La pompe à chaleur est en train de devenir le système de choix pour un confort durable, aidant les installations résidentielles, municipales et commerciales du monde entier à chauffer et à refroidir les environnements tout en réduisant les coûts énergétiques, la consommation d’énergie et l’empreinte carbone - ce qui, en fin de compte, contribue à réduire l’impact global des gaz à effet de serre.
Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur est un système qui fournit de la chaleur à votre maison ou bâtiment, à la manière d’un four ou d’une chaudière, mais sans brûler de combustible. Les pompes à chaleur fonctionnent selon le même procédé de transfert de chaleur et en grande partie le même équipement que ceux utilisés dans les climatiseurs. Les climatiseurs utilisent un système de réfrigérant en boucle fermée pour évacuer la chaleur d’un espace intérieur et la libérer à l’extérieur d’un bâtiment. Les pompes à chaleur inversent simplement le flux de réfrigérant, en retirant la chaleur de l’extérieur et en la libérant à l’intérieur d’un bâtiment.
Même dans des conditions ambiantes plus basses, les pompes à chaleur sont toujours en capacité de capter la chaleur et de la fournir à un espace intérieur. La plupart des pompes à chaleur sont également réversibles, de sorte qu’elles peuvent fournir un refroidissement ou un chauffage en fonction des besoins saisonniers. Elles peuvent être intégrées à une solution de chauffage et de refroidissement très efficace qui transfère jusqu’à trois fois plus d’énergie qu’elle n’en consomme.
Les avantages environnementaux sont clairs et les consommateurs commencent à s’en rendre compte. Alors que le monde évolue vers un modèle plus durable, que faudra-t-il faire pour généraliser l’utilisation de cette technologie qui a déjà porté ses fruits dans le monde entier ?
Gestion efficace et efficiente de la température et du confort
Incontournable en Europe et en Asie depuis des décennies, l’adoption de pompes à chaleur connaît une croissance rapide sur tous les marchés de chauffage primaire, y compris l’Amérique du Nord. Cette technologie a traditionnellement été appliquée dans des climats plus doux, où la température ne descend pas en dessous de zéro pendant longtemps.
La gestion de la température et du confort est un défi auquel sont confrontés tous les systèmes de chauffage et de refroidissement. Néanmoins c’est un problème que les pompes à chaleur peuvent résoudre dans les climats du monde entier, à mesure que la technologie des pompes à chaleur évolue. Pensez à la Floride, où les températures sont chaudes et humides en été, mais plus fraîches en hiver.
Selon la U.S. Energy Information Administration, la demande d’électricité résidentielle par habitant en Floride est parmi les plus élevées du pays, en partie en raison de la forte utilisation de la climatisation pendant l’été et du fait qu’environ 90 % des ménages de Floride utilisent de l’électricité pour le chauffage. De plus en plus de propriétaires de Floride se tournent vers les systèmes de pompe à chaleur, en raison de leur capacité à fournir jusqu’à 40 % d’économies sur les factures d’énergie sans sacrifier le confort. En fait, près de 40 % des nouveaux systèmes installés en Floride sont des pompes à chaleur. De plus, les principaux entrepreneurs apprécient que les pompes à chaleur soient aussi faciles à vendre qu’à installer.
Outre le chauffage des locaux, les pompes à chaleur sont également utilisées pour chauffer l’eau dans les bâtiments commerciaux et résidentiels. Les produits et solutions d’Emerson ont permis d’ouvrir un nouveau chapitre sur les économies d’énergie pour l’Institut technologique Veermata Jijabai (VJTI) à Bombay, en Inde. Dans le cadre d’un projet pilote, VJTI a installé des pompes à chaleur dans des foyers d’étudiants afin de produire 5 000 litres d’eau chaude par jour, tout en réalisant jusqu’à 72 % d’économies d’énergie par rapport aux systèmes traditionnels de chauffage de l’eau.
Innover pour répondre aux besoins de chauffage et de refroidissement dans le monde entier
Bien que la technologie des pompes à chaleur ne soit pas nouvelle, des progrès ont été réalisés au cours des 20 dernières années qui ont permis leur utilisation dans des climats plus froids et ont augmenté leur efficacité énergétique globale. De plus en plus de consommateurs et d’entreprises envisagent des moyens respectueux de l’environnement pour chauffer et refroidir les maisons et autres bâtiments, les pompes à chaleur apparaissant comme une solution solide compte tenu des dernières avancées technologiques.
La principale avancée se situe au niveau du compresseur. Au cœur des pompes à chaleur et des climatiseurs, les compresseurs commandent le cycle du réfrigérant et consomment la plus grande quantité d’énergie dans le système de pompe à chaleur. Leader dans la technologie de compression, Emerson dispose de technologies avancées de chauffage et de refroidissement avec des compresseurs conçus pour aider les pompes à chaleur à fournir les meilleures performances pour le confort domestique.
