Des vendeurs très convaincants, aidés d'une généreuse subvention offerte par Hydro-Québec pour la conversion des résidences au chauffage biénergie, ont éveillé, ces dernières années, l'intérêt du consommateur pour la thermopompe, appelée aussi pompe à chaleur ou PAC.
La thermopompe est un appareil qui, à première vue, semble particulièrement intéressant. Elle permet de réduire, dans une certaine mesure, les coûts de chauffage durant la période froide de l'année et de refroidir la maison durant la saison chaude.
Essentiellement, une thermopompe est un équipement fonctionnant sur le même principe que les systèmes de réfrigération: un compresseur fait circuler du fluide réfrigérant qui prend de la chaleur dans un milieu froid, élève sa température, pour rejeter ensuite cette chaleur dans un milieu chaud.
Dans le secteur résidentiel, les thermopompes les plus courantes sont des appareils centraux du type air-air. C'est-à-dire que de la chaleur est prise dans de l'air en le refroidissant, pour être rejeté dans de l'air à une température plus élevée.
Durant la saison chaude, au besoin, la pompe à chaleur refroidira l'habitation en agissant comme un climatiseur. Elle prendra de la chaleur dans l'air intérieur, en refroidissant cet air, pour la rejeter dans l'air extérieur, où il fait plus chaud à ces moments.
Durant la saison froide, la thermopompe fonctionne en sens inverse, elle prend de la chaleur dans l'air extérieur pour la rejeter à une température plus élevée dans l'air intérieur. Cet appareil pompe de la chaleur et élève la température de celle-ci
Cet air intérieur, chauffé ou refroidi selon les saisons, est distribué, dans l'ensemble de la résidence, au moyen d'un réseau de conduits.
Bien que les thermopompes air-air soient les thermopompes les moins coûteuses, elles demandent, tout de même, des investissements très importants dans la plupart des applications.
En effet, l'achat de l'appareil, son installation et les modifications à effectuer aux équipements déjà en place coûtent de cher à très cher dépendant des travaux à effectuer. Comme ordre de grandeur, on parle de coûts entre 5 500 à 14 000 $. La subvention accordée par Hydro-Québec, qui pouvait atteindre près de 3 000 $, amortissait une partie de ces coûts.
En profitant de ce programme de subventions, plusieurs centaines de propriétaires de la région se sont équipés de pompes à chaleur au cours des dernières années. Le programme a cependant pris fin le 23 décembre 2009.
Le coût élevé de ces installations vient en grande partie du fait qu'il est nécessaire de doubler le système de chauffage. Nous devons avoir un équipement de chauffage qui, dans les mois les plus froids de l'année, prendra la relève de la thermopompe. Nous aurons donc un appareil de chauffage électrique ou à combustible qui sera en mesure d'assumer seul le chauffage de la résidence couplé à une thermopompe qui, trois saisons par année, sera en opération.
Dans cette même chronique ''Toute la vérité sur les thermopompes'' nous avons démontré que les économies sur la facture de chauffage, par l'utilisation d'une thermopompe, n'étaient pas faramineuses. Ces économies sont au mieux de l'ordre de 300 $ à 350 $ annuellement si la seule source d'énergie est l'électricité.
Des vendeurs vont peut-être vous parler d'économies potentielles de beaucoup supérieures à ces chiffres. Il faut être très critique face aux affirmations de ces derniers et vérifier par des questions serrées s'ils comparent des " pommes avec des pommes ". Dans ce domaine, il est très facile de tronquer et de déformer la vérité.
Comparer, par exemple, les coûts de chauffage d'une vieille fournaise au mazout, à faible rendement, à un système biénergie composé d'une thermopompe couplée à un calorifère au mazout à haut rendement, n'est pas correct.
Il n'est pas correct, non plus, de mettre en parallèle les économies réalisables sur les coûts de l'énergie en comparant un chauffage à plinthes électriques contrôlées par des thermostats bilames à un système biénergie composé d'une pompe à chaleur reliée à un calorifère au mazout à haut rendement.
Dans ces deux cas, on entremêle les tarifs électriques D et DT, le tarif biénergie DT étant plus économique annuellement que la tarif domestique D. La comparaison, pour être juste, doit se faire entre des équipements de même génération, profitant des mêmes tarifs d'électricité.
