Y a-t-il des contraintes à l’installation de pompes à chaleur ?

Les pompes à chaleur présentent de bonnes performances énergétiques, mais leur mise en œuvre se heurte à plusieurs types de contraintes : techniques (encombrement, bruit), environnementales (risque de pollution des eaux) et surtout économiques (coût de l’électricité nécessaire à leur fonctionnement).

Les pompes à chaleur destinées au chauffage ambiant extraient de la chaleur d’une source à basse température présente dans l’environnement, pour la transférer dans un bâtiment à chauffer [→ Q59]. Pour que cette technologie soit efficace, elle doit obéir à une condition de base, imposée par les lois de la physique : la différence de température entre la source froide (sol, air ambiant, lac, etc.) et le système de chauffage doit être la plus faible possible. Plus cette différence de température s’accroît, plus la pompe à chaleur consomme d’électricité pour fonctionner, ce qui rend son utilisation de moins en moins rentable.

Cette contrainte joue naturellement en défaveur des systèmes utilisant l’air ambiant extérieur comme source de chaleur. En effet, la température extérieure étant nettement plus basse en hiver qu’en été, la performance de ce type de pompes à chaleur baisse fortement en hiver, précisément quand les besoins en chaleur dans les bâtiments sont les plus importants.

En règle générale, il n’est pas économique d’utiliser des pompes à chaleur pour des températures de chauffage supérieures à 65°C pour les bâtiments individuels, ou supérieures à 80°C pour les réseaux de chauffage à distance. La mise en œuvre d’une pompe à chaleur s’avère particulièrement adaptée lorsqu’on l’associe à des systèmes de chauffage au sol à relativement basse température (réseau d’eau à 35°C environ). Toutefois, l’installation d’un chauffage au sol peut s’avérer onéreuse, en particulier dans les bâtiments déjà existants. Cette configuration peut également s’avérer pertinente pour des systèmes de chauffage à air chaud adaptés dont la température de l’air pulsé ne dépasse pas 40°C (les chauffages à air chaud classiques soufflent l’air à des températures bien supérieures).

En ce qui concerne les contraintes d’installation, elles diffèrent selon que la chaleur extraite par la pompe à chaleur provient du sol, de l’air ou de l’eau.

Si la chaleur est extraite du sol, il faut distinguer entre les contraintes liées aux systèmes à faible profondeur et celles liées aux sondes géothermiques. Les systèmes à faible profondeur, qui visent à récupérer la chaleur fournie au sol par le soleil (ou celle stockée par le bâtiment en lui-même [→ Q77]), comportent un collecteur qui consiste en un réseau de serpentins horizontaux enterrés à un mètre sous la surface externe du bâtiment (jardin, place). Une autre approche consiste à utiliser la structure même du bâtiment. Dans ce cas, la contrainte principale réside dans la nécessité d’installer ce système dit de « géostructure énergétique » au moment de la construction des fondations du bâtiment. Quant aux pompes à chaleur à sondes géothermiques, elles comportent deux tubes verticaux descendant à une profondeur de 50 à 200 mètres. Selon la nature du sous-sol, il peut s’avérer trop difficile (et coûteux) de forer à de telles profondeurs.

Pour les pompes à chaleur qui extraient la chaleur d’une source d’eau (nappe phréatique, lac, rivière), il faut tenir compte du risque de pollution en cas de rupture des sondes géothermiques dans lesquelles circule le fluide qui transporte la chaleur (souvent un mélange d’eau et de glycol). Ces installations nécessitent donc une autorisation préalable.

Les pompes à chaleur qui utilisent l’air ambiant extérieur comme source de chaleur sont faciles à installer (notamment à l’extérieur de bâtiments existants) et nettement meilleur marché que les systèmes dans le sol. Elles présentent cependant deux inconvénients : le bruit et l’encombrement. Malgré les progrès techniques considérables réalisés ces dernières années pour les rendre plus silencieux, les ventilateurs génèrent un bruit pouvant déranger le voisinage, surtout la nuit. De plus, en installation intérieure, ces pompes à chaleur nécessitent des tuyaux d’amenée d’air de grand diamètre, ce qui les rend relativement encombrantes.