Avant la mise en place de ces innovations, les compresseurs à vitesse unique limitaient les applications de pompes à chaleur dans des régions où les besoins en chauffage et en refroidissement étaient pratiquement équivalents, à savoir des climats plus modérés sans grandes variations de température. Mais aujourd’hui, grâce à l’utilisation de technologies modulées telles que les compresseurs à deux étages et à vitesse variable, les pompes à chaleur fonctionnent plus efficacement et peuvent être installées dans un large éventail de zones géographiques.
En maintenant leur capacité à des températures ambiantes basses, les systèmes équipés de compresseurs Copeland à vitesse variable ou à deux étages d’Emerson fournissent un air d’alimentation plus chaud, un avantage clé en matière de confort pour les pompes à chaleur. De plus, avec les compresseurs à vitesse variable ou à deux étages, le contrôle de l’humidité en été est considérablement amélioré, les propriétaires bénéficiant d’une réduction presque immédiate de 20 % à 25 % de l’humidité. Les compresseurs Copeland offrent également des capacités de diagnostic et de protection pour améliorer la facilité d’entretien et la fiabilité du système. Plus de 200 millions de compresseurs à spirale Copeland, dont beaucoup sont utilisés dans les pompes à chaleur, ont été installés dans le monde, plus que toute autre marque de compresseurs à spirale.
Répondre à la demande de solutions durables
Alors que le marché mondial se concentre sur la réduction des émissions de gaz à effet de serre, les pompes à chaleur sont facilement disponibles pour aider à répondre à la demande pour un chauffage plus durable de l’eau et des espaces. La technologie a même reçu un coup de projecteur de Bill Gates dans son livre de 2021, Climat : comment éviter un désastre, qui estime que nous devons être plus rapides et plus intelligents dans l’utilisation des pompes à chaleur et des autres technologies actuelles pour contribuer de manière significative à la décarbonisation.
La bonne nouvelle, c’est que nous avons déjà commencé à adopter la technologie des pompes à chaleur. Près de 180 millions de pompes à chaleur ont été utilisées pour le chauffage en 2020, le stock mondial ayant augmenté de près de 10 % par an au cours des cinq dernières années. On s’attend à ce que ce nombre augmente lorsque les gouvernements du monde entier s’efforceront d’atteindre les objectifs de réduction des gaz à effet de serre.
Passer d’appareils générateurs de chaleur de combustibles fossiles, tels que des fours et des chaudières, à une pompe à chaleur électrique efficace peut constituer une étape vers un système à zéro émission de carbone.
Une nouvelle législation, des incitations et des réductions d’impôts — des mises à jour du réseau de services publics incluses dans le cadre du programme « Build Back Better » (Mieux reconstruire) des États-Unis aux subventions de pompes à chaleur des propriétaires au Royaume-Uni, en passant par l’engagement de l’Allemagne selon lequel chaque nouveau système de chauffage domestique doit fonctionner avec 65 % d’énergie renouvelable d’ici 2025 — influenceront fortement la sélection de technologies en faveur de solutions à faible émission de carbone comme les pompes à chaleur par rapport aux chaudières et fours à combustibles fossiles.
Un meilleur confort, des économies d’énergie et de coûts, ainsi qu’un désir de responsabilité environnementale poussent de plus en plus de consommateurs et d’entreprises à installer des pompes à chaleur. Ces décisions individuelles peuvent avoir un impact important. Prenons par exemple les bâtiments commerciaux. Le chauffage et le refroidissement représentent 30 % des émissions de CO2 dans les environnements commerciaux ; ce nombre passe à 38 % pour les habitations résidentielles. Le chauffage de l’eau est une autre source importante d’émissions, représentant 15 % des émissions de CO2 dans le secteur résidentiel, selon les Perspectives énergétiques annuelles 2018 de l’EIA.
Le passage à une pompe à chaleur peut constituer une alternative écoénergétique aux fours et aux chauffe-eau à combustibles fossiles qui utilisent directement du gaz naturel et du mazout, lesquels émettent directement du CO2. Les pompes à chaleur sont également plus efficaces que la chaleur à résistance électrique. Passer d’appareils générateurs de chaleur de combustibles fossiles, tels que des fours et des chaudières, à une pompe à chaleur électrique efficace peut constituer une étape vers un système à zéro émission de carbone.
Une deuxième étape, plus importante, consiste à mettre en place des réseaux de production d’électricité entièrement renouvelable pour alimenter les pompes à chaleur et autres appareils électriques résidentiels. Le passage du chauffage à base de combustibles fossiles aux pompes à chaleur électriques permet également de réduire les émissions indirectes de carbone si l’électricité produite provient d’une source plus propre comme l’éolien, le solaire, l’hydraulique ou le nucléaire.
Croissance continue pour les années à venir
Dans le monde entier, la demande de pompes à chaleur augmente à mesure que des technologies de pompe à chaleur plus innovantes sont développées pour offrir une efficacité énergétique accrue et fournir une capacité de chauffage supplémentaire aux climats nordiques plus froids. Ces innovations, associées à l’intérêt des consommateurs et aux initiatives gouvernementales de décarbonisation, indiquent la poursuite de la croissance du marché des pompes à chaleur pour les années à venir.
