Pompes à chaleur : Fonctionnement, efficacité, installation

La France devra produire «un million de pompes à chaleur» par an d'ici la fin du quinquennat et former «en parallèle 30.000 installateurs», a annoncé le président de la République lundi en présentant la planification écologique. L’État veut ainsi développer rapidement ce moyen de chauffage moins gourmand en énergie et moins émetteur que les chaudières au fioul ou au gaz. L'enjeu est de taille: le secteur du bâtiment représente un quart des émissions de dioxyde de carbone de notre pays et le chauffage représente plus de 80 % des émissions du parc résidentiel.

• Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur (PAC) est un dispositif qui permet de récupérer les calories présentes dans l'air, le sol et l'eau souterraine et de les diffuser dans un bâtiment. Elle fonctionne en circuit fermé : un fluide plus froid que la température ambiante capte la chaleur de l’air extérieur. Puis grâce à un évaporateur, cette chaleur est transmise à un fluide qui a pour caractéristique de s’évaporer même à très basse température; le gaz produit circule ensuite jusqu'à un compresseur qui augmente sa pression, et donc sa température. Cette vapeur très chaude va enfin être utilisée dans le système de chauffage du bâtiment. «La pompe à chaleur ne crée pas de l'énergie comme les chaudières qui produisent une combustion. Elle ne fait que transférer des calories», explique Arnaud Kautzmann, secrétaire de l'Afpac (l’Association française pour la pompe à chaleur).

Ce dispositif fonctionne à l'électricité mais consomme bien moins qu'un radiateur classique. «Avec un kilowattheure d'électricité, la PAC permet d’obtenir 4 kWh de chauffage (contre 1 kWh avec un radiateur électrique)», souligne l’expert. Une pompe à chaleur est capable de produire de la chaleur mais également de rafraîchir un logement si elle est réversible. Elle peut aussi apporter l'eau chaude sanitaire.

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• Pompe à chaleur air/ air, air/eau… Qu'est-ce que cela signifie?

Le premier mot qualifie la source d'énergie, le second la façon dont la pompe diffuse cette énergie. Ainsi une PAC air/air capte les calories de l’air extérieur et transfère de l’air plus chaud à l’intérieur: elle remplace alors souvent un chauffage électrique classique. Une PAC air/eau prélève les calories dans l'air et transfère cette énergie via des circuits d'eau (radiateur, plancher chauffant…): elle remplace par exemple une chaudière à gaz dotée de radiateurs en fonte.

• Quel est le principe d’une pompe à chaleur géothermique?

Certaines pompes à chaleur utilisent l'énergie du sous-sol grâce à des capteurs souterrains. Entre 10 et 200 mètres de profondeur en effet, la température du sol est constante, voisine de 12°C à 15°C. Le système consiste donc à récupérer cette chaleur (présente dans le sol ou dans une nappe d’eau souterraine). S’il ne fait pas particulièrement de bruit, il faut tout de même avoir la capacité de l’installer, par forage, dans son jardin par exemple. Reste ensuite à caser la pompe qui, pour une maison individuelle, fait la taille d'un petit réfrigérateur.

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• Peut-on utiliser une pompe à chaleur quand il fait très froid?

Oui, car l'air extérieur contient une certaine quantité de calories, même par temps froid. La PAC va donc continuer à fonctionner, mais consommera plus d'électricité. « Aujourd'hui les pompes à chaleur sont capables de fonctionner à – 25°C», assure Arnaud Kautzmann. Une étude publiée l'an dernier dans la revue scientifique Nature rappelle qu’«en Europe, les quatre pays les plus équipés en pompes à chaleur sont la Norvège (60 % des ménages), la Suède (43 % des ménages), la Finlande (41 % des ménages) et l'Estonie (34 % des ménages). Ces quatre pays connaissent également les hivers les plus froids d'Europe ». Prudence toutefois, estime pour sa part Isabelle Gasquet, responsable de projets efficacité énergétique au Cler - Réseau pour la transition énergétique: «Mieux vaut que le bâtiment soit bien isolé car dans une passoire thermique, par grand froid, la pompe ne fournira pas la puissance suffisante pour chauffer correctement.»

• Peut-on installer une pompe à chaleur partout?

Près de 6 millions de logements sont équipés d'une pompe à chaleur en France, selon l'Afpac. En théorie, en maison individuelle, elle peut s’intégrer sans trop de difficulté, à condition de pouvoir placer le boîtier à l'extérieur. « Dans le logement collectif, on est au début de l'aventure: les solutions techniques sont en train d'apparaître», note Arnaud Kautzmann. Selon lui, dans le neuf, «plus de 50% des projets en cours se font avec des PAC; pour la rénovation de bâtiments collectifs, c’est plus compliqué car il faut trouver comment intégrer le dispositif et le faire fonctionner efficacement sans qu’il y ait trop de déperdition d'énergie.» Quant aux logements individuels au sein de bâtiments collectifs? Dans ce cas-là , «les industriels doivent encore trouver une solution qui ne nécessite pas d'unité extérieure», complète-t-il.

Si l’un des principaux intérêts de la pompe à chaleur est d’émettre moins de gaz à effet de serre, Isabelle Gasquet rappelle «que le changement de système de chauffage va être dimensionné en fonction des déperditions de chaleur du logement; donc il est plus logique de réaliser l’isolation globale d’un bâtiment avant d'installer un système de chauffage performant» afin que ce dernier puisse fonctionner dans de bonnes conditions tout en consommant le moins d’électricité possible (pour ainsi réduire la facture d’énergie). Les «objectifs climatiques» de décarbonation doivent aller de pair avec une «réduction de la précarité énergétique», rappelle-t-elle.

• Combien ça coûte?

Tout dépend bien évidemment du type de pompe à chaleur installé, de la taille du bâtiment à chauffer, de son isolation, etc. En maison individuelle, il faudra compter entre 13.000 et 15.000 euros pour une chaudière air/eau. En revanche, la pompe à chaleur géothermique - qui demande notamment un accès au sous-sol par forage - représentera un investissement de l’ordre de 25.000 euros.

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