Pompe à chaleur eau-eau

Pompe à chaleur eau-eau

La pompe à chaleur eau-eau, aussi appelée pompe à chaleur aquathermique, est assez peu commune comparée aux autres types de pompes à chaleur (PAC), ceci notamment en raison d’un coût d’achat relativement élevé. Cet équipement reste un excellent investissement, notamment par les économies d’énergie réalisables en plus des différentes aides écologiques disponibles pour son achat. Afin de savoir si la PAC eau-eau s’avère adaptée à votre logement, revoyons ensemble son fonctionnement, ses avantages et inconvénients.

Le principe de la PAC eau-eau

La pompe à chaleur est une alternative économique et écologique à la chaudière traditionnelle et à la chaudière au gaz. A noter qu’en fonction de la nature de l’élément à partir duquel la PAC prélève la chaleur, il existe différents types de pompes à chaleur.

Présentation de la PAC eau-eau

La PAC eau-eau extrait la chaleur de l’eau souterraine qui, au beau milieu de l’hiver, peut encore atteindre des températures entre 7 et 12 °C. Ce type de pompe est donc très efficace, car la température de l’eau contenue dans le sol est pratiquement constante et suffisante toute l’année. En effet, les nappes phréatiques sont la meilleure source d'énergie pour une pompe à chaleur en raison des faibles fluctuations de la température de l'eau. Pour pouvoir puiser dans l’eau souterraine, il faut une pompe afin de pomper l’eau dans la nappe phréatique et une fosse d’évacuation pour récupérer l’eau, à condition que l’eau captée au puits soit de qualité, en quantité suffisante et que l’administration des eaux compétente ait donné son accord.

En termes de composition, cette PAC renferme différents organes qui lui permettent de fonctionner :

1. Un compresseur : il a pour but de faire monter la pression et, par conséquent, la température de la source froide.
2. Un détendeur : son but est, au contraire, de réduire la température de l’eau du puits. Cette action permet la création de vapeur qui engendre la reprise d’un nouveau cycle de chauffage.
3. Un évaporateur : il agit sur le fluide frigorigène contenu dans le système afin de le faire passer de l’état liquide à l’état gazeux.
4. Un condenseur : son rôle est d’assurer le chauffage de l’eau du circuit. Il le peut en s’appuyant sur le fluide frigorigène.
5. Pour protéger la pompe à chaleur contre la corrosion ou le tartre un échangeur intermédiaire alimenté par un circuit d'eau glycolée est intercalé entre l'évaporateur et l'eau du puits.

Différents types de captages

Le captage est réalisé par forage d'un ou de deux puits suivant la configuration effectuée par un professionnel déclaré à la direction régionale de l'industrie, de la recherche et de l'environnement. Selon que le captage de l’énergie se fasse par l’intermédiaire d’un circuit ouvert ou fermé, ou encore que le capteur soit horizontal ou vertical, plusieurs sous familles de capteurs sont généralement distinguées :

1. Captage horizontal : l’eau circule en circuit fermé à travers plusieurs boucles en polyéthylène, qui sont enterrées à environ 60 cm de profondeur dans le jardin.
2. Captage vertical : l’eau circule en circuit fermé à travers plusieurs boucles en polyéthylène qui sont enfouies dans des puits d’une profondeur pouvant aller de 50 à 100 m.
3. Captage sur eau de nappe : l’eau est prélevée dans une nappe phréatique puis rejetée en aval du puisage dans la même source.

Les émetteurs

Tous les émetteurs sont compatibles avec ce type de PAC. Les radiateurs, qu'ils soient basses ou hautes températures (en rénovation) peuvent être raccordés à ce type de PAC, si bien sûr la PAC en question délivre une température d'eau suffisante.
En PAC basse température, l'idéal reste le plancher chauffant, qui permet un confort optimal (installation réservée au marché du neuf).
Le ventilo-convecteur est aussi une solution ; il est équipé d'un ventilateur qui pulse l'air à travers une batterie où circule l'eau provenant de la PAC. Cet air assure le chauffage (ou le rafraîchissement) du logement.

La performance

La PAC aquathermique est un investissement conséquent, à l’instar des autres PAC géothermiques, car elle requiert un forage et une installation très lourds. On estime que le matériel et la main d’œuvre nécessaires à l’installation se situent dans une fourchette de 20 000 à 25 000 € TTC en moyenne. Une fois posée, la PAC demande un entretien annuel spécialisé dont le prix oscille entre 170 et 200 €. Les coûts engendrés par l’installation sont donc importants mais rentables sur le long terme. En effet, la PAC eau-eau divise en moyenne par quatre la consommation énergétique liée au chauffage de la maison et à l’eau chaude sanitaire. Son coefficient de performance est de 4, ce qui signifie qu’une PAC aquathermique consomme 1 kW d’électricité pour produire en retour 4 kW d’énergie. Le coût annuel de fonctionnement n’excède pas les 200 €.

