Tout savoir sur les pompes à chaleur

Une pompe à chaleur air-air, ou PAC air-air, est un équipement utilisé pour le chauffage du logement. Il s’agit de capter les calories naturellement présentes dans l’air extérieur (et gratuites) pour insuffler ensuite de la chaleur dans les différentes pièces de l’habitation. Pour cela, la pompe à chaleur air-air se compose de deux unités : l’une placée à l’extérieur du logement et l’autre installée à l’intérieur du logement.

Avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur air-air

• Ses avantages : c'est l’un des types de pompe à chaleur les plus faciles à utiliser et les plus accessibles quelles que soient la nature et la surface de votre logement. Son installation permet de réaliser d’importantes économies d’énergie. Aucune autorisation administrative n’est par ailleurs nécessaire pour équiper son logement d’une PAC air-air.
• Ses limites : À la différence d’une pompe à chaleur air-eau, la pompe à chaleur air-air se limite à sa fonction de chauffage. Elle ne produit pas d’eau chaude sanitaire et nécessite donc un système annexe pour assurer cette mission. En période hivernale, les performances d’une pompe à chaleur air-air ne suffisent pas toujours à chauffer le logement au niveau de confort souhaité, notamment dans les régions les plus froides. Il faut alors disposer d’un système de chauffage d’appoint pour prendre le relais de la PAC air-air.
  Concernant le bruit produit par ce type de pompe à chaleur, sachez que les nuisances sonores liées à cet équipement de chauffage diffèrent en fonction du type d’appareil. Les modèles actuels de PAC air-air les plus performants limitent ces nuisances sonores à un léger ronronnement à peine audible.

L'installation d'une pompe à chaleur air-air

Facile et rapide, l’installation d’une pompe à chaleur air-air n’impose qu’une seule condition : disposer d’un espace extérieur aéré où puiser les calories de l’air. Le plus souvent, l’installation d’une PAC air-air dans un logement intègre un plus large bouquet de travaux de chauffage. Il est toutefois possible de réaliser cet investissement de façon isolée, notamment en remplacement d’un système de chauffage électrique énergivore.

Quel est le prix d'une pompe à chaleur air-air ?

Le prix d’une pompe à chaleur air-air oscille entre 6 000 et 9 000€, voire un peu plus. Il dépend du type de modèle de PAC air-air et de la surface du logement à chauffer. Il faut y ajouter le coût de l’installation par un professionnel et le coût de fonctionnement à l’année (entre 2 et 4€/m² par an). L’investissement est rapidement rentabilisé par les économies de chauffage réalisées. Il existe plusieurs aides financières à l’acquisition d’une pompe à chaleur air-air, n'hésitez pas à vous renseigner.

L'entretien d'une pompe à chaleur air-air

L’entretien d’une pompe à chaleur air-air se limite à un entretien annuel par un professionnel (vérification du circuit frigorifique...). Celui-ci est obligatoire si votre PAC air-air contient plus de 2 kg de fluide frigorigène. Pensez également à nettoyer de façon régulière l’unité extérieure de votre pompe à chaleur.

Une pompe à chaleur air-eau est l’un des différents types de pompe à chaleur existant aujourd’hui sur le marché. Comme ses "concurrentes", la pompe à chaleur air-eau permet de chauffer un logement et de produire de l’eau chaude sanitaire en puisant de la chaleur dans une source froide.
Dans le cas d’une pompe à chaleur air-eau, ce sont les calories de l’air extérieur qui sont captées par l’équipement. Celles-ci sont ensuite transformées en chaleur afin d’alimenter les circuits de chauffage et d’eau chaude sanitaire de l’habitation.

Avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur air-eau

• Ses avantages : Une pompe à chaleur air-eau permet de réaliser d’importantes économies d’énergie. En fonction du modèle de pompe à chaleur choisi et de ses performances, vous pouvez ainsi espérer diviser votre facture de chauffage par 3 ! La PAC air-eau est par ailleurs adaptée à tous types de logement (appartement et maison), aussi bien dans le neuf que dans l’ancien. Elle vous dispense enfin d’une demande d’autorisation pour son installation.
• Ses limites : Comme les pompes à chaleur air-air, la plupart des pompes à chaleur air-eau nécessitent un système de chauffage d’appoint pour assurer le chauffage du logement en période de grand froid. En dessous d’une certaine température extérieure (qui varie selon les modèles), la pompe à chaleur air-eau n’est plus en capacité de produire seule de la chaleur. Dans les régions soumises à des hivers rudes, il est d’ailleurs souvent conseillé de s’orienter vers un autre type de pompe à chaleur.

Comment l'installer ce type de PAC ?

