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1. Chapitre III:
SYSTEMES DE CHAUFFAGE
3ème Partie: POMPES A CHALEUR
Equipement du Bâti 1
3ème Année Licence Architecture
IAST – Université Sétif1
2024 - 2025
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3. POMPE A CHALEUR (PAC)
I. Définition
II. Principe de fonctionnement
III. Différents types de pompes à chaleur
III.1. Pompe à chaleur AIR - AIR
III.2. Pompe à chaleur AIR - EAU
III.3. Pompe à chaleur EAU - EAU
III.4. Pompe à chaleur SOL – AIR
IV. Prix des pompes à chaleur
V. Comparatif des pompes à chaleur
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4. I. Définition
La pompe à chaleur - PAC - (parfois appelée thermopompe ) est
un appareil qui utilise un dispositif thermodynamique, qui
permet de transférer de la chaleur provenant d'un milieu froid
vers un lieu à chauffer.
Il s'agit d'un système de chauffage écologique permettant de
réchauffer un habitat et dans certaines situations de chauffer
l'eau sanitaire ou une piscine.
C'est dans la nature que la pompe à chaleur vient récupérer de
l'énergie, cette solution permet de réaliser jusqu'à 60%
d'économies sur la facture énergétique, un investissement sur le
long terme.
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5. II. Principe de fonctionnement
 La chaleur est le plus généralement captée dans l'air (aérothermie), dans l’eau
(hydrothermie) ou dans le sol (géothermie).
 Le système de la pompe à chaleur est également appelé cycle frigorifique,
technique utilisée dans les climatiseurs ou encore les réfrigérateurs.
 Le principe de la pompe à chaleur est d'extraire de l'énergie à l'extérieur d'un
logement pour la diriger vers l'intérieur.
 La pompe à chaleur fonctionne sur un principe de transfert d'énergie
thermique, à l'aide d'un changement d'état du fluide frigorigène.
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Principe de fonctionnement d’une PAC à détente indirecte

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Remarques
 Installées dans de bonnes conditions, les pompes à chaleur sont capables
de produire plus d’énergie qu’elles n’en consomment.
 Cela s’explique car une part de l’énergie est prise « gratuitement » dans
l’environnement.
 Le rôle de la PAC est alors de bonifier cette chaleur pour la rendre adaptée
au chauffage du logement et pour ce faire, elle consomme de l’électricité.
 Malgré que c’est le seul système de chauffage capable de restituer plus
d’énergie qu’il n’en consomme, cela n’en fait pas pour autant un système «
magique » et adapté à toutes les situations. cette technologie séduisante
mais qui n’est pas exempte de défauts.

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III. Différents types de pompes à chaleur
Il existe deux types de pompes à chaleur :
 PAC réversible : Utilisée en hiver pour le chauffage et en été pour la
climatisation.
 PAC non réversible : Utilisée seulement en hiver pour le chauffage. Cette
thermopompe peut être de différents types:
 PAC AIR – AIR
 PAC EAU – AIR
 PAC EAU – EAU
 PAC SOL – AIR

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III.1. Pompe à chaleur AIR - AIR
 Elle capte de la chaleur dans l’air extérieur, ensuite cette chaleur est distribuée à
l’intérieur par convection forcée (air chaud soufflé dans le logement).
 Elle peut aussi contribuer au chauffage de l’eau chaude sanitaire avec un appoint.

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PAC AIR - AIR

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III.2. Pompe à chaleur AIR - EAU
La chaleur est distribuée par le réseau de chauffage central (plancher chauffant ou
radiateurs à eau). Elle peut aussi contribuer au chauffage de l’eau chaude sanitaire.

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PAC AIR - EAU

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PAC
AIR - EAU

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III.3. Pompe à chaleur EAU – AIR ou EAU - EAU
 La PAC EAU – EAU (dite aussi PAC aquathermique), la plus performante, utilise l'eau
comme source froide : puits, rivière, lac, ruisseau, eaux souterraines.
 Il faut que cette source soit disponible en quantité suffisante et que son utilisation
soit autorisée (par l'administration des eaux et services sanitaires).
 Pour les climatisations à double effet (chaud et froid) l'impact sur la source est :
 L'hiver : le rejet ou retour d'eau plus froide que l'eau pompée augmente la
capacité de l'eau à retenir l'oxygène mais diminue sa température, ce qui est
favorable ou non pour l'environnement et la vie aquatique.
 L'été : l'eau réchauffée risque de causer un manque d'oxygénation, qui peut avoir
un effet néfaste sur la végétation et la vie animale, sauf si la source est très froide,
comme dans une rivière proche d'un glacier.

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PAC aquathermique EAU - AIR

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PAC aquathermique EAU - EAU

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III.4. Pompe à chaleur SOL - AIR
 Les PAC « géothermiques » SOL - AIR utilisent le sol comme source froide.
 Elles sont particulièrement utilisées pour les habitations individuelles ou les petits
immeubles, pour lesquelles elles captent l'énergie du sol par un circuit constitué de
tuyaux de cuivre recouverts de polyéthylène pour les installations avec fluide
frigorigène ou à eau glycolée.
 Les PAC géothermiques sont capables d’assurer le chauffage de l’eau chaude sanitaire
sans appoint.
 Deux types de captage sont possibles :
 Les capteurs horizontaux sont enterrés entre 60 et 120 cm de profondeur, formant
un circuit constitué de boucles (par exemple sous le jardin). La surface occupée par
les capteurs dépend alors de la nature du sol, ils peuvent occuper environ deux fois
la surface à chauffer. Cet espace peut être planté de gazon ou de petits arbustes,
mais ne peut accepter d'arbres aux longues racines.

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PAC SOL – AIR à capteurs horizontaux

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 Les capteurs verticaux : le circuit comporte un tuyau formant une seule boucle verticale.
Il nécessite un forage en profondeur entre 50 et 150 m. Les capteurs verticaux sont
également appelés « sondes géothermiques ».
PAC SOL – AIR à capteurs verticaux

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Remarques
 L’unité extérieure des pompes à chaleur aérothermiques peut s’avérer
bruyante à la fois pour les habitants mais aussi pour le voisinage.
 Un entretien exceptionnel reste obligatoire tous les 2 ans. Le professionnel
réalise un nettoyage approfondi et s’assure de la bonne étanchéité du fluide
frigorigène. Comptez environ 200€ pour cette prestation.
 La fiabilité constitue clairement le point faible des pompes à chaleur. Une
étude de l’Agence Qualité Construction pointe des composants «
relativement fragiles » et « pas réparables » pour la plupart d’entre eux. Cela
induit des coûts de maintenance importants car il faut parfois changer tout
un sous-module, voire la PAC en entier en cas de dysfonctionnements.

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IV. Prix des pompes à chaleur
 PAC air-air : Une pompe à chaleur air-air installée par un professionnel coûte entre
5 000 et 10 000€ selon la puissance requise.
 PAC air-eau : Le prix moyen est d’environ 15 000€.
 PAC géothermique : On compte environ 15 000€ pour une pompe à chaleur
géothermique avec des capteurs horizontaux et plutôt 20 000€ pour un modèle avec
des capteurs verticaux.
A noter : Paradoxalement, les ventes de PAC sont inversement proportionnelles à leurs
performances ! En effet, les modèles air-air dominent largement le marché (80% des ventes
selon Uniclima) avec les appareils air-eau (19.5%) quand les PAC géothermiques restent
marginales (moins de 1% des ventes). Cela s’explique car les PAC air-air restent plus faciles à
installer, y compris par un bon bricoleur.

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V. Comparatif des
pompes à
chaleur
COP : Coefficient de
performance