Pompe à chaleur

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Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur sont des systèmes de chauffage particulièrement efficaces dans les bâtiments bien isolés, donc en principe pour les nouveaux bâtiments de classes d’isolation thermique A et B. Mais elles peuvent également être une alternative dans une maison existante, si le système de chauffage est favorable à sa mise en œuvre.

Une pompe à chaleur permet d’utiliser l’énergie solaire emmagasinée dans le sol ou dans l’air ambiant pour le chauffage et pour la production d’eau chaude sanitaire, ceci à l’aide d’énergie électrique. Elle peut fournir la totalité de la chaleur nécessaire à un bâtiment, indépendamment du cycle jour/nuit et de la saison. Les pompes à chaleur reposent sur une technologie à maturité, se caractérisent par une exploitation faible en maintenance et constituent une alternative valable et peu encombrante.

Une pompe à chaleur est un agrégat alimenté en électricité qui utilise de la chaleur à basse température (captée dans le sous-sol ou dans l’air ambiant) et qui élève ce niveau de température à un niveau plus élevé (pour servir à des fins de chauffage). La qualité d’une pompe à chaleur est définie par son coefficient de performance (COP). Ce coefficient indique combien d’unités de chaleur sont produites par unité d’électricité consommée par la pompe à chaleur. Des pompes à chaleur performantes atteignent des valeurs au-dessus de 4.  

Plus la différence entre le niveau bas et le niveau élevé de la température est faible, plus le COP de la pompe est élevé et plus le fonctionnement de la pompe est économique. Une pompe à chaleur fonctionne ainsi le mieux à des températures du circuit de distribution de chaleur relativement basses (idéalement avec une température de départ inférieure à 35°C).

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Pompe à chaleur géothermique

Il existe 3 types de pompes à chaleur (PAC) utilisant la chaleur du sol :

  • PAC à collecteurs géothermiques horizontaux
  • PAC à sondes verticales
  • PAC à corbeilles ou à sondes hélicoïdales

1. Collecteurs géothermiques 

PAC Collecteurs géothermiques

Les collecteurs géothermiques sont enterrés horizontalement à une profondeur d’au moins 1,5 m. Ils nécessitent une surface égale à 1,5 à 2,5 fois la surface habitable à chauffer, dépendant de la qualité d’isolation du bâtiment.

Les coefficients de performance de pompes à chaleur avec collecteur horizontal atteignent usuellement des valeurs supérieures à 4,3 ( B0/W35–).

FACT SHEET : 

Adéquation du système pour une maison avec la classe d’isolation thermique
A Oui
C Moyen
I Non
Confort d’utilisation : approvisionnement, remplissage, nettoyage… +++
Entretien annuel et régulier +
Emissions de CO2* ++
Espace requis & stockage** 0

* Dépend du COP

** La pompe à chaleur en elle-même est peu encombrante, mais il faut prévoir une grande surface à l’extérieur pour le collecteur 

2. Sondes géothermiques

Les sondes géothermiques sont le plus souvent des tuyaux en U, placés dans des forages verticaux de 50-100 m. La profondeur et le nombre de forages dépendent de la puissance de chauffage du bâtiment et des caractéristiques du sol

Les forages géothermiques ne sont, pour des raisons de protection des eaux souterraines, autorisées que dans des endroits spécifiques. Un aperçu des sites autorisables est disponible ici (cochez "restrictions pompes à chaleur" dans le menu eau souterraine).

restriction pompes à chaleur au Luxembourg

Les formulaires sont disponibles sur eau.public.lu.

Par ailleurs, les forages pour sondes géothermiques pour les installations > 30kW sont soumis à une autorisation dans le cadre de la loi modifiée du 10 juin 1999 relative aux établissements classés (commodo).

Les coefficients de performance de pompes à chaleur avec sondes verticales atteignent usuellement des valeurs > 4,3 (B0/W35).

FACT SHEET 

Adéquation du système pour une maison avec la classe d’isolation thermique
A Oui
C Moyen
I Non
Confort d’utilisation : approvisionnement, remplissage, nettoyage… +++
Entretien annuel et régulier +
Emissions de CO2* ++
Espace requis & stockage ++

* Dépend du COP 

3. Corbeilles ou sondes hélicoïdales 

Les corbeilles géothermiques ou sondes hélicoïdales sont des tuyaux enroulés sous forme d’un cône ou d’un cylindre d’un diamètre de 2 à 10 m. Elles sont majoritairement placés verticalement, dans le sol à environ 2 m de profondeur et espacés d’au moins 2 m l’une de l’autre. Ce système présente l’avantage de prendre moins de surface au sol que les collecteurs géothermiques et de ne pas nécessiter de forage profond comme les sondes géothermiques.

Renseignez-vous auprès de l’administration de la gestion de l’eau sur une éventuelle obligation de demande d’autorisation !

Les coefficients de performance de pompes à chaleur avec sondes hélicoïdales atteignent usuellement des valeurs > 4,3 (B0/W35).

FACT SHEET 

Adéquation du système pour une maison avec la classe d’isolation thermique
A Oui
C Moyen
I Non
Confort d’utilisation : approvisionnement, remplissage, nettoyage… +++
Entretien annuel et régulier +
Emissions de CO2* ++
Espace requis & stockage +

* Dépend du COP 

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Pompe à chaleur Air / Eau

PAC Chaleur air

Une pompe à chaleur air/eau capte l’énergie de l’air ambiant. Inconvénient: lorsque la température extérieure diminue, donc l’énergie à capter, le besoin en chaleur du bâtiment augmente. Les coefficients de performance atteints sont ainsi inférieurs à ceux des pompes à chaleur géothermiques, ce qui se traduit d’une part par une augmentation de la consommation d’électricité, donc des coûts d’exploitation, d’autre part par une dégradation du bilan des émissions. Le volume sonore de la pompe à chaleur air/eau est un facteur à prendre en considération au moment de la planification.

Les coefficients de performance de pompes à chaleur air/eau atteignent usuellement des valeurs > 3,1 (A2/W35) 

FACT SHEET  

Adéquation du système pour une maison avec la classe d’isolation thermique
A Oui
C Non
I Non
Confort d’utilisation : approvisionnement, remplissage, nettoyage… +++
Entretien annuel et régulier +
Emissions de CO2* +
Espace requis & stockage ++

* Dépend du COP

Le saviez-vous ?

  • Il est important de bien dimensionner l’installation, afin de réduire le nombre de démarrages de la pompe à chaleur.
  • La température du circuit de chauffe doit idéalement être < 35°C ; la maison doit donc être bien isolée et disposer d’un système de chauffage approprié (chauffage au sol ou chauffage mural).
  • Il est conseillé d’utiliser la pompe à chaleur également pour la production de l’eau chaude sanitaire.
  • L’installation d’un compteur électrique est obligatoire pour pouvoir accéder aux subventions étatiques.
  • Les pompes à chaleur géothermiques permettent un refroidissement passif. Grâce à l’installation d’un module supplémentaire, les pompes de circulation peuvent tourner sans que le compresseur de la pompe à chaleur ne soit activé.
  • Afin de garantir le bon fonctionnement de la pompe à chaleur, il faut prévoir un entretien régulier.
  • La pompe à chaleur avec accumulateur de chaleur latente de glace couplée à des panneaux solaires hybrides (utilisation du rayonnement solaire et de l’air extérieur) est une alternative aux pompes à chaleur classiques.

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