Parmi tous les modèles de pompe à chaleur, la pompe à chaleur air-eau est celle qui présente l’installation la plus simple et la plus rapide. Si vous possédez un système de chauffage fonctionnant à l’eau et/ou des ventilo-convecteurs à eau, aucun grand travaux de chauffage ne sera nécessaire. Si vous possédez des radiateurs électriques, il vous faudra en revanche revoir l’intégralité de votre installation de chauffage.

Quel budget prévoir ?

Le prix d’une pompe à chaleur air-eau varie selon les modèles, les performances et la surface du logement à chauffer. On estime aux alentours de 80€ par m² chauffé en moyenne le coût d’une pompe à chaleur. Si vous disposez d’une surface habitable de 100 m², il vous faudra donc prévoir un budget moyen de 8 000€ pour l’achat de votre pompe à chaleur air-eau. À cet investissement de départ s’ajoutent les frais de main d’œuvre pour son installation ainsi que son coût de fonctionnement à l’année (entre 2 et 4€/m² par an). Certaines aides financières peuvent vous être accordées (sous conditions) pour diminuer la facture de l’installation d’une pompe à chaleur air-eau.

Les conseils pour bien entretenir une pompe à chaleur air-eau

Propriétaire d’une pompe à chaleur air-eau, vous êtes tenu de procéder à un entretien annuel obligatoire de votre équipement. Celui-ci est réalisé par un professionnel certifié et garant de la qualité de l’intervention. Au quotidien, un dépoussiérage régulier de l’unité extérieure permettra de prolonger la durée de vie de votre pompe à chaleur.

Une pompe à chaleur eau-eau est un type de pompe à chaleur, ou PAC, destiné à alimenter votre installation sanitaire en eau chaude et le circuit du système de chauffage. Côté fonctionnement, la pompe à chaleur eau-eau puise l’énergie contenue dans l’eau des nappes phréatiques pour la transformer en chaleur et l’injecter ensuite dans le circuit du système de chauffage du logement. Le fonctionnement de la pompe à chaleur eau-eau repose ainsi sur les principes de la géothermie.

Avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur eau-eau

Comme tout type de pompe à chaleur, le modèle eau-eau présente des avantages et des inconvénients.

• Ses avantages : elle se révèle très efficace sur le plan du rendement énergétique (l’eau demeure à une température constante quelle que soit la saison). Elle est fiable sur la durée et peut être réversible pour un rafraîchissement de l’air ambiant en été.
• Ses limites : cl'installation de ce type de PAC est coûteuse et nécessite une autorisation administrative de la part de la DRIRE (Direction Régionale de l’Industrie, de la Recherche et de l’Environnement) ainsi qu'un entretien annuel technique par une entreprise spécialisée.

Combien coûte une pompe à chaleur eau-eau ?

Son coût est supérieur à 20 000€ pour une maison d’une superficie de 100 m². Il varie selon les régions et selon les travaux à réaliser. L’investissement dans une pompe à chaleur eau-eau peut toutefois être réduit grâce aux aides diverses et variées accordées pour le financement de travaux énergétiques.

Il existe différentes catégories de pompe à chaleur. Si le principe de récupération de l'air ambiant reste le même, la pompe à chaleur prend deux voies pour transmettre l'énergie thermique créée.

• Dans un système air-air, la chaleur se trouve directement diffusée dans la maison. Grâce à une unité terminale de ventilation, l'air sortant du circuit peut être redistribué à la température choisie. L'avantage de cette installation est sa réversibilité. Ainsi, par temps chaud, ce système sert au rafraîchissement des pièces. En revanche, il ne permet pas de produire l'eau chaude sanitaire.
• Dans un système air-eau, au contraire, la pompe à chaleur intervient aussi bien dans le circuit de chauffage de la maison que dans la production d'eau chaude. Là où le système air-air se trouvait connecté à des ventilo-convecteurs, le système air-eau se trouve raccordé au circuit d'eau de chauffage, aux radiateurs et aux planchers chauffants par gaz naturel.

Le fonctionnement de la pompe à chaleur à aérothermie dépend de la température extérieure. En fonction du modèle installé, les performances dans un contexte en dessous de 0 °C peuvent devenir moins grandes. Un système de chauffage d'appoint devra alors prendre le relais.

Un circuit en 5 étapes

1. Au commencement du cycle, des capteurs transmettent la chaleur de l'air dans le cas de l'aérothermie à un fluide frigorigène dans le but de le transformer en vapeur.
2. Puis, une opération de compression élève la pression du fluide transformée à l'état gazeux afin d'augmenter sa température.
3. Ensuite, cette température élevée, d'une part, est transmise au circuit de chauffage et, d'autre part, est refroidie avec pour effet de retransformer la source à l'état liquide.
4. Alors, un réducteur de pression permet de baisser brusquement la température du liquide frigorigène.
5. Enfin, revenu à son état premier, le liquide à basse température peut récupérer la chaleur de l'air. Et le cycle peut recommencer à nouveau.

