Les différences de fonctionnement entre les pompes à chaleur

Par L’équipe de rédaction

Le fonctionnement des pompes à chaleur, ou PAC, a été mis au point pour utiliser la chaleur présente dans l’air ambiant, le sol ou l’eau et réduire fortement la consommation d’énergie fossile pour le chauffage. Quelle que soit la source d’énergie renouvelable utilisée, la pompe à chaleur tire parti des propriétés naturelles de gaz appelés fluides frigorigènes, qui se transforment en vapeur à des températures très basses. Il existe différents modèles de PAC, en fonction de l’origine des calories captées et de la méthode de restitution de la chaleur : air-air, air-eau, eau-eau, sol-eau…

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Le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur

Une pompe à chaleur est un dispositif permettant de collecter de la chaleur dans l’environnement puis de la concentrer et de la restituer à l’intérieur du bâtiment. Ce système de chauffage valorise des énergies renouvelables et s’appuie sur les propriétés d’un fluide frigorigène pour obtenir des performances élevées.

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Les fluides frigorigènes sont caractérisés par leur point d’ébullition très bas, c’est-à-dire qu’ils sont sous forme liquide à très basse température, généralement en dessous de -50 °C environ, et sous forme gazeuse au-dessus (avec une pression égale à la pression atmosphérique). Dans une PAC, différents mécanismes permettent d’utiliser l’énergie liée aux changements d’état du fluide frigorigène :

 

  • Le fluide frigorigène peut s’évaporer au contact de l’environnement si la température extérieure ne descend pas sous -50 °C. Cette transformation est entièrement naturelle et ne consomme aucune énergie.
  • Un compresseur augmente la pression du fluide, ce qui le réchauffe. Cette phase consomme de l’électricité, elle permet d’utiliser la chaleur récupérée à l’étape précédente.
  • Désormais sous forme de gaz chaud à haute pression, le fluide se condense en transmettant sa chaleur à l’appareil, ce qui permet de chauffer. Ce changement d’état est lui aussi naturel et ne nécessite pas d’apport d’énergie.
  • Le détendeur réduit la pression exercée sur le fluide pour faciliter son évaporation et la répétition du cycle.

 

Ainsi, pour fonctionner, la pompe à chaleur ne nécessite pas d’étape de combustion ou d’échauffement d’une résistance électrique.

 

En s’appuyant sur les propriétés d’un fluide frigorigène et sur la température de l’environnement, la pompe à chaleur utilise approximativement 4 fois moins d’énergie qu’elle n’en fournit : il s’agit d’un mode de chauffage durable et économe. Comme pour les autres appareils de chauffage, un entretien régulier de votre pompe à chaleur permet d’augmenter sa longévité et de maintenir ses performances.

Les différents types de pompes à chaleur, leurs avantages et inconvénients

Les pompes à chaleur sont classées en différentes catégories en fonction de la source de chaleur utilisée, mentionnée en premier, et du mode de restitution, mentionné en deuxième : 

 

Les spécificités des différentes pompes à chaleur
Type de PAC     Origine de la chaleur Vecteur de diffusion de la chaleur Caractéristiques
PAC air-air air air
  • simple d’installation
  • généralement réversible pour être utilisée comme un climatiseur
  • performances liées à la température de l’air extérieur
  • nécessité de prévoir un chauffage d’appoint pour les jours les plus froids
  • prix : 5 000 € à 10 000 € environ
PAC air-eau air eau
  • performances fluctuantes selon la saison et la température extérieure
  • fonctionnement en relais avec un autre mode de chauffage dans la plupart des cas
  • certains modèles sont réversibles
  • certains appareils peuvent être couplés avec une VMC pour valoriser la chaleur de l’air évacué
  • prix : 6 000 € à 15 000 € environ
PAC géothermique sol-eau sol eau
  • efficace toute l’année, peu sensible aux variations climatiques
  • excellentes performances
  • prix : 8 000 € à 13 000 € environ
PAC géothermique sol-sol sol plancher chauffant
  • performante en toute saison, même en cas de température extérieure basse
  • très bon rendement
  • installation complexe, recommandée en neuf ou en cas de rénovation de grande ampleur
  • prix : 5 000 € à 10 000 € environ
PAC aquathermique eau-eau eau souterraine, nappes phréatiques eau
  • efficacité peu altérée par les changements de température extérieure
  • nécessite une quantité suffisante d’eau
  • certains modèles peuvent être mixtes et puiser aussi la chaleur dans le sol
  • prix : 6 000 € à 12 000 € environ

 

Quel que soit le modèle choisi, une pompe à chaleur permet de réduire nettement la consommation d’énergie fossile par rapport à une chaudière ancienne à gaz, à fioul ou à charbon. Les pouvoirs publics ont prévu un dispositif pour alléger la facture des ménages en cas de rénovation énergétique : la Prime Énergie.

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