Pompe à chaleur géothermique ou aérothermique ?

La pompe à chaleur (PAC) est un dispositif qui permet de chauffer la maison à moindre coût. On le qualifie d’appareil thermodynamique, car il puise la chaleur présente dans la terre, l’eau et l’air afin de la propager à l’intérieur de la maison. Selon le type d’appareils installé, il est possible d’obtenir ainsi de l’eau chaude sanitaire et une fonction climatisation indispensable en été. Même si la pompe à chaleur nécessite une source électrique pour fonctionner, il faut savoir qu’elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, ce qui la rend économique. Son acquisition permet, dans certains cas, de bénéficier d’une aide financière.

Descriptif général

La pompe à chaleur transporte la chaleur qu’elle recueille auprès des éléments de la nature pour la transporter vers un endroit précis. Cela signifie qu’il n’y a pas, à proprement parler de production d’énergie puisque le dispositif génère seulement un transfert de chaleur.

Le système se compose généralement d’un groupe extérieur ayant pour mission, soit de récupérer la chaleur à l’extérieur du logement (en hiver), soit d’évacuer la chaleur issue de l’intérieur du logement (en été). Ce groupe extérieur est associé à différentes unités intérieures qui assurent également un double rôle selon la saison : absorber la chaleur à l’intérieur pour l’évacuer à l’extérieur en été ou diffuser la chaleur recueillie à l’extérieur à travers les pièces de la maison. Lesdites unités intérieures peuvent prendre la forme de planchers chauffants, de radiateurs, de ventilo-convecteurs…

Les différents types de pompes à chaleur

Après ces généralités, il convient de souligner qu’il existe différents types de pompes à chaleur dont le fonctionnement présente quelques variations. On peut citer :

• La pompe à chaleur géothermique.
• La pompe à chaleur aérothermique.

La pompe à chaleur géothermique

Ce modèle puise la chaleur dans le sol et la restituer dans le bâtiment. Elle assure le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire. Pour fonctionner, ce système se compose de différents éléments à savoir :

• Des capteurs thermiques : ces derniers récupèrent les calories ou la chaleur présente naturellement dans le sol, et ce, à longueur d’année. Ce captage se fait par le biais d’un fluide caloporteur qui se compose souvent d’eau glycolée afin d’éviter le gel en hiver. Ils les transmettent ensuite à la pompe à chaleur.
• D’une pompe à chaleur : celle-ci reçoit les calories véhiculées par le fluide caloporteur. Elle utilise un fluide frigorigène pour les transmettre à l’eau du système de chauffage. Avant que ce dernier ne les diffuse, tout un processus de transformation se déroule au sein de la pompe.
• D’un circuit de chauffage : ce dernier diffuse la chaleur récupérée du sol à travers la maison que ce soit sous forme d’eau chaude sanitaire, de chaleur diffusée par un radiateur, de chaleur passant à travers les planchers chauffants…

En ce qui concerne la transformation de la chaleur retirée du sol, cela passe par diverses étapes à savoir :

• Récupération de la chaleur transportée par le liquide caloporteur par le fluide frigorigène lequel se trouve à l’état liquide. Grace à l’énergie captée, sa température augmente et le transforme en gaz qui s’évapore.
• Le compresseur qui fonctionne grâce à un moteur électrique aspire et compresse le fluide frigorigène qui se transforme en fluide gazeux chaud et sous haute pression.
• La condensation prend le relais en transmettant la chaleur du gaz haute pression à l’eau de chauffage. À l’issue de ce processus, le gaz retrouve son état liquide.
• Le détendeur termine le processus en faisant chuter la pression du fluide frigorigène et le processus reprend.

Il faut souligner que, depuis le 1er septembre 2014, l’installation d’un tel système peut ouvrir droit à un avantage fiscal de 30%. Cette aide a été reconduite dans le cadre du crédit d’impôt 2018. Mis à part cet avantage, il faut savoir que la pompe à chaleur géothermique permet une économie conséquente puisque pour 1 kWh consommé, le système en restitue 3 à 4 kWh. Par conséquent, son utilisation permet de diviser votre facture par trois ou par quatre et l’investissement de départ, même s’il peut être conséquent, sera vite amorti.

Pour la mise en place d’un tel système, vous aurez besoin d’une certaine surface dans le jardin afin d’enterrer les capteurs. La surface nécessaire varie selon que vous utilisiez :

• Des capteurs verticaux : ces derniers ne nécessitent qu’une petite surface, mais les capteurs sous forme de U ou de double U seront enterrés plus profondément dans le sol aux environs de 80 à 100 mètres.
• Des capteurs horizontaux : ces derniers nécessitent une plus grande surface dans le jardin à raison de 1,5 à 2 fois supérieur à la surface à chauffer. Les tubes seront enterrés entre 0,60 et 1,20 mètre de profondeur.