Zoomm sur la PAC aérothermique au gaz naturel

Misant sur des sources énergétiques complémentaires, la pompe à chaleur aérothermique au gaz naturel permet de pourvoir aux besoins thermiques de la maison. D'un côté, l'air récupéré dans l'environnement ambiant. De l'autre côté, le gaz naturel apporté par le fournisseur. Entre les deux, un dispositif thermodynamique utilisant un fluide frigorigène. Au cours de son passage dans un circuit alimenté par ces deux sources énergétiques, ses changements d'état vont produire de quoi alimenter les besoins en chauffage de la maison. Un dispositif parfait pour réduire sa consommation de gaz naturel sans nuire au confort thermique. En fonction des émetteurs thermiques de la maison, la pompe à chaleur à aérothermie fonctionnant au gaz naturel décuple ses performances.

Dans ce circuit à aérothermie, le gaz naturel va venir jouer sa partition selon deux technologies différentes. La première fonctionne par compression, la seconde par absorption.
Selon une expérimentation effectuée par l'ADEME, la pompe à chaleur par absorption possède une performance supérieure de 30 à 40%⁽¹⁾ par rapport à une chaudière à condensation.

• Dans le premier cas, l'opération de compression pour élever la pression du fluide frigorigène dans le circuit s'effectue de manière mécanique grâce à un moteur à combustion alimenté au gaz naturel.
• Dans le second cas, la compression se fait par opération thermochimique sur un mélange d'eau et d'ammoniac. D'abord, l'ammoniac subit une condensation. Il est ensuite absorbé par l’eau ce qui provoque une évaporation. Un brûleur à gaz naturel permet alors d'en élever la température et de produire de la chaleur, comme pour une chaudière.

Aérothermie et chauffage au sol

Connecté à des tuyaux intégrés au plancher dans lesquels circule l'eau de chauffage, le dispositif à aérothermie offre non seulement une plus grande surface d'émission thermique dans les pièces mais nécessite une température moins élevée d'eau pour chauffer correctement. Permettant ainsi de réaliser des économies sur la facture de gaz naturel, le couplage entre pompe à chaleur et plancher chauffant permet d'injecter dans le circuit une eau qui ne dépassera jamais 35°C. Fonctionnant parfaitement à basse température, la pompe à chaleur est alors dans un contexte optimal. Couplée avec un chauffage au sol, elle possède alors un coefficient de performance supérieur à 4. Pour 1 unité de gaz naturel consommé, elle produit plus de 4 unités de chaleur.

Avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur aérothermique au gaz naturel

D'ordre fonctionnel, économique et écologique, de nombreux avantages permettent d'apprécier une pompe à chaleur aérothermique au gaz naturel.

• Dispositif éminemment adaptable, la pompe à chaleur s'installe facilement, unités extérieures et intérieures comprises, mais peut également se raccorder au système de chauffage au gaz naturel existant.
• Équipement économique, elle combine source renouvelable de l'air et gaz naturel avec pour effet d'alléger la facture de chauffage et d'eau chaude sanitaire.
• Avec son fonctionnement écologique, elle permet de réduire les impacts sur la planète à l'heure des grands défis climatiques.
• Avec son système de réglage précis, elle offre une température adaptée au confort thermique de chaque maison.

Quelques inconvénients ne sont pas à négliger pour autant :

• Suivant les conditions météorologiques, la pompe à chaleur en-dessous d'une certaine température extérieure peut nécessiter un chauffage d'appoint prenant le relais.
• Certains modèles avec un fonctionnement bruyant peuvent provoquer des nuisances sonores.
• De plus, le prix d’une pompe à chaleur aérothermique varie de 9 000 à 15 00€⁽²⁾, ce qui constitue un budget assez conséquent.

Le coût annuel d'une pompe à chaleur aérothermique

Dans le cas d'une pompe à chaleur air-eau, le coût de l'équipement s'élève en moyenne à 13 000€ dont une partie pourra être financée par les différentes aides. Avec une installation parfaitement dimensionnée, la facture annuelle de gaz naturel par rapport à celle engendrée par une vieille chaudière peut être jusqu'à 46% moins élevée, avec un comptage par unité de surface de 19€ par m² pour une année de chauffage et d'eau chaude sanitaire⁽⁴⁾.

Les pompes à chaleur, ou PAC, sont des équipements de chauffage thermodynamique. Elles permettent de puiser dans l'environnement des calories qui sont restituées ensuite sous forme d'air chaud et/ou d'eau chaude dans la maison. Grâce au système de pompe à chaleur géothermie, vous pouvez chauffer votre maison et votre eau à partir de calories extraites dans le sol. Les ressources premières ? La chaleur emmagasinée par le soleil et par les eaux de pluie.

Comment fonctionne un chauffage à géothermie ?

