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RÉSUMÉ
La pompe à chaleur est un système énergétique soumis à de nombreuses réglementations, directives et normes, tant au niveau européen que national. Cet article en fait une synthèse précise, avant de présenter les indicateurs de performance permettant de qualifier une pompe à chaleur (PAC) réversible ou une thermofrigopompe. Il explore ensuite les diverses applications, qu'elles soient résidentielles ou industrielles, offrant ainsi une vision élargie des usages possibles des pompes à chaleur et de leur intégration dans différents contextes.
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Marie-France TERRIER : Chargée de cours et de recherche appliquée - Clauger, Pôle Compétences, Brignais, France
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Brice TREMEAC : Professeur des universités, Directeur de l’Iffi et du Lafset - Le Conservatoire national des arts et métiers, Paris, France
INTRODUCTION
La maîtrise de l’énergie et la réduction des émissions de gaz à effet de serre constituent aujourd’hui des enjeux majeurs dans les secteurs du bâtiment, de l’industrie et des infrastructures. Dans ce contexte, la pompe à chaleur (PAC) occupe une place croissante en tant que solution énergétique performante et durable. L’essor des pompes à chaleur s’appuie à la fois sur des avancées technologiques, des politiques incitatives et un cadre réglementaire en constante évolution. Leur développement est porté par la volonté d’améliorer l’efficacité énergétique des systèmes, de limiter la dépendance aux énergies fossiles et de répondre aux objectifs nationaux et européens en matière de transition énergétique.Cet article présente les bases de fonctionnement des pompes à chaleur, les principales typologies existantes, ainsi que leurs domaines d’application. Il met également en lumière les contraintes normatives et réglementaires qui encadrent leur mise en œuvre, afin d’apporter aux ingénieurs et praticiens une vision globale et opérationnelle de cette technologie en plein essor.
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3. Application résidentielle et tertiaire
Dans le cadre de l’installation d’une pompe à chaleur (réversible ou non, ou thermofrigopompe), il faut au préalable essayer de réduire les besoins. Pour cela, il faut avant tout avoir une réflexion en amont de l’achat du système énergétique sur la possibilité de réduire les charges thermiques en améliorant l’enveloppe du bâti : structure pour utiliser de la ventilation naturelle l’été, amélioration de l’isolation pour réduire les besoins l’hiver (en veillant à ne pas pénaliser la mi-saison et la saison estivale), et émetteurs adaptés (dans le cas d’une rénovation avec passage d’une chaudière à une PAC, il faut envisager le changement des émetteurs).
Les besoins énergétiques sont variables sur une année. À titre d’exemple : l’hiver le besoin calorifique peut être le seul besoin, l’été la production frigorifique est majoritaire et la production calorifique est utilisée pour l’ECS et lors d’intersaison les besoins de chaud et de froid sont simultanés. Pour répondre à ces différents cas, les figures 8, 9, 10, 11 et 12 représentent quelques exemples de schémas hydrauliques pour différentes configurations, le forage étant un rejet pour permettre d’équilibrer la production et le besoin.
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L’isolation des bâtiments doit être optimisée avant l’installation d’une PAC.
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Les PAC s’adaptent aux besoins saisonniers : chauffage, climatisation, eau chaude sanitaire (ECS).
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Une bonne gestion des systèmes complexes garantit une efficacité énergétique maximale.
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Norme NF EN 378 : 2017 pour les systèmes frigorifiques et pompes à chaleur – mise à jour septembre 2018. - https://www.cetim.fr/mecatheque/Resultats-d-actions-collectives/Norme-NF-EN-378-2017-pour-les-Systemes-frigorifiques-et-Pompes-a-chaleur-mise-a-jour-septembre-2018
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(2) - * - (2022). https://www.xpair.com/
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(3) - * - (2022). https://www.plancher-chauffant-caleosol.fr
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(4) - Chauffage et rafraîchissement de la CAF de Lyon : une réussite exemplaire ! - Revue générale du Froid & du Conditionnement d’air, n° 1079 (2007).
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(5) - KISS (A.A.), INFANTE FERREIRA (C.A.) - Heat Pumps in Chemical Process Industry (1st ed.). - CRC Press (2016). https://doi.org/10.1201/9781315371030
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(6) - CETIAT - Les procédés...
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