Enfin, il convient de citer les différents modes de fonctionnement de la pompe à chaleur géothermique qui sont :

• Le système sol-sol : ce dernier utilise un circuit fermé qui relie les capteurs, exclusivement horizontaux, au système de chauffage. C’est dans ce circuit que le fluide frigoporteur circule. Ce fonctionnement ne permet pas un refroidissement en été.
• Le système sol-eau : le fluide frigorigène reste dans les capteurs tandis que l’eau seule circule à travers les émetteurs de chauffage. Ce dernier utilise également des capteurs horizontaux et ne permet pas un rafraîchissement en été.
• Le système eau-glycolée-eau : là encore, le fluide frigorigène reste dans les capteurs tandis que l’eau circule à travers le système de chauffage. Ce système fonctionne aussi bien avec des capteurs horizontaux que verticaux et est réversible, c’est-à-dire qu’il présente une fonction climatisation idéale en été.

Autre avantage : les performances de cette pompe restent stables tout au long de l’année puisque la chaleur au niveau du sol reste constante qu’il fasse chaud ou froid. Il n’est donc pas nécessaire de l’utiliser avec un système de chauffage d’appoint.

La pompe à chaleur aérothermique

La pompe à chaleur aérothermique puise la chaleur à restituer dans le logement dans l’air. Comme le modèle géothermique, il nécessite une source électrique, mais seulement afin de permettre la circulation du fluide caloporteur. Pour 1 kWh d’électricité consommée, elle peut en produire 4 kWh. On distingue deux variantes principales :

La pompe à chaleur air-air

Deux processus sont ici possibles. Pour le premier, la pompe puise la chaleur dans l’air extérieur afin de le diffuser à la maison par le biais de ventilo-convecteurs. Pour le second, elle puise la chaleur dans l’air des autres pièces de la maison, comme la cuisine, la salle de bain… par le biais d’une ventilation mécanique contrôlée afin de la préchauffer avant de la diffuser dans les pièces à vivre. Dans les deux cas, ce mode de fonctionnement permet de réchauffer la maison sans production d’eau chaude sanitaire. Cette pompe ne nécessite pas l’installation d’un système de chauffage central ou d’un système de chauffage d’appoint. Elle peut toutefois faire office de climatiseur en été. Son installation n’ouvre cependant pas droit à une aide financière.

La pompe à chaleur air-air se compose d’une unité extérieure qui recueille la chaleur extérieure afin de générer l’évaporation du fluide frigorigène. Celui-ci va se propager dans la pompe pour être recueilli par le condensateur. En condensant, le liquide va générer de la chaleur diffusée dans l’air du logement grâce aux différents émetteurs.

La pompe à chaleur air-eau

Ce système récupère la chaleur dans l’air extérieur afin de chauffer de l’eau qui va alimenter différents émetteurs de chauffage comme les planchers-chauffants, les radiateurs, les ventilo-convecteurs… Elle est rattachée à un système de chauffage central et son raccordement à un système de chauffage d’appoint est recommandé, car la température de l’air est très changeante surtout en hiver. Certains modèles peuvent faire office de climatiseur en été, tandis que d’autres n’ont pas cette faculté. Ce sont toutefois ces derniers qui peuvent faire l’objet d’un crédit d’impôt.

La pompe à chaleur air-eau, après avoir récupéré la chaleur dans l’air extérieur, la met sous pression dans le circuit de chauffage et dans le circuit d’eau chaude. Cela signifie qu’elle va comprimer l’air extérieur pour le relâcher dans le fluide frigorigène afin de générer de la chaleur. Contrairement au système air extérieur-air, le système air-eau permet d’avoir du chauffage et de l’eau chaude sanitaire.

Pompe à chaleur géothermique vs Pompe à chaleur aérothermique

Il faut souligner que, contrairement à la pompe à chaleur géothermique, le modèle aérothermique nécessite moins de travaux. Il ne nécessite pas une grande surface au sol pour la mise en place des capteurs.

Toutefois, comparé au premier, il est moins performant et moins économique même s’il reste un système de chauffage moins coûteux par rapport aux autres types de chauffage. Étant donné les changements de la température de l’air, la température diffusée n’est pas réellement stable, d’où l’intérêt d’avoir un autre système de chauffage d’appoint surtout si vous vivez dans des régions tempérées où les températures peuvent descendre à moins de 3°C.

Enfin, certains modèles aérothermiques sont parfois bruyants donc il convient de bien d’informer sur votre future acquisition et de bien penser à son emplacement.