L'air, le sol et l'eau souterraine emmagasinent une grande quantité d'énergie sans cesse renouvelée grâce au rayonnement solaire et aux pluies. En utilisant l'énergie gratuite de l'environnement, la pompe à chaleur permet de chauffer un logement à un coût très économique. C'est aussi un système de chauffage sûre, propre et efficace qui utilise la chaleur de l'environnement à la place de brûler une énergie fossile (mazout, gaz, charbon). Il convient parfaitement en remplacement de chaudière traditionnelle et bien entendu pour toute construction neuve.

La pompe à chaleur peut alimenter divers émetteurs de chauffage : le plancher chauffant raffraîchissant, le split et le multisplit, le système centralisé à air ou les ventilo-convecteurs. La diversité des systèmes proposés par les fabricants vous permettra de trouver une solution adaptée à votre logement tant en maison individuelle qu'en appartement, qu'il soit neuf ou à rénover.

Des règles d'installation doivent être prises en compte pour s'assurer de la bonne intégration de la pompe à chaleur dans votre logement.

La pompe à chaleur n'émet pas de fumée et ne dégage pas de CO2 responsable de l'effet de serre. Elle ne nécessite pas de local de stockage (citerne) ni de cheminée. Elle ne nécessite pas de frais de ramonage, d'entretien, de révision ou de réglage. De plus, elle ne dépend pas des fluctuations du marché des énergies fossile. L'utilisation de la pompe à chaleur n'est pas une forme d'énergie renouvelable au sens strict car elle fait appel à l'énergie électrique de manière non négligeable pour faire fonctionner la pompe.

Principe de fonctionnement

La pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur, les principes et techniques en sont les mêmes. La technique consiste à "pomper" les calories présentes dans l'eau ou l'air afin de les restituer sous forme de chaleur dans votre logement, par l'intermédiaire de radiateurs ou d'un sol basse température.

Dns un premier temps la pompe à chaleur capte la chaleur du sol, qui est à température constante (10-12 °C) : dans l'évaporateur, s'opère un échange entre la chaleur captée dans le sol et celle du fluide circulant dans la pompe à chaleur. Ce fluide passe dans le compresseur de la pompe à chaleur, qui en élève la température, de 10-12°C à 50°C environ. Cette chaleur, plus élevée, est transmise au milieu à réchauffer (exemle plancher chauffant), quand le fluide de la pompe à chaleur passe dans le condenseur : la chaleur de ce fluide s'échange avec celui du plancher. Dans le condenseur, le fluide de la pompe à chaleur se refroidit alors et se liquéfie, puis il passe dans un détendeur qui en abaisse la pression. Le cycle peut alors reprendre avec les échanges de chaleur et la compression du fluide

On défini l'efficacité d'une pompe à chaleur par le rapport de ce qui est « utile », la chaleur reçue, sur ce qui est coûteux, le travail fourni à la pompe à chaleur. Par exemple, pour 4 Kw de chauffage dans votre maison, vous prélèverez 3 Kw gratuits dans l'air et vous ne consommerez qu'1 Kw d'électricité, énergie nécessaire pour capter les calories et les transférer dans votre maison. Le COPS ou coefficient de performance est ainsi de 4.

L'efficacité d'une pompe à chaleur décroît avec l'écart de température. Plus spécifiquement, les vendeurs de pompes affichent en général le rapport de puissance thermique entre leur machine avec la consommation électrique. On lui donne par convention le nom de coefficient de performance ou COPS. En outre, des contraintes techniques limitent la température la plus basse et la différence de température.

Les systèmes disponibles
Les systèmes les plus performants se font par chauffage au sol dans l'habitation, et par des tuyaux enterrés en moyenne 2 mètres sous le sol, en général dans le jardin. Ces systèmes sont utilisés pour transférer de l'énergie du sol vers une habitation, pour les besoins en chauffage l'hiver. Mais ce sont des systèmes qui réclament un fort investissement. Certains modèles sont réversibles, capable de transférer de la chaleur de la maison vers le sol.

Il y a aussi d'autres pompes à chaleur qui utilisent l'air comme source (refroidissement de l'air pour chauffer de l'eau de piscine par exemple) mais le rendement est moins bon. L'investissement est par contre bien moins important.

