Chaleur ambiante

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On entend par «chaleur ambiante» la chaleur disponible dans les couches d’air à proximité du sol, dans les eaux de surface et dans le sol jusqu’à une profondeur de quelques mètres. Elle provient essentiellement de l’énergie solaire qui y est emmagasinée. C’est une source d’énergie naturelle et renouvelable puisque cette chaleur émanant du soleil se renouvelle continuellement.

La géothermie a une autre provenance. Cette chaleur qui provient du sous-sol est alimentée entre autres par la désintégration d’éléments radioactifs présents dans la nature. La géothermie de surface, qui désigne l’utilisation de cette technologie à une profondeur ne dépassant pas 500 mètres, permet d’exploiter la chaleur issue de l’eau souterraine aussi bien que la chaleur du sous-sol, transportées jusqu’à une pompe à chaleur par des sondes géothermiques. Il s’agit ici de géothermie de surface, qui se distingue des autres applications de la géothermie, réalisées à des profondeurs supérieures. Les températures qui y règnent peuvent être directement exploitées pour le chauffage et, en fonction de la profondeur, peuvent aussi servir à produire de l’électricité.

Aujourd’hui utilisées dans un grand nombre de secteurs, les pompes à chaleur ont différentes applications. L’utilisation de la chaleur ambiante et de la géothermie de surface renferment un potentiel majeur, principalement pour le chauffage de locaux et l’eau chaude. La technologie des pompes à chaleur apporte une contribution importante à la réalisation des objectifs énergétiques et climatiques.

Un élément majeur pour la réalisation de ces objectifs est le remplacement du chauffage dans le cadre de rénovations. D’ici à 2050, environ 900 000 chauffages à combustible fossile (état 2019) devront être remplacés. Les pompes à chaleur, qui pourraient dans tous les cas être installées, offrent un potentiel considérable, qu’il convient d’exploiter et de promouvoir en conséquence.

De la chaleur ambiante à la pompe à chaleur

En raison de son niveau de température relativement bas, la chaleur ambiante peut uniquement être transformée en chaleur de chauffage par des pompes à chaleur. Dans un système de pompe à chaleur, un fluide frigorigène circule dans les conduites et se transforme en vapeur et en gaz à basse température sous l’influence de la chaleur ambiante. La vapeur est densifiée par un compresseur à haute température et sous pression, puis dirigée vers un condensateur. Le fluide frigorigène condensé transmet l’énergie thermique au système de circulation d’eau de l’installation. En refroidissant, le fluide redevient liquide et peut à nouveau emmagasiner de la chaleur ambiante, et le cycle peut recommencer. Avec un coefficient de performance annuel (COP) pouvant atteindre 400% (COP = 4), voire 500% avec l’utilisation de la chaleur provenant de la géothermie, l’énergie thermique produite par une pompe à chaleur dépasse largement l’énergie électrique consommée.

Une pompe à chaleur est d’autant plus performante que l’écart entre la température de la source de chaleur et la température de distribution de la chaleur est faible.

Le parc immobilier suisse génère environ 24% des gaz à effet de serre (état 2018). L’utilisation de la chaleur ambiante offre plusieurs avantages à cet égard. Selon l’origine du courant, les pompes à chaleur fonctionnent sans émettre de CO2. Elles ne requièrent que peu d’énergie d’entraînement, ce qui permet une bonne maîtrise de la consommation d’énergie. Pour produire 100% de chaleur utile, une pompe à chaleur utilise 25% d’énergie d’entraînement et puise 75% de chaleur dans l’environnement. La chaleur disponible dans l’air ambiant et dans le sous-sol est à la fois neutre en CO2 et renouvelable. Si l’électricité nécessaire provient par ailleurs de sources d’énergie renouvelables, les nuisances environnementales occasionnées par une pompe à chaleur sont encore plus faibles.

En 2019, 24 000 pompes à chaleur ont été vendues en Suisse, soit 2000 de plus que l’année précédente. Cette année-là, les pompes à chaleur ont représenté 49% de tous les générateurs de chaleur vendus. Il n’en demeure pas moins que les chaudières à mazout ou à gaz ont encore représenté 47% des ventes, sans compter que plus de 10 000 brûleurs à mazout ou à gaz ont été remplacés. Pour parvenir au remplacement de tous les chauffages à énergies fossiles d’ici à 2050, il faudrait installer environ 40 000 pompes à chaleur chaque année.

De plus en plus souvent, les pompes à chaleur sont combinées avec une installation photovoltaïque. L’électricité d’origine solaire produite sur le toit peut être utilisée pour alimenter la pompe à chaleur. La consommation propre, à l’échelle d’immeubles locatifs ou de quartiers entiers, est rentable et écologique, et permet par ailleurs de soulager le réseau électrique. À l’avenir, les pompes à chaleur seront capables d’un échange accru d’informations avec les gestionnaires de réseau: elles adapteront leur fonctionnement de façon dynamique en fonction de la charge du réseau afin d’optimiser les coûts.

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Dernière modification 06.05.2020

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