Au contraire de la pompe à chaleur aérothermique qui utilise l'air, la pompe à chaleur géothermique puise ses ressources dans le sol. Elles sont l'aboutissement de l'action du soleil et des eaux de pluie sur le sol. Les dites ressources sont puisées à une faible profondeur, où elles ont une température inférieure ou égales à 30°C, ce qui rend nécessaire le recours à une pompe à chaleur. Ce système géothermique peut être relié aussi bien à la terre qu'à une nappe phréatique. Il en existe différents types : les pompes à chaleur air-air, eau-eau, air-eau, sol-eau et sol-air.

Concrètement, voici le principe. Des capteurs souterrains sont répartis sur votre propriété, dans le sol de laquelle ils prélèvent les calories. Il existe différents types de capteurs : dans la terre ou dans une nappe phréatique et entre 80 cm et 200 m de profondeur. On parle de captage horizontal, vertical, de captage sur nappe phréatique ou de corbeilles géothermiques. Les corbeilles géothermiques fonctionnent en "captage fermé". Cela permet de stocker la chaleur, par exemple pendant l'été. Lorsque le chauffage se remet en route, la pompe à chaleur a un rendement encore plus important. Dans tous les cas, le choix du type de capteurs sera fonction de la nature du terrain : horizontaux sur une grande surface, verticaux si la nature du sol s'y prête, présence ou non d'une nappe phréatique sur la propriété...

Les capteurs transmettent ensuite les calories au logement via une pompe à chaleur. Celle-ci peut être raccordée à un circuit de chauffage par radiateurs ou au sol et/ou à un ballon d'eau chaude, le tout utilisant du gaz naturel. Elle peut également être reliée à des ventilo-convecteurs : ces derniers sont des blocs de ventilation qui permettent de diffuser la chaleur dans l'air. Un plancher chauffant grâce au gaz naturel s'accommode également bien d'une telle installation. Il est possible de chauffer l'eau d'une piscine avec ce système, et même de rafraîchir l'air d'une maison lorsqu'il fait trop chaud avec une pompe à chaleur réversible. Dans ce cas, la chaleur prélevée dans la maison est rejetée dans le sol.

Pour être pleinement fonctionnel, ce système doit être installé par un professionnel RGE en forage et en installation de pompe à chaleur. Il faut également veiller à son entretien. Une maintenance annuelle est préconisée, à la fois pour éviter les pannes et pour allonger l'espérance de vie du matériel.

Avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur à géothermie

L'efficacité de ce type de pompe à chaleur est remarquable. Contrairement aux pompes à chaleur aérothermique qui nécessitent quelquefois un chauffage d'appoint au cœur de l'hiver, le système géothermique est totalement autonome. La température de la terre est en effet beaucoup plus stable que celle de l'air. Puisqu'elle ne change quasiment jamais, elle transmet continûment ses calories pour chauffer votre intérieur. Ce système est donc performant toute l'année, de jour comme de nuit.

Écologiquement, la pompe à chaleur géothermie est la solution qui impacte le moins l'environnement puisque le sol a une capacité de conservation de la chaleur très importante. C'est donc une source d'approvisionnement locale et intarissable grâce à l'action du soleil et des pluies. En outre, comme les capteurs sont enterrés, ils ne défigurent pas le paysage. Le système géothermique peut être installé sous tous les climats et toutes les altitudes, sous réserve d'une autorisation liée à la réglementation du sous-sol. Cela dépendra de la zone dans laquelle se trouve votre habitation (zone verte, orange ou rouge). C'est au professionnel foreur RGE que vous choisirez de s'occuper de cette formalité.

En revanche, ce système de récupération de l'énergie terrestre a un coût initial assez élevé. Même s'il permet de diminuer fortement les factures de gaz naturel, il faut attendre quelques années avant d'amortir les frais de son installation.
De plus, sa rentabilité est fonction de la performance de votre pompe à chaleur. Pour l'évaluer, vous devez connaître son Coefficient de Performance (COP). Celui-ci détermine le rapport entre la quantité de chaleur produite et celle la consommation énergétique de la pompe à chaleur elle-même. Plus ce rapport est important, plus votre installation est efficace et donc rentable à terme. La majeure partie des pompes à chaleur sont - et doivent - être classées A++.

Néanmoins, une pompe à chaleur bien entretenue a une durée de vie de 20 à 25 ans et les capteurs souterrains peuvent, quant à eux, fonctionner une centaine d'années⁽¹⁾. Même si vous ne comptez pas vivre plusieurs décennies dans votre maison, l'installation d'un tel système augmente sensiblement la valeur de votre bien.

À noter que le système de pompe à chaleur géothermique peut s'envisager aussi bien en construction neuve qu'en rénovation. Toutefois, vérifiez que vos radiateurs sont bien compatibles avec le système géothermique ; il sera peut-être nécessaire de les changer. Si vous avez déjà un plancher chauffant, celui-ci pourra sans problème s'intégrer au nouveau système.

