Pompe à chaleur à aérothermie et gaz naturel, un couple si parfait

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.

 

Pompe à chaleur aérothermique, un circuit en 5 étapes

Fonctionnant avec une source énergétique renouvelable, la pompe à chaleur permet en captant les calories ambiantes de produire les besoins thermiques du foyer. Cinq étapes président à ce dispositif :

  • 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.
  • Puis, une opération de compression élève la pression du fluide transformée à l'état gazeux afin d'augmenter sa température.
  • 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.
  • Alors, un réducteur de pression permet de baisser brusquement la température du liquide frigorigène.
  • 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.

Température extérieure à ne pas dépasser

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.

 

Schéma d'une pompe à chaleur aérothermie

 

Le gaz naturel en 2 options

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.

  • 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. 

À chaque pompe à chaleur sa performance

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.

 

Avantages et inconvénients de la pompe à chaleur

 

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.

Un système air-air

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.

Un système air-eau

Au contraire dans un système air-eau, 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.

 

Fonctionnement de la pompe à chaleur en fonction des émetteurs thermiques

En fonction des émetteurs thermiques de la maison, la pompe à chaleur à aérothermie fonctionnant au gaz naturel décuple ses performances.

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.

 

Financement d'une pompe à chaleur

Représentant un investissement financier, l'installation d'une pompe à chaleur à aérothermie bénéficie de différentes aides de financement. Afin d'encourager cet équipement respectueux de l'environnement, différents dispositifs viennent alléger la facture.

  • Crédit d'impôt. Valable exclusivement sur la résidence principale, le crédit d'impôt pour l'installation d'une pompe à chaleur air-eau à hauteur de 30 % se trouve conditionné par la nécessité de recourir à un artisan RGE, autrement dit agréé Reconnu Garant de l'Environnement.
  • Taux de TVA réduit. Dans le cadre de travaux d'amélioration de la qualité énergétique de la résidence principale, le taux de TVA se trouve réduit à 5,5 %(3) au lieu du taux classique de 20 %.
  • Collectivités territoriales. Certains départements, régions ou communes possèdent des dispositifs de participations financières pour soutenir les administrés.
  • Agence nationale pour l'amélioration de l'habitat (ANAH). Une demande d'aide peut être déposée auprès de cette institution pour l'installation d'une pompe à chaleur air-eau.

 

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 environ 23 % pourront être financés 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).

Conseils : Entretien de la pompe à chaleur à aérothermie

Comme les autres systèmes de chauffage, l'entretien de la pompe à chaleur requiert un contrôle régulier. Un contrat avec un professionnel permet de contrôler le compresseur, de vérifier l'étanchéité du circuit et d'évaluer la performance de l'installation.

1 https://www.ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/fiche-technique-pac-gaz-201509_vf2.pdf

2 https://www.travaux.com/guide-des-prix/pompe-a-chaleur/prix-pompe-a-chaleur-aerothermique

3 https://www.impots.gouv.fr/portail/particulier/plusieurs-taux-de-tva

4 https://www.quelleenergie.fr/magazine/pompes-chaleur/dossier-prix-chauffage-pompe-chaleur-23044/

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