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Pompes à chaleur : 5 choses à savoir

Comment fonctionnent les pompes à chaleur et quel est leur prix ? Un aperçu du nouveau système énergétique préféré des Européens.
Comment fonctionnent les pompes à chaleur et quel est leur prix ? Un aperçu du nouveau système énergétique préféré des Européens. Tous droits réservés Canva
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Par Euronews Green
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Cet article a été initialement publié en anglais

Les pompes à chaleur ont été présentées comme une solution majeure en matière d'énergie propre, mais leur coût reste trop élevé disent ses critiques. Voici ce qu'il faut savoir.

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Vous avez probablement déjà entendu parler des pompes à chaleur - des appareils qui prélèvent de l'énergie dans l'air, le sol et l'eau et la transforment en chaleur ou en air frais. Mais comment, quand et où fonctionnent-elles exactement ?

Face à l'urgence de la transition énergétique, il est compréhensible que les discussions sur les meilleures solutions renouvelables soient plutôt animées. Et il y a fort à parier qu'avant même de connaître les principes de base de la pompe à chaleur, on vous en ait  déjà parlé soit en bien soit en mal. 

De plus en plus de personnes installent cette technologie. L'année dernière, les pompes à chaleur ont permis à l'Europe d'économiser 8 millions de tonnes d'émissions de CO2, 3 millions d'unités ayant remplacé environ 4 milliards de mètres cubes de gaz fossile.

Si vous envisagez de devenir propriétaire d'une pompe à chaleur, voici quelques informations à connaître.

Comment fonctionnent les pompes à chaleur ?

Les pompes à chaleur Air, eau et sol utilisent l'énergie de ces sources pour la transformer en chaleur ou en air froid. Elles le font dans le cadre du "cycle du réfrigérant", avec ses quatre phases d'évaporation, de compression, de condensation et d'expansion, explique l'Association européenne des pompes à chaleur (EPHA).

Le fonctionnement est le suivant : la chaleur collectée est utilisée pour transformer le fluide frigorigène dans l'échangeur de chaleur de la pompe en gaz, qui est ensuite concentré à une pression élevée dans le compresseur, entraînant une augmentation de la température. Une énergie supplémentaire est nécessaire pour faire fonctionner cette partie de la machine - idéalement à partir d'électricité verte, ce qui rendrait l'ensemble du processus neutre en carbone.

La vapeur chaude et hautement pressurisée passe ensuite dans le deuxième échangeur de chaleur, appelé condenseur. C'est là que le réfrigérant libère de la chaleur dans le système de chauffage de la maison, qu'il s'agisse d'un système à eau comme les radiateurs ou le chauffage par le sol, ou d'une unité de conditionnement d'air.

En libérant sa chaleur, le réfrigérant retourne à l'état liquide, puis passe par un dispositif de réduction de la pression (le détendeur), avant de recommencer le cycle.

Les pompes à chaleur peuvent être utilisées dans les habitations, les bureaux et les installations industrielles. Elles ont l'avantage d'être très efficaces. Pour chaque unité d'énergie entrante, vous obtenez environ trois unités de chaleur sortante.

Les pompes à chaleur fonctionnent-elles dans les climats froids?

C'est l'un des principaux mythes concernant les pompes à chaleur. En réalité, les quatre pays qui comptent le plus grand nombre de pompes à chaleur - la Norvège (60 % des ménages), la Suède (43 %), la Finlande (41 %) et l'Estonie (34 %) - connaissent des hivers parmi les plus froids d'Europe.

Une étude récente a montré que les pompes à chaleur peuvent être installées avec succès dans les pays où les températures hivernales descendent rarement en dessous de -10°C, ce qui couvre la majeure partie du continent. Même à une température proche de -30 °C, elles peuvent être plus efficaces que le chauffage électrique.

En effet, à des températures inférieures à zéro qui nous font frissonner, l'air extérieur et l'eau contiennent encore des quantités utiles d'énergie. La mesure clé ici est le "coefficient de performance" (ou COP), c'est-à-dire la chaleur qui peut être produite pour chaque unité d'énergie entrante.

Dans la plupart des foyers, les pompes à chaleur ont un COP de trois à quatre sur une moyenne annuelle. Leur efficacité diminue avec le froid, mais des études montrent que les pompes à chaleur peuvent se maintenir remarquablement bien, même en cas de vague de froid.

En Finlande, par exemple, des tests en laboratoire sur certaines pompes à chaleur leaders du marché ont montré que deux modèles ont un COP supérieur à deux à -20°C. Et à -30°C, le COP reste supérieur à deux. Et à -30°C, les COP sont toujours supérieurs à un, ce qui permet de continuer à fournir de la chaleur.

Selon une autre étude, les pompes à chaleur géothermiques pourraient être plus efficaces dans ces climats, car les températures du sol ne varient pas autant d'une saison à l'autre (et l'équipement n'a pas besoin d'utiliser de l'énergie pour se dégivrer).

En Finlande, un projet primé par l'EPHA associe l'énergie géothermique à la technologie des pompes à chaleur pour créer un système mobile qui alimente les chantiers de construction. L'opération "Geolo" à Vantaa est efficace jusqu'à -30°C et a été utilisée pour aider à la construction d'un lycée et de logements.

Peut-on installer des pompes à chaleur dans des bâtiments anciens ou existants ?