Fonctionnement

Une PAC eau-eau ressemble en tous points à ses cousines géothermiques : elle puise les calories présentes sous terre pour les acheminer vers le logement. Cependant, au lieu de puiser la chaleur de la terre, il s’agit ici de puiser la chaleur de l’eau souterraine. L’installation d’une PAC aquathermique nécessite donc de forer le sol jusqu’à une nappe phréatique, à condition que celle-ci possède un débit suffisant. Deux forages sont obligatoires : un pour le prélèvement des calories et un autre pour le rejet d’eau dans la même nappe, respectivement à 25 et 150 m de profondeur en fonction de la composition du sol. L’eau est extraite par le puits de pompage à l’aide d’une pompe et dirigée jusqu’à l’évaporateur de la PAC qui, à son tour, transmet la chaleur contenue dans l’eau au système de chauffage. Elle est ensuite renvoyée dans le sol par le biais du puits de refoulement. La PAC eau-eau peut servir au chauffage de la maison par le biais de circuits de chauffage équipés de radiateurs et par plancher chauffant. L’eau souterraine ne peut pas entrer en contact avec l’air, afin d’éviter son oxydation et sa calcification. Le chauffage de l’eau chaude sanitaire ainsi que d’une éventuelle piscine est également possible. Il faut savoir que de très nombreux immeubles situés dans les zones des plus froides, comme par exemple à Strasbourg où la température extérieure de l’air est prise à –15°C, utilisent cette technique avec captage et rejet dans la nappe phréatique, et ce depuis de nombreuses années, avec des rendements et COP très intéressants (COP sup. à 3).

L’option réversible

Enfin, la PAC peut être réversible et servir de rafraîchissement en été si l’habitat est doté d’un plancher chauffant. Le fonctionnement en climatisation utilise également l’eau de nappe, qui avec un cycle inverse de la pompe à chaleur, provoque un léger réchauffement de l’eau de nappe en été. Avec des rendements excellents, et bien supérieurs aux rendements obtenus avec une technologie AIR/EAU ou AIR/AIR.

Installation et tarifs d’une PAC eau-eau

L’installation d’une PAC aquathermique débute impérativement par la détection d’un point d’eau. Vous devez disposer d’un volume d’eau naturelle suffisamment important et renouvelé pour être utilisé comme source de chaleur. Il faut ensuite faire réaliser une étude de l’eau et obtenir toutes les autorisations. Ce n’est qu’après toutes ces démarches qu’il est possible de faire réaliser le forage et d’installer la pompe à chaleur. Une fois l’unité installée, on pourra raccorder le réseau de chauffage ou d’eau chaude sanitaire et effectuer tous les réglages de rigueur. Il est en effet possible de placer une sonde hydrothermique au fond d’un puits de captage, dans une nappe souterraine, dans un lac ou une rivière. Dans la plupart des cas, il faut réaliser un forage pour installer la sonde hydrothermique. Ce forage est généralement compris entre 5 et 30 m de profondeur, mais peut parfois descendre jusqu’à 100m. Tout dépend donc de votre situation et de l’emplacement de votre jardin. Logiquement, les régions les plus sèches ne seront logiquement pas les plus propices à l’installation d’une PAC eau-eau.

Précautions<

Une PAC eau-eau n’est pas aussi isolée qu’une PAC air-air, car au contact d’un volume d’eau dont l’intégrité devra être respectée. Il faut donc que la commune autorise le captage de l’eau et qu’une entreprise spécialisée réalise les travaux en total respect de l’environnement. De plus, un hydrologue doit valider l’utilisation de l’eau en vérifiant que cette dernière ne contient pas d’agents détériorants, comme un PH trop élevé. Le second puits doit être suffisamment éloigné du volume d’eau principal, afin de ne pas le contaminer. Enfin, une PAC eau-eau doit intervenir au sein d’une maison parfaitement isolée. Il est ainsi impératif de ne pas réaliser vous-même l’installation de votre PAC eau-eau. L’intervention des différents spécialistes demande un investissement conséquent qu’il vous faut prendre en compte dans le calcul de votre budget. En moyenne, votre installation toute entière sera rentabilisée au bout de six à dix ans, en fonction de votre consommation énergétique.

Tarifs d’installation

L’achat et la pose d’une PAC eau-eau coûtent généralement entre 20.000 et 40.000 € TTC, une fourchette large prenant en compte la diversité des facteurs d’influence. Le tarif d’installation d’une PAC eau-eau varie généralement de 1800 à plus de 3000 €, plus 100 € environ par mètre foré. Plus précisément, l’installation coûtera en moyenne 167 € par m² chauffé. Les spécialistes des PAC disposent généralement de tout le personnel pour installer une PAC eau-eau de A à Z. A noter cependant que de nombreux particuliers ont recours aux services d’un sourcier local connaissant bien le terrain et les traditions régionales.

