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Pompe à chaleur

« Pompe à chaleur » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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pompe à chaleur sur un mur
pompe à chaleur

Une pompe à chaleur fonctionne dans le sens inverse d'un réfrigérateur ou de la climatisation d'une voiture mais sur le même principe. Une pompe à chaleur utilisée pour chauffer un logement prend de la chaleur à l'extérieur de la maison, même si il est déjà plus froid. Grâce à un moteur électrique, par compression et décompression de gaz et en fonction des lois physiques de la thermodynamique.

La chaleur se déplace naturellement d'un endroit plus chaud vers un endroit moins chaud. Le système d'une pompe à chaleur est capable faire l'inverse : capter (absorber) de la chaleur à l'extérieur bien que la température soit plus basse, puis de la relâcher dans la maison, sous forme d'air chauffé ou d'eau circulant dans un plancher chauffant par exemple.

Cela consomme de l'énergie électrique, mais nettement moins dans les conditions normales qu'un radiateur électrique ordinaire pour le même chauffage. Cela est plus facile (et le rendement est meilleur) quand la différence de température n'est pas très élevée. Par contre quand la source extérieur est déjà très froide ou qu'on a besoin de chauffer l'air ou l'eau à une température élevée, cela fonctionne beaucoup moins bien ou plus du tout.

Pour cela, on préfère :

  • un système de chauffage qui ne demande pas de température élevées : chauffage au sol ou d'air chaud plutôt que de radiateurs qui doivent atteindre des températures plus élevées pour chauffer une pièce ;
  • si possible prendre la chaleur dans une source "froide" pas trop froide et de température régulière comme dans le sous-sol, ou dans des eaux souterraines.

Types de pompe à chaleur[modifier | modifier le wikicode]

Il y a plusieurs types de pompe à chaleur selon leur source extérieure et la façon de transférer la chaleur dans un bâtiment (ou autre-chose).

Chaleur du sol[modifier | modifier le wikicode]

Une pompe à chaleur utilise des tuyaux d'eau pour capter la chaleur du sol. On l'appelle parfois géothermie, mais ce terme s'applique aussi aux sous-sols très chauds qui sont exploités différemment.

Chaleur de l'air[modifier | modifier le wikicode]

Une pompe à chaleur de ce type utilise simplement l'air extérieur (parfois appelée aérothermie1,2). Cela permet des installations plus simples mais présente l'inconvénient que l'air extérieur varie beaucoup en température et est le plus froid justement au moment où on a le plus besoin de capter sa chaleur.

Chaleur de l'eau[modifier | modifier le wikicode]

Quand c'est possible, une pompe à chaleur exploite une masse d'eau assez importante pour cela (aquathermie).

Performance[modifier | modifier le wikicode]

La performance d'une pompe à chaleur est le rapport entre l'énergie qu'elle fournit en chaleur et celle qu'elle consomme en électricité. La mesure de cela est appelé le coefficient de performance. Celui-ci est comparable à un rendement, mais il est supérieur à 1. En effet, comme elle capte de la chaleur à l'extérieur (énergie "gratuite"), elle doit en fournir plus en chauffage que ce qu'elle consomme en électricité.

Le coefficient de performance va typiquement de 1,5 à 6. Cela veut dire que dans les meilleurs des cas, en consommant 1 kWh d'électricité, on apporte 6 kWh de chaleur de chauffage. Mais avec du matériel peu performant ou des températures défavorables, cela peut être 4 fois mois.

Il faut noter que la production d'électricité avec un combustible dans une centrale électrique thermique a par contre fait perdre de l'énergie puisque le rendement est d'environ 0,45 (45 %). Si la performance d'une pompe à chaleur est médiocre et suivant comment l'électricité est produite, le rendement global (du combustible produisant l'électricité à la chaleur chauffante) pourra être inférieur à celui d'une chaudière qui brûle le combustible pour chauffer directement le bâtiment.

Avantages[modifier | modifier le wikicode]

Les pompes à chaleur permettent de grandes économies d'énergie de chauffage, surtout dans les situations favorables : présence d'une source froide de température régulière (nappe d'eau souterraine par exemple). Quand le bâtiment est bien isolé, les économies sont encore multipliées.

Souvent elles sont réversibles et peuvent devenir un système de climatisation l'été.

Inconvénients[modifier | modifier le wikicode]

Les pompes à chaleur performantes demandent des installations importantes, assez coûteuses et difficiles à mettre en place dans un bâtiment déjà existant : aménagement de chauffage par le sol, réseaux de circulation des eaux chauffées et réseau captant la chaleur de la source froide.

Si la température de la source froide est variable comme l'air extérieur, le rendement de la pompe à chaleur baisse alors qu'on a le plus besoin de puissance de chauffage.

Sources[modifier | modifier le wikicode]

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