Quand les PAC font des progrès

En France, la demande de chauffage par pompes à chaleur (PAC) connaît depuis deux ans une augmentation de 20 à 30%. Avec 152500 appareils vendus en 2008, soit plus du double de l’année précédente, la dynamique se poursuit, bien qu’enregistrant une inflexion de sa progression. L’année 2009 a démarré en marquant le coup du changement de taux du crédit d’impôt, mais cette croissance ralentie du marché des PAC maintient tout de même clairement la position de la France en tête en Europe, derrière la Suède.Côté technologie, les innovations se multiplient, améliorant l’efficacité des PAC. Les appareils sont de plus en plus performants, avec des COP parfois proches de 5, pour des applications dans le neuf comme dans la rénovation, et qui s’adaptent à tous les climats, même les plus rigoureux. Côté esthétique et intégration, les progrès sont également notables grâce à des systèmes plus compacts, qui assurent le chauffage de la maison, mais aussi l’eau chaude et le rafraîchissement, voire la ventilation. On assiste également au développement de l’offre de chauffe-­eau thermodynamiques, appareils intégrant une pompe à chaleur, qui viennent remplacer avantageusement un vieux ballon électrique par exemple.Scroll et Inverter se généralisentLe terme Scroll désigne une technologie de compresseur de plus en plus employée. Un compresseur Scroll comprime un gaz en continu en faisant tourner une partie mobile en forme de spirale autour d’une autre spirale fixe. Avantages du système : la robustesse, la légèreté et la faible consommation des compresseurs.Plus sophistiquée, la technologie Inverter améliore le COP, et donc augmente les économies. Contrairement à un système fonctionnant en tout ou rien, c’est-­à-dire à 100% de sa puissance à chaque enclenchement, la technologie Inverter permet de ne solliciter que 20% de la capacité de la pompe si telle est la puissance nécessaire. De plus, dès que la température extérieure est supérieure à – 6°C, le compresseur est artificiellement plus petit que l’échangeur et se retrouve donc suralimenté en énergie renouvelable. En privilégiant la continuité du fonctionnement plutôt que la succession des phases de marche/arrêt, l’Inverter améliore la fiabilité, et donc la longévité de la pompe à chaleur.Place à la haute températureLa pompe à chaleur haute température va-­t-elle détrôner la chaudière ? Aujourd’hui, le marché de la pompe à chaleur est si important que les industriels apportent le fruit de leurs recherches technologiques et proposent désormais des pompes à chaleur capables de produire de l’eau chaude à 65°C, voire plus. Cette orientation est d’autant plus essentielle que le marché de la rénovation et du remplacement des anciennes chaudières est énorme et concerne plusieurs millions d’unités !De plus, dans le neuf comme dans la rénovation, produire de l’eau chaude sanitaire à 55°C est un besoin important pour la maison, auquel ne répondent pas les pompes à chaleur classiques, souvent limitées à une température d’eau chaude de 45°C. À cela s’ajoutent les craintes dues aux risques de légionelle qui apparaissent à des températures inférieures à 50°C ; on peut donc considérer que la pompe à chaleur haute température est une réponse en matière de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire (ECS).Même par grand froidPour assurer un chauffage efficace dans les régions froides, la puissance de la pompe à chaleur doit être sélectionnée en fonction des températures les plus basses, ce qui conduit à choisir un équipement surdimensionné pour la majeure partie de son utilisation. Avec la technique ­Zubadan, mise au point et brevetée par le fabricant ­Mitsubishi Electric, plus besoin de surdimensionnement ! Il s’agit d’injecter un mélange de gaz et de liquide au niveau du compresseur, ce qui permet d’obtenir une température de refoulement maîtrisée et un débit massique suffisant pour que le système soit capable de délivrer une puissance de chauffage constante, qu’il fasse + 7°C ou – 15°C à l’extérieur. Résultat : inutile de prévoir un appoint de chauffage.La technologie ­Zubadan permet, grâce à « l’injection flash », une montée en température de la batterie deux fois plus rapide. Ce qui va permettre de réduire encore la durée du cycle de dégivrage, ainsi que la fréquence qui va passer à 150 minutes. Il n’y a donc plus de dérive de la température ambiante et l’utilisateur n’a plus le temps de se rendre compte du moindre écart de température. Cette technique ouvre la voie de la rénovation résidentielle aux PAC air/eau : celles-ci peuvent désormais se raccorder directement aux radiateurs classiques, comme les PAC eau/eau fonctionnent avec des radiateurs « basse température ».Les grosses puissances aussiCes nouveaux équipements dotés de la technologie ­Zubadan ne sont pour l’instant disponibles que dans des gammes de puissance de l’ordre