindre des panneaux photovoltaïques (producteur d'électricité) avec une pompe à chaleur.

Dans l'idéal, bien sûr, un bâtiment comporte à la fois des capteurs solaires thermiques et des panneaux photovoltaïques (ou des panneaux solaires "hybrides" qui cumulent les deux fonctions) pour participer à la production décentralisée d'électricité; et son installation est réglée pour économiser l'électricité et tirer le meilleur parti du soleil. C'est d'ailleurs avec ces deux types de panneaux solaires qu'un bâtiment Minergie-A peut, sur l'ensemble de l'année, produire davantage d'énergie qu'il en consomme.