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ÉCONOMIE D'ÉNERGIE - En 2018, 100 000 pompes à chaleur ont été installées en France, un record. Comment fonctionnent ces engins en vogue et pourquoi tout le monde semble se ruer dessus ? Explications.

Derrière leur nom simpliste façon Shadoks, où l'on comprend qu'il suffirait de "pomper la chaleur" pour en produire, les pompes à chaleur (PAC) cachent en réalité une ingénierie complexe. Tous les types de pompe respectent un principe fondamental, celui qui consiste à extraire la chaleur d'un milieu pour la diffuser dans un autre, un peu comme un frigidaire à l'envers.

"Les pompes à chaleur sont véritablement nées lors du premier choc pétrolier, nous explique Matthieu Delahaye, ingénieur modélisation chez Atlantic, leader français de la vente de PAC air-eau. Il fallait faire des économies de fioul et la PAC répondait à ce problème, même si à l'époque la technologie était encore imparfaite. Du coup, la PAC a longtemps eu la réputation d'être juste un frigo à l'envers, qui ne marche pas quand il fait très froid.

Aujourd'hui, plus de la moitié des projets de nouvelle maison sont équipés d'une PAC.

Plusieurs types de pompes à chaleur

Pour comprendre le fonctionnement des PAC, il faut distinguer les différents types qui existent. La plus commune et facile à installer est la pompe aérothermique, qui se décline en air-eau ou air-air. L'idée consiste à récupérer un peu de chaleur dans l'air extérieur et d'augmenter sa température, puis de la diffuser dans l'eau des radiateurs de la maison ou dans l'air à travers un ventilateur. 

Comment s'opère la transformation de l'air froid du dehors en chaleur à l'intérieur ? “Tout passe par un fluide frigorigène, poursuit Matthieu Delahaye. C'est un fluide spécial, qui va réchauffer l'air via un mécanisme de vaporisateur, de compresseur, de condenseur et d'étendeur.” Cette technologie ne produit pas de CO2, ce qui explique en partie son succès actuellement.

En revanche, en cas de fuite, le fluide frigorigène contribue à l'effet de serre. A l'avenir, des fluides "naturels" viendront remplacer les anciens et amélioreront encore l'efficacité écologique des PAC. Il est à noter toutefois que les fluides actuels ne se périment pas et peuvent facilement être recyclés quand la pompe ne marche plus, après 15-20 ans de vie.

Dans une PAC aérothermique, la chaleur se diffuse selon plusieurs possibilités :

    • à travers un plancher chauffant, dont l'installation est souvent onéreuse, pour un résultat doux et très efficace.
    • via les radiateurs à eau, qu'ils soient neufs ou issus de votre ancien chauffage.
    • par des ventilateurs, selon un système air-air.

L'intérêt principal de l'aérothermique réside dans sa simplicité : il suffit de récupérer l'air ambiant ou celui des pièces froides de la maison. Pas besoin d'autorisation spéciale ! Seul bémol, la puissance n'est pas toujours au rendez-vous, par conséquent il est conseillé d'avoir un chauffage d'appoint en cas de grand froid.

La PAC géothermique : un peu plus chère, plus performante, mais plus compliquée

Autre alternative, notamment pour des particuliers qui auraient une maison avec un jardin : les pompes géothermiques, qui captent la chaleur de la terre ou d'une source d'eau proche de la maison, comme une nappe phréatique, une rivière, un étang. “On enterre alors tout un circuit de tuyaux dans le sol, détaille l'ingénieur, et on refroidit le jardin pour réchauffer la maison.

Attention, ces pompes nécessitent un investissement plus important et surtout des précautions administratives et techniques. La pose de capteurs horizontaux réclame beaucoup d'espace ! La brochure de l'Ademe (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie) consacrée aux PAC précise bien :

On estime la surface de capteurs nécessaire de 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. Pour une maison de 150 m² , le capteur occupera entre 225 et 300 m² de votre jardin.” Les capteurs verticaux, eux, sont plus chers mais deux sondes forées jusqu'à 70 m de profondeur suffisent à chauffer une maison de 120 m².

Les PAC sur nappes phréatiques bénéficient en général d'une plus grande stabilité de température, mais elles nécessitent aussi un forage, qui doit être réalisé par un foreur professionnel et déclaré à la Direction régionale de l'Environnement, de l'Aménagement et du Logement. Avant d'entamer toute démarche, il est impératif de se renseigner auprès d'un hydrogéologue agréé ou d'un bureau d'études spécialisé, puis il faut déclarer l'ouvrage à la mairie. Sachez enfin qu'il est possible d'utiliser le cours d'une rivière, à condition d'avoir l'autorisation de la direction départementale de l'agriculture et de la forêt.

Aujourd'hui, les pompes à chaleur se multiplient dans le paysage hexagonal. "On peut économiser facilement jusqu'à 70% d'énergie avec une PAC", constate Matthieu Delahaye. Le règlement thermique RT 2012 a contribué à cette évolution, puisqu'il limite la consommation d'énergie primaire des bâtiments. “Pour ne pas payer des fortunes en isolation thermique, développe Matthieu Delahaye, les promoteurs immobiliers font un compromis économique, ils mettent le minimum légal en isolant et une pompe à chaleur, car elles sont performantes et bien notée d'un point de vue énergétique.

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