de 15kW, ce qui limite leur emploi à la maison individuelle et au petit tertiaire. Or, dans certains bâtiments de taille importante, l’emploi de pompes à chaleur traditionnelles ne convient pas et, en tout cas, pour couvrir les pointes de chauffage, on devra faire appel à des produits disposant de plusieurs compresseurs ou de compresseurs plus importants. Et, lorsque les besoins sont moindres, en mi-­saison par exemple, l’intérêt économique de tels produits est discutable.C’est pourquoi l’industriel ­Viessmann a eu l’idée de lancer une solution modulaire à deux allures : la ­Vitocal 300-G eau glycolée/eau est composée d’un module maître (de 6,2 à 17,6kW) qui peut fonctionner seul, mais aussi piloter un second module, dans la même gamme de puissance. Les deux modules permettent de délivrer jusqu’à 35,2kW, avec une alimentation 400V. La régulation du module esclave est assurée par le module maître. La combinaison desmodules permet à l’utilisateur de répondre de manière aussi efficace que possible à ses besoins thermiques – par exemple dans un petit immeuble collectif. Le module esclave pourra aussi fournir le chauffage alors que le module maître sera responsable de la production d’eau chaude sanitaire.La PAC au service de l’eau chaudeEn maison individuelle, les systèmes thermodynamiques actuels sont surtout utilisés pour le chauffage, mais de plus en plus d’industriels proposent des solutions globales permettant de réaliser également la production d’eau chaude sanitaire. On trouve aussi des appareils conçus uniquement pour la production d’eau chaude et qui trouvent tout leur intérêt dans l’existant, en remplacement d’un chauffe-­eau électrique par exemple.Dans ces ballons indépendants, le condenseur de la PAC peut être situé à l’extérieur de l’appareil : le système utilise alors comme source primaire soit l’air (extérieur, ambiant, extrait), soit un capteur géothermique. Lorsque le condenseur est situé à l’intérieur du ballon, il prend la forme d’un serpentin ; le système utilise alors un capteur géothermique ou la température retour eau d’un circuit de plancher chauffant. Une résistance électrique prend le relais en appoint.Des appareils combinant la pompe à chaleur et l’ECS dans un même habillage existent également, principalement en version eau glycolée/eau, et sont souvent utilisés dans les pays nordiques. Leur intérêt réside dans leur compacité et dans le fait que l’échangeur intégré soit réellement adapté à la PAC.Enfin, une évolution récente voit apparaître sur le marché des systèmes thermodynamiques compacts réalisant le chauffage, l’ECS intégrée mais aussi la ventilation double flux des locaux. En application sur air extrait, l’air est dirigé vers l’extérieur par une gaine d’évacuation – en liaison avec des bouches d’admission assurant l’arrivée d’air extérieur frais dans les pièces d’habitation. La pompe à chaleur devient alors l’élément central de la VMC. Ces systèmes « tout-en-un » optimisent la récupération d’énergie et sont particulièrement adaptés aux constructions à faibles déperditions de type BBC ou ­PassivHaus. Ils réclament cependant une démarche qualité aussi bien au niveau du matériel que de l’installation.Frédérique Imbsle système “tout-en-un“ est idéal pour un BBC.La régulation : une alliée indispensableQue donneraient ces générateurs, aussi performants soient-­ils, sans un chef d’orchestre ? Sans un système qui privilégie automatiquement le fonctionnement de la pompe à chaleur au détriment de la chaudière fioul ? Sans doute pas les économies escomptées. Et tous les efforts technologiques et financiers seraient réduits. Pour cela, il est plus qu’indispensable, surtout en rénovation, d’associer à la PAC une régulation adaptée désormais à tous les scénarios connus (PAC en relève de chaudière, avec ou sans production d’ECS…), une régulation simple et rapide à mettre en œuvre, et qui travaille à produire et garantir les économies d’énergie. Une régulation en kit préprogrammée peut être intéressante, surtout avec une technologie sans fil particulièrement adaptée à la rénovation.QualiPAC ET NF PAC : des garanties de qualitéAssociation représentative de l’ensemble des acteurs de la filière Pompe à chaleur, l’AFPAC s’est donné, entre autres missions, celle de mettre en place les moyens permettant l’obtention de la qualité des installations. Celle-­ci passe par le respect du référentiel de la marque NF PAC applicable au matériel, et celui du référentiel de l’appellation QualiPAC destinée aux installateurs. Pour compléter le dispositif, l’AFPAC a élaboré un nouveau référentiel concernant l’eau chaude sanitaire : la certification « NF Performance chauffe-­eau thermodynamique ». Tout comme la marque NF PAC et l’appellation QualiPAC, « NF Performance chauffe-­eau thermodynamique » a pour objectif de garantir au consommateur le recours à un matériel de qualité optimale.www.afpac.org