Quelle énergie utilise une pompe à chaleur ?

Contrairement aux systèmes de chauffage classique, la pompe à chaleur consomme moins d’énergie. Elle repose sur un mécanisme qui lui permet de produire de la chaleur pour réchauffer les maisons en hiver et de l’air frais pour profiter d’un excellent confort en été. Quelle énergie les pompes à chaleur exploitent-elles pour fonctionner ? La PAC consomme-t-elle de l’énergie électrique ? Comment choisir la bonne PAC pour sa maison en fonction de l’énergie utilisée ? On vous explique tout dans ce guide.

Le principe de fonctionnement des pompes à chaleur

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur permet de comprendre l’énergie qui alimente l’appareil. En effet, la PAC est un dispositif qui permet de récupérer l’énergie disponible à l’extérieur des maisons pour la restituer au sein des foyers sous forme de chaleur. Les principales sources d’énergie extérieures exploitées sont :

• Les calories de l’air ambiant ;
• Les calories situées dans le sol ;
• Les calories des nappes phréatiques.

Vous l’aurez compris, la pompe à chaleur est un appareil thermodynamique qui fonctionne grâce aux énergies renouvelables. En fonction du dispositif, plusieurs combinaisons sont possibles. Une pompe à chaleur peut fonctionner dans un seul sens pour produire la chaleur (chauffage) ou la fraîcheur (climatisation).

Cependant, elle peut également fonctionner dans les deux sens. On parle alors de pompe à chaleur réversible. Cet appareil peut produire à la fois la fraîcheur en été et la chaleur en hiver. Voici les principaux types de pompe à chaleur que l’on retrouve sur le marché :

• La pompe à chaleur air-air ;
• La pompe à chaleur air-eau ;
• La pompe à chaleur eau-eau ;
• La pompe à chaleur sol-eau.

Dans cette nomenclature, le premier terme correspond à l’origine de l’énergie et le deuxième terme définit le type de diffusion admis.

Les pompes à chaleur aérodynamiques

Les pompes à chaleur aérodynamiques (PAC air-air ou PAC air-eau) prélèvent des calories dans l’air extérieur de la maison. En effet, l’air extérieur est naturellement réchauffé grâce au rayonnement du soleil.

Le mécanisme de la PAC aérodynamique air-air est tel que l’appareil transfère les calories extérieures directement dans l’air du logement pour le réchauffer. Lorsqu’il fonctionne en sens inverse, c’est plutôt la chaleur intérieure qui est expulsée vers l’extérieur pour avoir un local frais.

La pompe à chaleur air/eau prélève l’énergie dans l’air extérieur pour la restituer dans un circuit d’eau afin d’alimenter, par exemple, un plancher chauffant. La diffusion peut également se faire grâce aux radiateurs ventilo-convecteurs ou aérothermes.

Les pompes à chaleur géothermiques

La pompe à chaleur géothermique (PAC sol-sol ou PAC sol-eau) puise la chaleur dans la terre et la diffuse dans la maison. La terre est en effet une gigantesque machine thermique. Les premières dizaines de mètres de la croûte terrestre sont réchauffées par le soleil. La chaleur située plus en profondeur provient du noyau de la Terre.

La PAC géothermique récupère la chaleur du sol grâce à des capteurs verticaux ou horizontaux. On utilise les capteurs horizontaux pour récupérer les calories situées dans les premiers mètres du sol (entre 60 cm et 1,2 m). Lorsqu’on ne dispose pas d’une surface assez large pour installer les capteurs horizontaux, on peut utiliser les capteurs verticaux qui sont introduits jusqu’à 100 mètres dans le sol.

Lorsque la chaleur terrestre est extraite, le dispositif de la PAC géothermique la diffuse via le chauffage central de la maison, vers un ballon d’eau chaude ou à travers des ventilo-convecteurs.

Les Pompes à chaleur eau-eau (PAC hydrothermique)

Le système de la pompe à chaleur eau-eau utilise l’énergie calorique située dans la nappe phréatique. En effet, l’eau souterraine d’une température relativement constante. Même en hiver, la température d’une eau de nappe phréatique se situe entre +10 °C et +12 °C. Cette température est suffisante pour faire fonctionner une pompe à chaleur eau-eau dans le but d’obtenir le chauffage ou l’eau chaude sanitaire.

Performances des PAC, en fonction des sources d’énergie de l’appareil

Les composantes de la pompe à chaleur (notamment le compresseur) utilisent l’énergie électrique pour fonctionner. Cependant, la quantité d’énergie électrique consommée est de loin inférieure à la quantité d’énergie produite par la pompe à chaleur. On appelle coefficient de performance (COP) de la pompe à chaleur le rapport en l’énergie consommée et celle produite.

Le COP des modèles de pompe à chaleur que l’on retrouve actuellement sur le marché est de l’ordre de 5. Autrement dit, pour 1 kW d’électricité consommée, le logement recevra 5 kW de chaleur. Néanmoins, il existe des systèmes de PAC assez performants qui ont un COP de 7.

Dans la famille des pompes à chaleur, la PAC eau-eau offre de bonnes performances sur toute l’année. En effet, contrairement à la température de l’air qui peut varier en fonction des saisons et les captages horizontaux mal posés qui peuvent moins fonctionner en raison du gel, la température de la nappe phréatique reste quasiment constante, quelle que soit la période de l’année.

Ainsi, l’appareil ne nécessite pas de chauffage d’appoint pour vous offrir un excellent confort intérieur sur toute l’année. En revanche, l’installation de la PAC hydrothermique et de la PAC géothermique avec captage verticale est assez élevée. En réalité, pour mettre en place ces systèmes, il faut réaliser un forage dans le sol (opération dont le coût est relativement élevé).

Heureusement, il existe de nombreuses aides financières de l’état qui permettent aux ménages de réduire grandement leur facture pour l’installation de leur pompe à chaleur. Pour bénéficier de ces aides, il faut respecter les conditions de ressources et confier les travaux à un artisan RGE qui dispose de la certification qualipac.