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Le casse-tête des nombreux équipements associés

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Le casse-tête des nombreux équipements associés

L’étude du sous-sol, l’analyse des besoins, un dimensionnement correct et une régulation soignée du système, sont les prérequis indispensables pour garantir l’efficacité d’une installation géothermique généralement combinée à une pompe à chaleur.

Si cette année le marché français des Pac aérothermiques s’est stabilisé, celui des Pac géothermiques accuse une quatrième année de baisse consécutive.

À la fin août, comparativement à l’année passée, la vente des Pac géothermiques, l’aquathermie incluse, a chuté d’environ 19 %. Les 21 725 unités vendues en 2008 s’étaient déjà réduites à 12 250 unités en 2010. Chez Atlantic par exemple, confirme Johnny Garattoni, chef de groupe Pac : « Nous sommes plutôt positionnés en haut de gamme pour des surfaces supérieures à 130 m 2 . La géothermie représente moins de 5 % de notre marché des Pac. Pour suivre le marché, il faudrait que nous sortions des Pac plus petites, avec des puissances de 4 à 5 kW, nécessitant une emprise au sol plus faible ». Cette mollesse du marché s’explique par la lourdeur des investissements en géothermie en particulier du fait des travaux nécessaires au captage.

De super COP

D’après les derniers chiffres fournis par Clim’Info, sur les 4 200 unités vendues à fin août, la grande majorité, soit environ 2500 unités, est de type eau glycolée/eau. Cette technologie fiable où le fluide frigorigène est confiné à la Pac, offre la possibilité de chauffer aussi bien par planchers, que par radiateurs. Il s’est aussi vendu 800 unités sol/sol à détente directe, généralement couplées avec un plancher chauffant et fonctionnant à partir de capteurs horizontaux. Les fuites de fluide frigorigène qui circule dans l’ensemble de l’installation de chauffage, doivent absolument être évitées. Il s’est aussi vendu 670 unités eau/eau et environ 200 sol/eau.
L’offre commerciale en Pac géothermiques couvre une large gamme de puissances. Ces équipements possèdent d’excellents COP électriques situés entre 4 et 5, souvent meilleurs qu’en aérothermie. « Dans les faits, il est difficile de comparer les deux systèmes, car les températures en entrée sont différentes. La Pac aérothermique peut être meilleure en nominal, mais le COP saisonnier en géothermie est meilleur, car le rendement est plus régulier. Il faut aussi comprendre que le rendement est très lié aux conditions d’exploitation. Ainsi, en passant en température de sortie de 35 à 45 °C, le COP diminue de 4,12 à 3,30 », précise Johnny Garattoni.
Dans le neuf, la solution prisée malgré son coût est le plancher (ou plafond) chauffant/rafraîchissant qui accepte des températures en sortie de Pac à 35 °C, d’où un excellent rendement. En rénovation, il faut se résoudre à un COP moins bon, avec des radiateurs alimentés à 60 °C. Certains radiateurs plus volumineux acceptent 45 °C. Une nouveauté attendue par les installateurs concerne les Pac à haute température avec une sortie de l’eau à 80 °C, utilisables en rénovation avec des radiateurs anciens à mauvais rendement. « L’autre nouveauté est la pompe à chaleur à propane ou à gaz de ville, qui avec une puissance située entre 40 et 80 kW, est plutôt destinée au résidentiel ou au tertiaire. Son intérêt est que par grand froid, les inversions de cycles sont inutiles, car le système récupère la chaleur sur le moteur, empêchant ainsi la pompe de givrer. Cela assure un excellent rendement », soutient l’installateur Franc Raffalli, fondateur de Sys Enr.

Une installation bien régulée

Au-delà du choix de l’organe essentiel qu’est la pompe à chaleur, l’installation doit être correctement conçue, dimensionnée et régulée. « Pour ma part et cette opinion est partagée par la profession, je considère que la géothermie est plus complexe à mettre en œuvre que l’aérothermie, ajoute Franc Raffalli. Nous sommes régulièrement sollicités pour refaire fonctionner des installations qui sont à l’arrêt pour des problèmes de dimensionnement et de régulation. » Ainsi, son équipe est intervenue sur une installation où les tuyaux en sortie avaient été sous- dimensionnés. De fait, la Pac qui ne restituait pas assez de chaleur, montait en température et se mettait en erreur. Dans un autre cas, la Pac était alimentée par l’eau d’un puits et chauffait une piscine. Il n’y avait pas de sécurité pour l’arrêter automatiquement en cas de panne (pompe du puits), ce qui était arrivé.
Les installations géothermiques étant très diverses, chacune est un cas particulier. Le captage de calories peut venir d’une nappe souterraine de grande profondeur, d’un puits canadien, d’un réseau de tuyauterie horizontal ou vertical, de sondes ou des fondations béton thermo-actives du bâtiment. L’utilisation qui en est faite peut servir pour le chauffage, l’ECS et le rafraîchissement.
L’enjeu est aussi de rentabiliser l’installation en rafraîchissant l’été, ce qui est classiquement obtenu avec une pompe à chaleur inversible. Une alternative est de continuer, lors des périodes chaudes, de produire de l’eau chaude sanitaire. Le rafraîchissement est réalisé en alimentant un second échangeur avec le circuit de retour de l’eau de la géothermie. Des frigories servent soit pour l’eau des planchers, soit pour l’air de la ventilation double flux. Les calories réinjectées vers le sous-sol permettent de ne pas l’épuiser thermiquement.

N°311

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