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Pompe à chaleur

Il est possible d’utiliser la chaleur du sol, de l’eau des nappes (géothermie) et même de l’air extérieur (aérothermie) pour se chauffer.

Qu’est-ce que la géothermie ?

La géothermie (mot issu du grec « gê » = terre et « thermos » = chaud) au sens strict est l’utilisation de l’énergie thermique des couches profondes de l’écorce terrestre. Chaque fois que l’on descend de 100 m sous terre, on gagne 2 à 3°C en moyenne. Cette chaleur se dirige vers la surface et réchauffe les nappes phréatiques souterraines. Si elle trouve une faille, cette eau chaude remonte par des puits artésiens et produit des sources chaudes. Dans le cas contraire, il faut aller la pomper.

Il est fondamental de distinguer les deux grands différents types de « géothermie » :

  • la géothermie profonde, qui utilise véritablement la chaleur du sous-sol. C’est la véritable définition de la « géothermie » :
  • la géothermie de surface, qui utilise la chaleur du soleil stockée dans les premiers mètres du sol . Il s’agit des pompes à chaleur « géothermiques » ou « géothermales ».

Selon le niveau de température on distingue différents types de géothermie auxquels correspondent différents usages :

Type de géothermie Caractéristiques du ’réservoir » de chaleurUtilisations
Géothermie de surface Sol entre 10 et 15 °C (le sol est principalement chauffé par le soleil Chauffage et rafraîchissement de locaux avec pompe à chaleur
Très basse énergie Nappe à moins de 100 m Température < à 30°C Chauffage et rafraîchissement de locaux avec pompe à chaleur
Basse énergie 30°C < Température < 150°C Chauffage urbain, utilisations industrielles, thermalisme, balnéothérapie
Moyenne et Haute énergie 180°C < Température < 350°C Production d’électricité
Géothermie profonde Roches chaudes sèches à plus de 3 000 m de profondeur Au stade de la recherche, pour l’électricité ou le chauffage

La pompe à chaleur

Le principe d’une pompe à chaleur est celui d’un ’réfrigérateur inversé’. Cet appareil permet de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer). Il est constitué d’un circuit fermé et étanche dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse. Ces organes sont au nombre de quatre : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur.Schématiquement, la pompe à chaleur prélève un peu de chaleur (des « calories ») à l’extérieur (l’air extérieur, le sous-sol du jardin, une source, ...) qu’elle restitue dans l’habitation. Il existe différents type de PAC selon le milieu d’origine de l’énergie captée. On parle selon les cas de modèles air/air, air/eau, sol/sol, sol/eau ou eau/eau. Le premier terme désigne l’origine du prélèvement et le second, le mode de diffusion de la chaleur (soufflerie, circuit d’eau chaude, plancher chauffant avec fluide frigorigène). Les pompes à chaleur sol/... ou eau/... sont dites ’géothermiques’. Elles prennent l’énergie dans le sol ou les nappes souterraines.

Schema de fonctionnement d’une pompe à chaleur
Schema de fonctionnement d’une pompe à chaleur
source : Info->Énergie Rhône-Alpes

Le coefficient de performance ou COP constitue une caractéristique technique fondamentale de la pompe à chaleur. Cet élément permet d’évaluer l’efficacité de l’appareil.

Particulièrement efficace dans une maison bien isolée avec un plancher chauffant, la PAC est donc destinée prioritairement aux maisons neuves. Concernant leur utilisation en rénovation, une attention particulière doit être porté sur l’isolation et l’adaptation des émetteurs de chaleur.

Dans un objectif d’économie et de préservation de l’environnement, il est souhaitable de comparer ces solutions avec le recours aux énergies renouvelables