Fonctionnement d’une pompe à chaleur

Le schéma suivant illustre la structure et le mode de fonctionnement d’une pompe à chaleur, étape après étape:

1. Source de chaleur
2. Pompe à chaleur
    a) Évaporateur
    b) Compresseur
    c) Condensateur
    d) Détendeur thermostatique
3. Distribution de chaleur

Selon le type de milieu dont l’énergie est extraite (terre, eau ou air), il en résulte différents types de pompes à chaleur:

1. Pompe à chaleur eau glycolée-eau (sonde géothermique)
2. Pompe à chaleur eau-eau
3. Pompe à chaleur air-eau

Le mode de fonctionnement des trois types de pompe à chaleur est expliqué ci-après:

Pompe à chaleur eau glycolée-eau (sonde géothermique)

Pompes à chaleur eau glycolée-eau – connues également sous le nom de « sondes géothermiques » dans le langage courant – chauffer avec la chaleur géothermique. Il existe différentes possibilités d’exploiter la chaleur terrestre. Outre les sondes géothermiques, il est également possible d’installer des pieux géothermiques ou des réseaux de tubes, la sonde géothermique étant de loin la technique la plus souvent utilisée.

Principe de fonctionnement de la sonde géothermique

En raison de la température relativement constante du sol, les sondes géothermiques offrent un haut rendement, mais sont liées à des frais d’investissement plus élevés. Une autorisation de la commune est requise pour une telle installation. Tout sol ne se prête pas au forage de sondes géothermiques et il convient, en particulier dans les zones présentant une nappe phréatique, d’en contrôler l’aptitude au cas par cas. Une telle installation requiert l’autorisation de la commune.

Pompe à chaleur eau-eau (eaux souterraines)

Deux sources d’énergie différentes peuvent alimenter les pompes à chaleur eau-eau:

• la nappe phréatique (cas le plus courant)
• les eaux de surface (lacs, fleuves, ruisseaux)

Principe de fonctionnement de la pompe à chaleur eau-eau

Dans le cas de l’exploitation de la nappe phréatique, l’eau souterraine est acheminée par des puits d’aspiration et de rejet et traverse un échangeur de chaleur (qui extrait la chaleur). La nappe phréatique conserve toute l’année, une température presque constante, garantissant un rendement très élevé de la pompe à chaleur. Si l’eau souterraine est de bonne qualité, des puits existants peuvent être utilisés. Le niveau et la profondeur de la nappe phréatique sont des facteurs décisifs. Comme pour la sonde géothermique, cette solution requiert également une autorisation de la commune.

Pompe à chaleur air-eau

Une pompe à chaleur air-eau exploite l’énergie contenue dans l’air ambiant pour chauffer la maison. L’air est chauffé en permanence sous l’effet du rayonnement solaire. La pompe à chaleur absorbe cette énergie à basse température, pour l’amener à un niveau plus élevé. L’installation de la pompe à chaleur air-eau est relativement simple et par ailleurs très abordable.

Choix d’implantation de la pompe à chaleur air-eau: à l’intérieur ou à l’extérieur?

Les pompes à chaleur air-eau peuvent être installées à l’intérieur comme à l’extérieur. La rentabilité est similaire dans les deux cas.

• En cas d’installation à l’intérieur, la pompe à chaleur air-eau est aménagée au sous-sol. L’ensemble du circuit est intégré dans le bâtiment, seuls l’entrée et la sortie de l’air requièrent un passage vers l’extérieur.
• L’installation à l’extérieur est la plus courante. Cette solution, qui fait appel à des pompes à chaleur compactes, génère la chaleur dans l’appareil extérieur, avant de la transférer dans l’accumulateur de la chaufferie.
• Dans le cas des pompes à chaleur de type split, le circuit est divisé en deux unités, l’évaporateur étant installé à l’extérieur et le condenseur à l’intérieur du bâtiment.

Une pompe à chaleur air-eau est simple à installer et relativement bon marché. Pour cette raison, il s’agit du type de pompe à chaleur le plus répandu en Suisse.

En 2016, 67 % des pompes à chaleur vendues en Suisse étaient des pompes air-eau.

Les sondes géothermiques (pompes à chaleur eau glycolée-eau) offrent une efficacité énergétique très élevée, mais engendrent des coûts d’installation supérieurs à ceux des pompes à chaleur air-eau.

La pompe à chaleur eau-eau (qui puise dans la nappe phréatique) est certes très efficace, mais en raison des mesures de protection des nappes phréatiques, les autorisations d’installation ne sont accordées qu’au « compte-goutte ».

Un projet de référence concret permettra d'identifier le type de pome à chaleur optimal pour votre maison.