Combien coûte une PAC à géothermie ?

Il faut compter un investissement de 13 000 à 19 000€ selon l'ADEME-AFPG⁽²⁾. C'est le type de captage employé qui fait varier le prix de l'installation : il est plus conséquent dans le cas d'une géothermie verticale. Cependant, les aides diverses existantes peuvent faire baisser la somme. Dans votre budget initial, comptez aussi vos frais d'entretien annuel, qui peuvent être de l'ordre de 150 à 300€ selon les modèles⁽²⁾. Ils ne sont généralement pas éligibles à des aides financières.

Le choix d'une solution de chauffage n'est pas à prendre à la légère car votre décision aura des impacts sur vos charges mensuelles ainsi que sur votre bien-être. Cependant, il n'est pas toujours facile de se décider face au nombre de systèmes mis sur le marché. En optant pour la pompe à chaleur hybride qui associe une PAC (pompe à chaleur) air/eau et une chaudière à condensation au gaz naturel, vous bénéficiez de performances décuplées.

Cette solution de chauffage permet de réaliser jusqu'à 10% d'économies d'énergie par rapport à une chaudière à condensation⁽²⁾, la source de chaleur étant automatiquement sélectionnée en fonction des températures extérieures et donc des besoins du logement.

Le fonctionnement d'une PAC hybride

On retrouve trois principaux éléments : un générateur de chaleur air/eau, une chaudière au gaz naturel à condensation et un dispositif de commande. Autrement dit, cette pompe à chaleur exploite à la fois les énergies renouvelables et le gaz naturel pour couvrir les besoins en chauffage du foyer. Vous disposerez d'un dispositif bi-blocs. La chaudière au gaz naturel à condensation est installée à l'intérieur du logement tandis que la PAC est posée à l'extérieur. Au moment de l'installation, un circuit réfrigérant est créé entre les deux générateurs de chauffage.

• La chaudière à condensation brûle le gaz naturel afin de générer de la chaleur. Elle récupère la chaleur de la fumée, ce qui baisse la consommation de gaz naturel de 10 à 25% pour un rendement qui va jusqu'à 110%⁽¹⁾.
• La PAC se charge, quant à elle, de récupérer les calories présentes dans l'air extérieur pour les injecter dans le circuit de chauffage ou de production d'eau chaude sanitaire (ECS).

Lorsque les températures extérieures sont assez douces, la pompe à chaleur peut couvrir les besoins de chauffage. Si ces températures baissent, la chaudière à condensation dont la capacité de chauffage est plus élevée, prend automatiquement le relais. C'est le dispositif de pilotage intelligent qui active le générateur de chaleur adéquat en fonction des contraintes thermiques, autrement dit des températures extérieures.

Les avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur hybride

Ses avantages

• Des factures revues à la baisse : les systèmes combinés dans la chaudière hybride sont tous deux appréciés pour les économies qu'ils assurent. Grâce au dispositif de commande intelligent, il est possible de réaliser jusqu'à 40% d'économies⁽³⁾ en comparaison avec une chaudière classique.
• Un geste pour l'environnement : la PAC exploite les énergies renouvelables comme l'air pour produire l'ECS et/ou assurer un chauffage performant. En parallèle, le gaz naturel répond aux critères écologiques dans la mesure où les impacts de son utilisation sur l'environnement sont très faibles.
• La praticité : la PAC hybride vous permet de limiter l'encombrement au sein de votre logement car le chauffage domestique et la production d'eau chaude sanitaire sont assurés par un unique appareil.
• La simplicité : la pose d'une chaudière hybride n'engendre pas de travaux lourds, qu'il s'agisse d'une installation dans une nouvelle construction ou du remplacement d'un dispositif existant.
• Les aides financières : l'achat et l'installation de la PAC hybride ouvre droit à certaines aides.

Ses limites

• On lui reproche principalement son coût d'acquisition élevé comparé à une chaudière au gaz naturel à condensation classique ou une pompe à chaleur classique. La chaudière hybride coûte plus cher que les solutions classiques fonctionnant au gaz naturel. On trouve des modèles en entrée de gamme à partir de 4 500€⁽⁴⁾ mais& le coût peut facilement dépasser les 15 000€⁽⁵⁾& pour les pompes à chaleur mixtes les plus performantes. Néanmoins, il faut garder à l'esprit que ce système hybride doit son appellation au fait qu'il associe les deux dispositifs et donc leurs avantages respectifs. Les économies réalisées sont donc non négligeables malgré un investissement relativement coûteux.
• Le second inconvénient se rapporte au coût de la maintenance annuelle qui représente environ 100€ de plus que l'entretien d'un système classique⁽³⁾.