Environ 20 millions de pompes à chaleur sont installées en Europe, ce qui permet d'éviter la production de 54 mégatonnes de CO2, soit à peu près les émissions annuelles de la Grèce.

De nombreuses personnes sont tentées d'installer des pompes à chaleur, mais se demandent si ces appareils sont adaptés à leur logement.

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L'une des craintes est qu'elles ne fonctionnent pas dans les bâtiments anciens. Mais l'EPHA affirme que les pompes à chaleur conviennent à tout type de bâtiment, à condition que le système de chauffage ou de refroidissement existant soit compatible.

Un projet financé par le gouvernement britannique a montré qu'elles pouvaient être installées dans des maisons de tous styles et de toutes époques, des maisons victoriennes à mi-terrasse aux immeubles d'appartements des années 1960, en passant par les semi-structures d'avant la Seconde Guerre mondiale.

"Les pompes à chaleur alimentées par des énergies propres et renouvelables seront essentielles pour chauffer les maisons britanniques dans un avenir sans émissions nettes", affirme Lord Callanan, ministre de l'énergie et de la croissance propre.

"Cet essai démontre que les systèmes de chauffage à faible émission de carbone constituent une alternative efficace pour les habitations de tous types et de tous âges. Au fur et à mesure que la technologie s'améliore et que les coûts chutent au cours de la prochaine décennie, ils deviendront le choix évident et abordable pour les consommateurs", ajoute Lord Callanan. 

L'abbaye de Bath, en Angleterre, montre que même les plus grands bâtiments anciens peuvent accueillir une pompe à chaleur. Mais la principale pierre d'achoppement pour les Britanniques n'est généralement pas le permis de construire, mais le coût.

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Selon Energy Systems Catapult, la plupart des pompes à chaleur installées au Royaume-Uni l'ont été dans de grandes maisons non raccordées au réseau de gaz, par des utilisateurs informés et à l'aise financièrement, des promoteurs immobiliers ou des bailleurs sociaux.

Les pompes à chaleur coûtent-elles plus cher que les chaudières à gaz ?

Il ne fait aucun doute que le coût des pompes à chaleur est actuellement prohibitif pour de nombreuses personnes.

L'achat et l'installation d'une pompe à chaleur à air coûtent environ 11 500 euros. Les coûts initiaux moyens sont deux à quatre fois plus élevés que ceux des chaudières à gaz.

Le prix de l'électricité est également plus élevé que celui du gaz - environ trois fois l'unité au Royaume-Uni. Malheureusement, cela peut réduire les économies réalisées grâce à la pompe à chaleur, mais cela dépend des prix de l'énergie dans votre pays, comme l'illustre ce calculateur pratique de l'Agence internationale de l'énergie (AIE).

L'AIE affirme que les pompes à chaleur peuvent permettre aux consommateurs d'économiser de l'argent à long terme, tout en les protégeant des chocs de prix. Selon un rapport publié en 2022, les économies réalisées par les ménages s'élèvent à environ 840 euros en Europe.

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"Avec un soutien approprié aux ménages les plus pauvres pour gérer les coûts initiaux, les pompes à chaleur peuvent contribuer de manière significative à la lutte contre la pauvreté énergétique", ajoute le rapport.

Bien entendu, cela dépend des décisions politiques nationales, et il existe toute une série d'offres de subventions à travers l'Europe.

Les pompes à chaleur ne fonctionnent-elles que dans les maisons bien isolées ?

L'utilisation d'une pompe à chaleur entraîne d'autres coûts. Comme l'eau chaude qu'elles produisent est fabriquée à des températures plus basses que les chaudières à gaz, des radiateurs plus grands sont un plus.

Le double vitrage et d'autres dispositifs d'amélioration de l'isolation aideront également votre maison à conserver une plus grande partie de la chaleur, ce qui a un coût.

Mais, selon un expert, "il n'est pas nécessaire de rénover en profondeur les maisons pour pouvoir y installer une pompe à chaleur".

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Marek Miara, qui écrit pour le blog scientifique de l'Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (ISE), ajoute que plus les pertes de chaleur sont faibles, plus une pompe à chaleur peut fonctionner efficacement. Les mesures de rénovation visant à réduire la demande en énergie de chauffage sont donc judicieuses, comme pour tout autre système de chauffage.

Les pompes à chaleur sont-elles bruyantes ?

Les pompes à chaleur géothermiques ne sont pas très bruyantes.

Les pompes à chaleur aérothermiques sont généralement composées d'une unité extérieure et d'une unité intérieure. Cette dernière a généralement un niveau sonore compris entre 18 et 30 décibels, soit à peu près le volume d'un chuchotement, selon l'EHPA.

La plupart des unités extérieures ont un niveau sonore d'environ 60 décibels, ce qui correspond à une conversation normale ou à une pluie modérée.

"N'oubliez pas non plus qu'en été, lorsque vous êtes dans le jardin, les pompes à chaleur ne fonctionnent généralement pas car il n'y a pas besoin de chauffage", explique Jan Rosenow. Le directeur du Regulatory Assistance Project (RAP), une ONG spécialisée dans les énergies propres basée au Royaume-Uni, a compilé un fil de discussion utile sur les faux mythes concernant les pompes à chaleur sur X (ex-Twitter). Vous pourrez y trouver des informations vérifiées pour vous aider dans vos choix énergétiques.

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