La pompe à chaleur fonctionne de trois manières différentes :

1 - Récupération de la chaleur dans l'air extérieur
La pompe à chaleur prélève la chaleur dans l'air extérieur et la transfère à un niveau de température plus élevé dans l'air ambiant du logement ou dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage. Suivant les modèles, la pompe à chaleur peut être installée à l'intérieur ou à l'extérieur du logement.

Un appoint électrique est généralement prévu au moment de l'installation pour fournir un complément de chauffage à la pompe à chaleur. Cette solution de pompe à chaleur récupérant la chaleur dans l'air extérieur est simple à mettre en oeuvre.

  Les pompes air-air, souvent qualifiées de réversibles (chauffage l'hiver, climatisation l'été) sont pour l'instant exclues du crédit d'impôt, mais cela pourrait changer en 2006.

2 - Récupération de la chaleur dans le sol
La chaleur est prélevée dans le sol à l'aide d'un capteur horizontal composé d'un réseau de tubes enterré dans le sol à faible profondeur (de 0.6m à 1.2m). Pour cela, vous devez disposer d'une surface de terrain d'environ 1.5 fois la surface à chauffer sur laquelle aucune plantation avec des racines profondes ne pourra être réalisée. Cette chaleur peut egalement etre prélevée a l'aide d'un capteur vertical composé de sondes qui peuvent atteindre une profondeur d'environ 100 mètres.

La pompe à chaleur prélève la chaleur dans le sol et la transfère à un niveau de température plus élevée dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage. La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage). Très performant, cet appareil peut chauffer l'ensemble du logement. L'installation des sondes verticales est soumise, selon la région, à déclaration ou à autorisation préalables. Pour plus d'informations, adressez-vous à la Direction Régionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement (D.R.I.R.E.) de votre région ou auprès de la préfecture de votre département.

3 - Récupération de la chaleur dans l'eau
La chaleur est prélevée dans une nappe phréatique, un lac ou un cours d'eau. La pompe à chaleur prélève la chaleur dans l'eau et la transfère à un niveau de température plus élevé dans le circuit d'eau chaude de l'installation du chauffage. La pompe à chaleur s'installe généralement à l'intérieur du logement (cave, buanderie, garage). Très performant, cet appareil peut chauffer l'ensemble du logement.

Economies

Dans une solution gaz ou fuel, vous commencez par consommer de l’électricité pour pomper le fuel et allumer votre brûleur (énergie de puisage), puis vous payez à nouveau de l’énergie électrique pour faire circuler l’eau dans votre plancher chauffant ou dans vos radiateurs (énergie d’entraînement). A ces deux consommations vient en plus s’ajouter l’essentiel de votre facture: le combustible que vous brûlez pour vous chauffer.

Avec une pompe à chaleur, vous payez aussi de l’énergie électrique de puisage (ventilateur et compresseur) et d’entraînement, mais votre combustible (les calories de l’air), lui, est et restera gratuit à vie.

Par order de comparaison, la consommation d’énergie d’un bâtiment équipé d’une pompe à chaleur est trois fois inférieure à celle d’un bâtiment chauffé en tout électrique ou avec des combustibles fossiles. C’est l’un des systèmes les plus économiques même si le coût d’investissement freine quelque peu sa diffusion. En inversant le cycle de la Pompe à Chaleur, et sans investissement supplémentaire, vous pourrez aussi rafraîchir votre maison.

Le COPS ou coefficient de performance est de l'ordre de 5 sur les modèles installés à l'heure actuelle (cela veut dire que pour 1 kw d'électricité consommé, la maison recevra 5 kw de chaleur).

Les systèmes les plus performants sont à 7 de COPS. Les système à air ont des COPS de 2 à 3 maximum. Les systèmes vendus dans le commerce procurent une puissance thermique de 15 à 20 kw ce qui est l'équivalent d'une chaudière au gaz ou au fioul. Pour des raisons de confort une cheminée à insert est utilisée trés occasionnellement. L'autre avantage est que ces machines peuvent servir de climatisation.