Il existe trois technologies de PAC : à fluides intermédiaires, mixte ou à détente directe. La PAC eau-eau est une PAC à fluides intermédiaires. Le premier fluide, circulant dans les capteurs immergés, est l’eau de la nappe phréatique. Le second est le fluide frigorigène effectuant des cycles dans la pompe à chaleur. Enfin, le troisième fluide est le fluide caloporteur circulant dans les radiateurs ou le plancher chauffant.

Les facteurs d’influences des prix de la PAC eau-eau

Il existe plusieurs critères qui peuvent faire varier le coût du matériel et de la pose d’une PAC eau-eau. L’ampleur des travaux est l’un des facteurs impactant le plus le coût et notamment :

1. Le type de captage.
2. La profondeur du captage.
3. La difficulté de forage.
4. La facilité d’accès au terrain pour effectuer les travaux.

Le modèle de la pompe à chaleur influe également sur son prix d’achat, en fonction de diverses caractéristiques :

1. La puissance de la PAC : elle dépend de la surface à chauffer et de la nécessité ou non de produire l’eau chaude sanitaire.
2. Les performances thermiques : COP ou Etas.
3. Le régime d’eau : haute ou basse température.
4. La marque du matériel et sa renommée.

Les aides et subventions possibles

Avec son statut PAC hydrothermique, la PAC eau-eau bénéficie du crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) à hauteur de 30 % de son prix (hors main d’œuvre). Cette aide est très importante et peut s’accompagner d’autres aides comme l’éco-prêt à taux zéro, les aides de l’Anah ou encore la Prime Energie et la Prime Energie Plus. Pour connaître votre éligibilité aux aides et subventions, il suffit de réaliser simplement et gratuitement une simulation d’aides en ligne.

Les avantages et inconvénients

Les avantages

Utiliser une PAC eau-eau présente divers avantages. Comme la température de l’eau utilisée est pratiquement constante (en moyenne 10°) à tout moment de l’année et ne peut geler, ce système est celui qui offre le plus haut rendement. Couplée à une installation basse température, la PAC eau-eau permet de réaliser de très grosses économies, de quoi réduire le coût de l’investissement de départ au bout de seulement quelques années. Du fait d’une importante fiabilité à l’égard de ce type de mode de chauffage, certains professionnels n’hésitent d’ailleurs pas à garantir cette installation pendant dix ans. De plus, l’eau est un élément doté d’une grande capacité de stockage et d’une bonne régénération. Vous pouvez utiliser l’eau de source pure pompée pour tous types d’applications, par exemple l’utilisation des toilettes, de la machine à laver, de l’arrosage de jardin, etc. La PAC eau-eau étant assez compacte, elle n’exige pas un espace étendu pour son installation. Enfin, un autre avantage réside dans le fait qu’il est également possible de rafraîchir votre habitat en été grâce à ce dispositif. Pour cela, il vous suffit de disposer d’un plancher chauffant/rafraîchissant et/ou de ventilo-convecteurs et d’un thermostat chaud/froid.

Les inconvénients

Le principal désavantage d’un système de PAC eau-eau est la nécessité de disposer d’un volume d’eau naturelle et utilisable. Il faudra donc avoir une nappe phréatique ou un cours d’eau sur son terrain mais également creuser deux puits, ce qui fait monter les frais d’investissement. D’autre part, il faut également disposer du droit d’utiliser cette nappe phréatique ou cette rivière. La puissance d’une pompe souterraine détermine dans quelle mesure PAC sera rentable. Il faut tenir compte du fait que plus l’eau souterraine est profonde, plus il faut de l’électricité pour la pomper. Comme pour de nombreuses PAC, il est important de disposer d’un plancher chauffant afin de faciliter le raccordement et d’améliorer les performances globales.

Entretien

Ce type de chauffage ne nécessite pas d’entretien spécifique. L’absence de combustion permet d’éviter les corvées de ramonage et de nettoyage des suies et des poussières. De plus, le chauffage dans votre maison fonctionne en circuit fermé. Ainsi, vous n’aurez pas à changer l’eau qui circule dans votre plancher chauffant. Cependant, la législation en vigueur impose une visite de contrôle périodique de votre installation, à voir avec votre installateur. En moyenne, elle s’effectue une fois par an par une entreprise spécialisée. Il faut que cette dernière soit agréée en Préfecture pour la manipulation des fluides frigorigènes. Le coût de l’entretien est compris entre 170 et 200 € TTC, en prenant l’exemple d’une maison de 100 m².