Aérothermie Géothermie ou Aquathermie ?
Figures explicatives
Dans les 3 cas
de figures ci-dessous, le principe de la conservation de l'énergie permet de
comprendre que le système formé par la pompe à chaleur et son dispositif
externe envoi du froid vers l'air environnant ou vers le sous-sol. Ce transfert
thermique revient à envoyer de la chaleur vers l'habitation. Les performances du
dispositif appelé aussi COP est meilleur lorsque la température de
la source dite froide (L'air, le sol ou l'eau contenu
dans celui-ci) est proche de celle de la source dite chaude (la
température à l'intérieur de l'habitation)
Aérothermie
Technique de l'air (COP de
2,5*)
Le rendement des pompes à chaleur
aérothermiques (dite aussi à air) s’améliorent lorsque la température
extérieure est plus clémente. (voir ci-dessous). On
peut améliorer le COP de la pompe à chaleur en faisant circuler préalablement
l'air externe dans le sol pour le réchauffer.
On se demande d'ailleurs pourquoi les
techniques telles que le puits canadien ou provençal ne sont pas associées plus
souvent aux PAC à air. Ne pourrait-on pas utiliser l'air chaud et pollué du
métro parisien afin d'améliorer de façon significative le COP de la pompe
à chaleur tout en régénérant l'air bien polluée qui s'y trouve.
Géothermie
Technique utilisant le sol (COP de 3,5 à 4)
Dans les villes ou le terrain est rare et le bâtiment situé à proximité de l’exhaure et du rejet on peut envisager la solution géothermie superficielle avec forage vertical plutôt que horizontal. Cette solution présente l'avantage d'éviter tout risque de tassement éventuel du sous-sol avec modification de l’assise profonde des édifices pouvant en résulter. Alors que la grande conductibilité des métaux est un handicap important pour le transport de l'énergie thermique, elle devient au contraire un avantage important pour augmenter le flux thermique venant du sous-sol et diminuer ainsi le nombre de puits de forage et les frais correspondants. Voir par exemple la capacité très importante du cuivre à transmettre la chaleur. Pour éviter le gel, du glycol est ajouté à l'eau dans le cas de la géothermie à l'horizontal. La température de la source froide étant plus élevée dans le cas du forage vertical le risque de gel est plus faible et le rendement amélioré par rapport à la disposition horizontale
*Valeur du COP indiquée pour une température
extérieure voisine de - 10°C. (voir complément ou
figure en bas de cette page)
Aquathermie
Technique utilisant l'eau (PAC sur nappe) (COP de 5 à 6)
Le mode de
chauffage par pompe à chaleur sur nappe libre, du fait de la grande chaleur
spécifique de l'eau et de sa température de l'ordre de 12°C est le mode de
chauffage idéal pour réduire les frais d'exploitation. Dans ce cas, l'eau de la
nappe phréatique ou de la rivière est pompée directement et renvoyée vers la
pompe à chaleur avant d'être rejetée dans la nappe ou la rivière. Les
habitations situées en bordure de la mer dans les marinas ou proches d'un lac
peuvent tirer profit de la présence de l'eau à proximité. On peut aussi
tirer avantage de la proximité de son habitation par rapport à la rivière
dans les zones de plaines en utilisant ce type de PAC .
Particulièrement en ville, lorsque le pompage et le rejet est proche de
l'habitation, une étude de faisabilité par un spécialiste en hydrogéologie peut
être souhaitable pour rassurer le maître d’œuvre sur le risque éventuel de
réduction de la capacité portante du sol à l’aplomb de l'habitation. Très
intéressante du fait de son bon rendement, cette solution doit donc faire
l'objet d'une étude de mécanique des sols tenant compte du rabattement à proximité
de l’exhaure ou inversement de la surélévation de celle-ci à l’emplacement du
rejet
