Energies renouvelables

Pompes à chaleur


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 maintenir la température (source chaude). Une pompe à chaleur est une machine "thermodynamique" et fonctionne de la même manière que votre réfrigérateur domestique ou votre climatiseur, à ceci près que la température régulée est la source chaude (l'air intérieur de votre bâtiment).

Le principe consiste donc à prélever des calories dans l'air extérieur ou dans le sol et à les dissiper à une tempértaure plus élevée dans le volume à chauffer.

Les différentes technologies se distinguent principalement de par le type de source froide décrit ci-après. 

Pompe à chaleur Aérothermique

La source froide est alors l'air extérieur dans 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 souvent 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.

Production d'eau chaude thermodynamique

Un ballon d'eau chaude thermodynamique fonctionne à l'aide d'une pompe à chaleur intégrée en partie haute du ballon. Celle-ci puise les calories nécessaires au chauffage de l'eau dans un flux d'air issu soit de l'extérieur, soit d'un local non chauffé (garage) si son volume est suffisamment important, soit de l'air ambiant si couplé à la ventilation mécanique du logement.
Sa performance permet de diviser par 2 à 3 les consommations d'électricité comparée à celle d'un chauffe-eau électrique et le rend souvent plus intéressant économiquement qu'un chauffe-eau solaire.

Systèmes compacts (Chauffage, Ventilation, ECS)

Les systèmes compacts sont une solution particulièrement adaptée aux constructions passives. Il s'agit d'un système unique combinant à la fois une pompe à chaleur assurant le chauffage et l'eau chaude sanitaire, et une ventilation double flux. Elles utilisent le réseau de ventilation comme réseau de distribution de chaleur, et l'air extrait comme source froide pour le fonctionnement de la pompe à chaleur.
Sa puissance est limitée par le débit de ventilation. C'est pourquoi son application est réservée aux constructions très performantes. C'est aussi la raison pour laquelle ce système est méconnu du grand public bien qu'il soit fabriqué et installé depuis plusieurs années chez bon nombre de nos voisins européens.

Énergie bois

Le bois utilisé comme source d'énergie est un combustible respectueux de l'environnement. En effet, bien qu'il émette du CO2 lors de sa combustion, il n'émet que la quantité de CO2 qu'il a absorbé au cours de sa croissance contrairement aux énergies fossiles qui émettent une grande quantité de CO2 à partir de combustible, solide, liquide ou gazeux, initialement piégés et stockés dans nos sols.
La combustion de bois énergie est d'autant plus intéressante en France que nos forêts sont en croissance perpétuelle et qu'il est nécessaire de les entretenir...
Enfin, disponible sous différentes formes, cette énergie est très compétitive, pour peu qu'elle soit associée à des appareils performants, bien réglés, mis en service et maintenus par des professionnels (poêle, chaudière...).

Capteurs solaires thermique

Les capteurs solaires thermiques permettent de chauffer de l'eau. Généralement employés pour chauffer et couvrir plus ou moins 50% de vos besoins d'eau chaude sanitaire annuel, il est aussi possible de les associer à des émetteurs de chaleur basse température, de type plancher chauffant par exemple. Leur fonctionnement est d'apparence très simple et leur principe consistant à exploiter l'énergie solaire gratuite et infinie est séduisant. Leur installation nécessite toutefois un réel savoir-faire, ainsi qu'un réglage et une mise en service sur mesure pour bénéficier de tout le potentiel de votre installation et ne pas risquer une usure prématurée des différents composants.

Capteurs solaires à air chaud

Ces capteurs parfois nommés capteurs à Air Solaire fonctionnent sur le même principe que les capteurs thermiques à eau, en exploitant le rayonnement direct du soleil. Ils se distinguent toutefois par le fait que :

  • Ils réchauffent un flux d'air traversant le capteur (et non un circuit d'eau),
  • Ils sont employés en priorité pour assurer un complément de chauffage. Certains d'entre eux (par exemple capteurs GRAMMER SOLAR) peuvent également être associés à une production d'eau chaude sanitaire en période estivale.
  • Ils ne permettent pas de stocker l'énergie.

Ils répondent souvent à des besoins spécifiques, et peuvent également être mis en oeuvre dans le cadre de projet de rénovation.

Panneaux solaires Photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques, souvent confondus avec les capteurs solaires thermiques (voir ci-dessus) n'ont pourtant rien à voir, si ce n'est l'énergie utilisée : le soleil.

Ces capteurs - ou modules photovoltaïques permettent de créer une tension et génère un courant, à partir d'un ensemble de cellules photovoltaïques en silicium dès lors qu'elles sont exposées à l'irradiation solaire. Cette énergie électrique crée sous forme d'un courant continu est convertie en courant alternatif par un onduleur en vue d'être directement réutilisée, ou réinjectée sur le réseau public d'électricité. 

L'énergie électrique photovoltaïque peut être revendue au fournisseur d'électricité à un tarif dépendant du type d'installation et de la puissance. Ce tarif est désormais souvent poche du tarif de vente de votre fournisseur d'énergie, justifiant ainsi l'intérêt grandissant pour l'autoconsommation au dépend de la revente intégrale systématiquement observée ces dernières années.