La PAC réversible assure les fonctions de chauffage (eau chaude) en hiver et de climatisation en été. Le fonctionnement de la pompe à chaleur réversible repose sur le transfert thermique entre l’intérieur et l’extérieur du logement grâce à un compresseur et à un condensateur.
Il existe plusieurs types de pompes à chaleur réversibles classées, notamment, en fonction de la source d’énergie utilisée : PAC air-air, PAC air-eau, PAC eau-eau, etc.

Les avantages et les inconvénients d’une PAC réversible

Une pompe à chaleur réversible permet de réaliser d’importantes économies d’énergie (jusqu’à 70% de la facture énergétique). Elle apporte un certain niveau de confort aux occupants d’un logement en participant au réglage de la température idéale.

En fonction des situations, la pompe à chaleur réversible n’est parfois pas suffisante pour combler les besoins en eau chaude et en chauffage. Il est alors nécessaire de la coupler avec un autre mode de chauffage (poêle à bois, chaudière, etc.).

Zoom sur la PAC réversible au gaz

Pour rafraîchir votre logement en utilisant une énergie d’origine renouvelable, la pompe à chaleur réversible au gaz naturel est une solution à privilégier. Une pompe à chaleur classique puise dans l'air extérieur des calories grâce à un évaporateur. Elle les restitue ensuite à l'intérieur du logement sous forme d'air chaud - et parfois sous forme d'eau chaude à condition d’être équipée d’un condenseur. La pompe à chaleur réversible, en tant que climatiseur au gaz, fonctionne de manière exactement inverse : elle capte les calories de l’air présent à l'intérieur de la maison pour les rejeter vers l'extérieur.

Il faut bien noter l'emploi de deux technologies différentes dans le domaine des pompes à chaleur au gaz naturel :

• la PAC à absorption, particulièrement efficaces en production de chaleur pendant l'hiver ;
• la PAC à moteur, performante pour rafraîchir votre maison pendant l’été.

Une pompe à chaleur fonctionnant au gaz naturel offre ainsi un haut rendement, et limite considérablement les émissions de CO₂ en comparaison avec un système similaire fonctionnant à l’électricité. Votre système de climatisation au gaz vous permet ainsi de réduire votre impact environnemental, et d’économiser dans une large mesure sur vos factures d’énergie.

De plus son installation est rapide et peu invasive. Votre système de climatisation au gaz inclut la PAC (qui fait office de générateur) d’une part, et les émetteurs (plancher chauffant, radiateurs…) d’autre part. Si vous êtes déjà équipé en émetteurs de chauffage et de fraîcheur performants, la mise en place de votre nouveau générateur de fraîcheur suffit : la PAC fonctionnant au gaz naturel est compatible avec la plupart des émetteurs, elle remplace votre ancien système (chaudière par exemple) sans contraintes d’installation notables.

Attention : la climatisation au gaz naturel permet de rafraîchir l'habitation de quelques degrés seulement. La baisse est estimée entre 3 et 4°C. Si les performances de froid de la pompe à chaleur ne sont pas comparables à celles du climatiseur i>ad hoc - qui diminue de manière beaucoup plus flagrante la température du bâtiment.

Combien coûte une pompe à chaleur réversible ?

Le prix d’une PAC réversible dépend de plusieurs éléments parmi lesquels la superficie du logement, les performances thermiques de la PAC, le niveau de qualité de la PAC et ses options ainsi que le coût de l’installation.
Il existe aujourd’hui une large gamme de pompes à chaleur réversibles pour tous les besoins, et pour (presque) tous les budgets. Comptez, à minima, aux alentours de 8 000€ pour une PAC réversible d’entrée de gamme, et jusqu’à 20 000€ pour un modèle plus performant.

Une pompe à chaleur air-eau (aérothermie) ou eau-eau (géothermie) fonctionnant au gaz naturel représente un très bon système de chauffage pour réduire vos émissions de CO₂. Les pompes à chaleur gaz utilisent en effet les énergies vertes, gratuites et disponibles en abondance, présentes dans l’air, le sol, mais aussi dans les eaux usées.

Comment fonctionne une pompe à chaleur gaz ?

La pompe à chaleur gaz (air-eau ou eau-eau) capte les calories présentes naturellement dans notre environnement. Elle augmente ensuite leur température grâce à un système de compression ou par l’intermédiaire d’un fluide frigorifique (pompe à chaleur absorption à gaz). La chaleur générée est récupérée pour alimenter votre système de chauffage (radiateurs, plancher chauffant…) et pour produire de l’eau chaude sanitaire. Le moteur de combustion alimenté en gaz naturel valorise aussi l’énergie dégagée par le refroidissement du moteur et des gaz brûlés. Un plus mécanique qui améliore son rendement.

