Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?

Une pompe à chaleur est un dispositif permettant de transférer de l'énergie (chaleur) d'un milieu à basse température vers un milieu à plus haute température. Ce transfert nécessite un apport d'énergie, généralement électrique. L'intérêt du système réside dans le fait que l'énergie finale disponible pour les besoins de chauffage est supérieure à l'énergie nécessaire pour faire fonctionner le dispositif.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Le dispositif le plus courant de pompe à chaleur est le réfrigérateur car il prélève des calories (chaleur) à l'intérieur de son enceinte pour les transférer vers l'extérieur. Ce transfert se fait grâce au compresseur qui est alimenté par de l'électricité.
Une pompe à chaleur utilisée pour le chauffage d'un logement, prélève des calories dans le milieu naturel (sous-sol, eau souterraine, etc.) pour les transférer dans le système de chauffage de l'habitation (plancher chauffant, radiateurs).
Cette opération nécessite un peu d’énergie électrique et l’utilisation d’un fluide frigorigène dont le changement d’état (vapeur ou liquide) permet de transférer les calories (chaleur) captées dans le milieu extérieur vers le logement. Par exemple, une pompe à chaleur couvre 100% des besoins de chauffage d’un logement en consommant seulement 30% d’énergie électrique, les 70% restants étant puisés dans l’environnement tout en le préservant.

Quels sont les composants d'un chauffage géothermique par pompe à chaleur ?

On peut distinguer trois parties principales :
- la pompe à chaleur elle-même,
- le circuit contenant le fluide de transfert et d'échange de chaleur (fluide circulant dans une sonde géothermale verticale, un échangeur enterré…),
- le système de chauffage propre à l'habitation (plancher chauffant, radiateurs…).

Qu’est-ce que le COP d’une pompe à chaleur ?

Le COEFFICIENT DE PERFORMANCE (COP) correspond à la puissance thermique fournie, divisée par la puissance absorbée par le dispositif.

Sur une installation, on peut définir plusieurs types de COP :

• Le COP de la pompe à chaleur

  C'est la quantité de chaleur fournie par la PAC divisée par la quantité d'énergie électrique consommée. Cette valeur est définie dans des conditions de référence de la machine (température du milieu extérieur et température fournie au système de chauffage par exemple).

• Le COP de l'installation

  C'est la chaleur fournie par la PAC divisée par la quantité d'énergie électrique consommée par l'ensemble du dispositif (incluant généralement les pompes de circulation de l'eau dans le système de distribution de chauffage - idem dans le cas d'une chaudière - et de circulation du fluide dans le système d'échange extérieur), dans les conditions nominales de fonctionnement.

• Le COP annuel de l'installation

  C'est le bilan global de l'énergie thermique fournie divisé par l'énergie consommée, calculé sur une année complète de fonctionnement.
  Par exemple, une pompe à chaleur consomme 1 kWh d’électricité pour fournir 4 kWh de chaleur : on dira qu’elle possède un COP de 4.

Le chauffage géothermique peut-il être installé sur n’importe quel terrain ?

Un sol d’une épaisseur suffisante pour l’enterrer (80 cm environ) peut convenir pour l'installation d'un dispositif de prélèvement de calories enterré horizontalement.
Il faut cependant disposer d'une surface plane disponible suffisante et veiller lors des travaux à ne pas endommager les différentes canalisations desservant l'habitation.
Si le sol n’est pas assez profond, la surface trop pentue, ou le terrain trop étroit, il faudra implanter un échangeur vertical dans un forage adapté.
Dans le cas d'échangeurs horizontaux à faible profondeur (dispositif enterré à moins d'un mètre de profondeur), la surface disponible de terrain doit être au minimum de l'ordre de 1,5 fois la surface habitable à chauffer (pour les maisons récentes) et peut aller jusqu'à 3 fois (pour les maisons anciennes et mal isolées). Après installation du dispositif, cette surface peut être cultivée (gazon, fleurs..), mais il faut éviter de planter des arbres.
Dans le cas d'échangeurs verticaux (appelés sondes géothermiques), l'emprise au sol est minimale (de l'ordre du m²), mais la réalisation du forage pour l'installation de la sonde nécessite l'accès temporaire par un engin de forage. Ces sondes ont une profondeur de plusieurs dizaines à près d’une centaine de mètres

Quel type d’entretien faut-il prévoir et à quelle périodicité ?

Comme pour toute installation de chauffage, il est recommandé de souscrire un contrat d'entretien, qui comportera notamment une vérification périodique (en général annuelle) des performances de l'ensemble de l'installation, incluant les éléments auxiliaires de la pompe à chaleur.

Quelles sont les contraintes techniques de l’installation d’une pompe à chaleur ?

Comme toute installation thermique, la pompe à chaleur devra être choisie, dimensionnée et installée par un professionnel.
Le dispositif de prélèvement des calories dans le milieu naturel (échangeur horizontal enterré, sonde verticale ou autre), les besoins thermiques du logement et les conditions d'utilisation (chauffage et rafraîchissement alternés par exemple) auront une incidence sur le choix de la PAC.

Qu'est-ce qu'une sonde géothermique ?

Une sonde géothermique (appelée aussi capteur géothermique vertical) est un échangeur de chaleur installé verticalement dans un forage de quelques dizaines à près d’une centaine de mètres de profondeur.
Un fluide pompé en circuit fermé permet d'extraire par l'intermédiaire de la pompe à chaleur l'énergie du sous-sol pour la transférer au circuit de chauffage.
Lorsque la pompe à chaleur assure également le rafraîchissement d'été (pompe à chaleur réversible), les calories excédentaires peuvent être transférées dans le sous-sol via la sonde géothermale.

A quel organisme dois-je m’adresser pour l’installation d’une sonde géothermique ?

L’AFPAC, Association Française pour les Pompes à Chaleur, regroupe un nombre important de fabricants et d’installateurs de pompes à chaleur (http://www.afpac.org/).
L'ADEME, le BRGM et EDF ont engagé une démarche de qualité auprès des entreprises de forage pour l'installation des sondes géothermiques.
La liste des entreprises de forage adhérant à cette démarche qualité sur l'ensemble du territoire français peut être consultée sur ce site, ou sur le site Promotelec (http://www.promotelec.com/, puis ouvrir la rubrique "Matériels homologués", puis "Produits répondant aux exigences du Label Promotelec habitat neuf").