Les pompes chaleur comme moyen de chauffage, voire de rafraîchissement

Une pompe à chaleur est un équipement consistant à extraire de la chaleur dans un milieu relativement froid (source froide) et à la transférer vers un milieu plus chaud dont on veut justement maintenir une température suffisamment élevée (source chaude). Une pompe à chaleur est une machine "thermodynamique" et fonctionne de la même manière que votre réfrigérateur domestique ou votre climatiseur, si ce n'est qu'au lieu de maintenir une source froide à une température suffisamment froide (par exemple l'intérieur de votre frigo), on maintient une source chaude (votre logement) à une température de confort suffisamment élevée (20°C), en puisant les calories dans l'air extérieur ou dans le sol.

Les différentes technologies se distinguent principalement de par le type de source froide :

Pompe à chaleur aérothermique

La source froide est alors l'air extérieur ans lequel on puise les calories. Même lorsque l'air est à -10°C, la pompe à chaleur parvient à y puiser des calories et à les restituer dans le logement à une température plus élevée, directement dans l'air ambiant ou via un circuit d'eau (par exemple un plancher chauffant).

Pompe à chaleur géothermique

La pompe à chaleur géothermique puise les calories dans le sol. Contrairement aux idées reçues, ce type de pompe à chaleur puise d'avantage l'énergie solaire captée par le sol que l'énergie géothermique au sens propre provenant de la chaleur terrestre.

Nous distinguons ici plusieurs types de capteurs pour puiser les calories dans le sol :

Les capteurs plans :
Ce capteur est composé d'un tube cheminant dans la terre au minimum à 80 cm de profondeur, sur une surface suffisamment importante pour puiser assez de calories sans épuiser la terre d'une année sur l'autre.

Les corbeilles ou capteurs spirales :
Ces capteurs sont constitués d'un tube en spirale enterré entre 1,70 m et 4 m de profondeur. La puissance extractible de chaque corbeille dépend de la nature du sol. Plusieurs corbeilles peuvent être installées jusqu'à couvrir la totalité des besoins en puissance du bâtiment à chauffer. Elles constituent un bon compromis en termes de coût et d'encombrement lorsque la surface de terrain est limitée.

Les sondes géothermiques :
Les sondes géothermiques sont constituées d'un tube en U inséré à l'intérieur d'un forage dont la profondeur peut atteindre une centaine de mètre. Grâce à la température plus élevée du sous-sol en profondeur, la performance est accrue. De plus la surface de terrain requise est très restreinte. Autant d'avantages qui rendent cette solution technique très intéressante bien que plus onéreuse.

Les puisages en eau de nappe ou sur puits :
Le puisage de calorie dans l'eau de nappe ou dans un puits est également une bonne alternative lorsque la surface de terrain disponible est limitée, à condition que le niveau d'eau dans la nappe ou dans le puits soit suffisamment élevé sans quoi la consommation de la pompe de relevage pourrait affecter significativement la performance globale du système. De plus il est souvent nécessaire de réaliser un forage spécifique pour le rejet de l'eau puisée dans la nappe de façon à ne pas gaspiller et épuiser la nappe.