Voici les 5 étapes de fonctionnement d'une pompe à chaleur :

1. Le cycle commence lorsque les capteurs de la PAC transmettent les calories de l'air, de la terre ou d'une nappe d'eau au fluide afin de le transformer en vapeur.
2. Une opération de compression sur ce fluide transformé en gaz naturel permet d'augmenter sa température.
3. La chaleur produite se trouve récupérée par le circuit de chauffage, ce qui a pour effet de baisser la température du fluide transformé en gaz naturel et de lui redonner sa forme liquide.
4. Une opération de réduction de pression permet de refroidir brutalement le liquide frigorigène.
5. Revenu en début de cycle, le fluide à basse température peut à nouveau récupérer la chaleur de la source naturelle.

Deux types de pompes à chaleur existent. Le premier utilise un moteur à combustion au gaz naturel pour augmenter la pression du fluide. Son principe de fonctionnement repose sur la compression mécanique. Le deuxième ne nécessite aucun compresseur car cette opération est assurée par la composition particulière du fluide. Son principe de fonctionnement repose sur la compression thermochimique. Le compresseur se trouve remplacé par un brûleur à gaz naturel.

Les avantages et inconvénients d’une pompe à chaleur gaz

• Ses avantages : peu de bruit, un liquide frigorigène sans danger, un système réversible pour rafraîchir les maisons en été, un rendement très performant et des économies conséquentes grâce à l’utilisation des énergies vertes. Ces deux derniers points lui permettent d’ailleurs de remplir les objectifs des bâtiments basse consommation des nouvelles normes thermiques de construction.
• Ses limites : une offre réduite du fait de la nouveauté du système et son encombrement : le matériel s’intègre plus difficilement dans les petits logements (sauf collectifs).

Zoom sur la PAC au gaz naturel à absorption

Utilisant les principes de la thermodynamique, la PAC au gaz naturel à absorption permet d'améliorer les performances énergétiques d'un bâtiment. Cumulant les avantages thermiques, économiques et écologiques, cette pompe à chaleur utilise des ressources énergétiques complémentaires. D'un côté, elle capte les calories présentes dans l'environnement naturel. De l'autre côté, elle utilise le gaz naturel. Alimenté par ces deux sources, le circuit de la PAC& profite des changements thermodynamiques d'un fluide frigorigène. Se transformant de l'état liquide à l'état gazeux, ce dernier assure la production thermique nécessaire au système de chauffage. Intervenant dans l'étape de compression du circuit, la consommation de gaz naturel se trouve maîtrisée sans que le confort thermique n'en pâtisse.

Dans le phénomène d'absorption, le circuit nécessite un fluide frigorigène, l'ammoniac, auquel s'ajoute un absorbant, l'eau. Dans ce cycle, le brûleur à gaz naturel produit une condensation de l'ammoniac dans le générateur. La chaleur libérée se diffuse dans le système de chauffage. En captant les calories de l'environnement ambiant (air, sol ou nappe phréatique), l'ammoniac se transforme ensuite en vapeur pour être absorbé par l'eau. Cette réaction exothermique diffuse également sa température au système de chauffage. Ensuite, la solution eau-ammoniac retourne en début de cycle dans le générateur. L'efficacité de la pompe à chaleur à absorption réside dans ses 3 sources de chaleur. La condensation de l'ammoniac, l'absorption de l'ammoniac par l'eau et la récupération de la chaleur du brûleur assurent la production thermique du bâtiment.

Afin de couvrir la totalité des besoins thermiques d'un édifice, la PAC à absorption peut nécessiter d'être couplée à une chaudière à gaz naturel. En effet, si la première couvre l'essentiel de la production de chaleur, la deuxième intervient en appoint durant les conditions climatiques difficiles. Dans le cas de l'aérothermie, la PAC à absorption en-dessous d'une température extérieure de 7 °C perd en rentabilité. Ainsi, le choix d'une chaudière à coupler avec la pompe à chaleur permet de préserver les économies de gaz naturel faites dans des conditions optimales de fonctionnement.

Les avantages de la PAC à absorption

• Le confort thermique : la PAC à absorption se caractérise par son adaptabilité. Pouvant se connecter à différents émetteurs de chaleur, elle permet différentes solutions de chauffage. Déterminant la température de l'eau à injecter dans le circuit, le nature des émetteurs conditionne les performances de l'installation. Pour un plancher chauffant, l'eau ne dépassera jamais 35°C. Pour les ventilo-convecteurs, l'eau circule à 40°C et pour les radiateurs basse température entre 45° et 50°C⁽¹⁾. Couplée au plancher chauffant ou aux ventilo-convecteurs, la PAC à absorption bénéficie d'un avantage supplémentaire. En effet, cette solution rend le système convertible. En période estivale, elle permet le rafraîchissement du bâtiment.
• Des rendements intéressants : dans des proportions variant légèrement entre aérothermie et géothermie, les PAC à absorption possèdent des rendements respectivement de 140% et de 150%. Là où la traditionnelle chaudière à condensation possède un rendement de 100%⁽²⁾. Selon une expérimentation menée par l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie) en 2015, différents bâtiments équipés de PAC à absorption ont permis de relever les performances de ce type d'équipement. En moyenne, le COP (coefficient de performance) s'élève à 1,36⁽³⁾. Ainsi, pour une unité de gaz naturel consommé, le système de production thermique restitue 1,36 unité énergétique. Comparée à la chaudière à condensation, la PAC à absorption permet des économies de l'ordre de 40% pour la production de chauffage et d'eau chaude sanitaire⁽³⁾.
• Une solution écologique : au-delà des rendements intéressants permis par la PAC au gaz naturel à absorption, cette solution technologique réduit l'émission de gaz à effet de serre. À l'heure des grands enjeux environnementaux, elle permet d'engager les bâtiments collectifs vers la transition écologique. Ainsi, sur cette même campagne d'instrumentation, l'ADEME souligne non seulement une baisse de 40% en termes de production de CO₂ mais également la part de 25% d'énergies renouvelables dans la production de chauffage et d'eau chaude sanitaire⁽³⁾.

Une pompe à chaleur piscine récupère la chaleur présente dans l’air pour la restituer dans l’eau. C’est ce qu’on appelle une pompe à chaleur air/eau. Un évaporateur placé à l’extérieur puise la chaleur de l’air et la transmet au fluide frigorigène. En se réchauffant, celui-ci passe de l’état liquide à l’état gazeux. Ce gaz est alors aspiré par le compresseur pour le monter en pression et le chauffer. Il est ensuite condensé afin de restituer la chaleur au bassin.

Les avantages et inconvénients d'une pompe à chaleur pour piscine

Il existe d'autres systèmes qui permettent de chauffer l’eau d’une piscine : chauffage solaire, réchauffeur électrique, échangeur thermique et bâche à bulle. mais si la PAC pour piscine est généralement préférée, c’est notamment pour son efficacité et son utilisation économique.
L’acquisition est certes assez onéreuse mais il faut savoir que ce type d’équipement restitue entre 4 et 5 calories par calorie consommée. En utilisant de l’énergie renouvelable, elle est en outre considérée comme écologique. Comparée aux autres systèmes, la pompe à chaleur est très polyvalente. Elle permet en effet de maintenir l’eau à une température de 28°C afin de s’y baigner dès le printemps et jusqu’à la fin de l’été mais aussi la nuit ou lorsque le temps est maussade.

Parmi ses inconvénients, il faut admettre que la pompe à chaleur de piscine peut s’avérer bruyante et que sa montée en température est assez lente. Il convient cependant de relativiser ces aspects puisque ces inconvénients peuvent être très limités en fonction du choix du modèle.

Le coût d'une PAC de piscine

Les premiers tarifs avoisinent les 700€ et conviennent à des bassins souvent inférieurs à 80 m³. Certains modèles coûtent dix fois plus mais offrent des performances incomparables. Comptez entre 2 000€ et 3 000€ pour une pompe à chaleur suffisamment puissante pour une piscine de plus de 60 m³. A noter que certaines d’entre elles sont réversibles, ce qui permet de rafraîchir la piscine au plus chaud de l’été.

Si l’achat d’une pompe à chaleur pour piscine reste onéreux, l’investissement peut rapidement être rentabilisé par rapport au réchauffeur électrique qui revient à l’usage très cher et qui n’est finalement utilisé que ponctuellement ou pour de petits bassins. Dans le cadre d’un projet plus global que celui du chauffage de la piscine, le coût d’acquisition de ce type d’équipement peut en outre être réduit.
Impossible de bénéficier d’aides de l’Etat pour une pompe à chaleur uniquement destinée à la piscine, mais pourquoi ne pas en profiter pour installer une pompe à chaleur pour l’habitation et la piscine. Celle-ci vous permettra de réaliser des économies d’énergie au quotidien tout en chauffant votre piscine. Et au titre de cet éco-geste, vous pourrez alors prétendre aux diverses aides de l’Etat.

L'installation et entretien d'une pompe à chaleur de piscine

L’installation d’une PAC piscine doit être de préférence confiée à un professionnel habilité. Avec lui, vous pourrez définir l’emplacement idéal de l’équipement, tant pour optimiser son rendement que pour vous éviter d’éventuels désagréments. Il pourra également vous accompagner dans le choix de l’appareil en fonction du climat de votre lieu de résidence ou du volume de votre bassin, par exemple. Quant à son entretien, l’aération de l’appareil étant essentielle, il faut bien veiller à ce que rien n’obstrue la grille de ventilation. Mais cela ne suffit pas pour préserver le rendement et la longévité de la pompe. C’est pourquoi le recours à un spécialiste pour une révision annuelle s’impose.