Par exemple, les coûts annuels de fonctionnement d'une PAC, couplée à un équipement électrique de chauffage auxiliaire, pourraient être comparés aux coûts de fonctionnement d'un système de chauffage à plinthes électriques reliées à des thermostats électroniques. Dans ces cas, nous comparons deux équipements de chauffage consommant la même source d'énergie, au même tarif. Les économies réalisées seront dues uniquement à la présence de la thermopompe et non à la tarification différente.
L'utilisation d'une PAC oblige l'installation d'un réseau de conduits d'air, ce réseau servira également, dans les maisons étanches, à la ventilation des différentes pièces de la résidence. Pour être juste dans la comparaison des coûts, il faut tenir compte, dans certains cas, de la double fonction des conduits. Ils serviront à transporter de la chaleur mais aussi à amener de l'air frais dans les différentes pièces. Dans ce cas, nous n'aurons pas à installer d'autres conduits pour la ventilation.
Pour être honnête, il faut aussi considérer le désir de climatiser la maison durant l'été. Si la climatisation de la résidence est jugée essentielle par ses propriétaires, pour fin de comparaison des coûts, il faut considérer aussi les coûts d'un système de climatisation indépendant.
Méfiez-vous au plus haut point des projections faites par les vendeurs sur les coûts futurs de l'énergie. Il n'y a personne qui peut les prédire.
Les taux d'inflation et d'intérêt ? Il faudrait avoir une boule de cristal pour prévoir les tendances à moyens termes. Bien malin qui pourrait dire ce qui nous attend dans les prochaines années. Il est donc également très hasardeux de faire des projections dans le futur pour justifier la rentabilité des investissements actuels.
Donc, les calculs de rentabilité doivent se faire à partir des données que nous connaissons. Aujourd'hui, si j'investis 6000 $ pour en sauver environ 350 $ durant l'année, le retour simple sur l'investissement sera de plus de 15 ans.
Si j'emprunte aujourd'hui le montant investi, les économies de la première année ne paient pas les intérêts de l'emprunt. Du point de vue strictement économique, il devient très difficile de justifier un tel investissement.
On peut, bien sûr, supposer de bas taux d'intérêt pour les prochaines années et une augmentation importante des coûts de l'énergie ce qui améliorera la rentabilité de l'investissement. Ce sont des hypothèses invérifiables pour l'instant.
Camille Gagnon, Technologie de la mécanique du bâtiment
Dernièrement, nous avons publié deux chroniques consécutives traitant des thermopompes. Nous revenons à nouveau sur le sujet car nous avons reçu de nombreux commentaires.
En effet, parler de thermopompes, ça soulève, chez plusieurs, de vives passions : Il y a les carrément « pour » et les définitivement « contre ».
Les « pour » vous diront sans doute que la thermopompe, comparée aux plinthes électriques, améliore grandement le confort en hiver par une bonne circulation d’air et une température plus uniforme. Ces personnes souligneront également, qu’en été la thermopompe contribue grandement au confort en climatisant l’ensemble des pièces de la résidence. Tout cela en réduisant, dans une certaine mesure, les coûts annuels de la facture électrique. Et ils ont raison.
Les « contre » vous diront probablement que la thermopompe n’est pas particulièrement efficace dans nos régions, que les économies sur les factures de chauffage ne justifient pas l’investissement nécessaire, que la climatisation au Saguenay -Lac-St-Jean n’est pas essentielle. Et ils ont également raison.
En fait, la thermopompe doit être considérée comme un équipement de luxe. C’est là où le consommateur doit être très vigilant et vérifier si son besoin est relié au confort ou à la rentabilité.
Si l’on parle de confort, il faut faire une distinction très claire entre ce qui relève de la thermopompe proprement dite et ce qui dépend du reste du système.
Un exemple parmi plusieurs : certains vendeurs mentionnent que la thermopompe améliore la qualité de l’air dans la maison en ventilant cette dernière. Cet argument n’a rien à voir avec une thermopompe. Ils parlent de ventilation alors que la thermopompe est un équipement de chauffage. Plusieurs autres équipements peuvent remplacer l’air d’une maison en récupérant ou non la chaleur avec un investissement beaucoup moins élevé.
S’ils vous parlent d’économie sur vos factures électriques, il faut voir ce qu’ils veulent dire. Si vous avez un chauffage biénergie, il faut tenir compte des coûts totaux de l’énergie et ne pas oublier le coût du mazout. Pour le chauffage, ce combustible est actuellement beaucoup moins cher que l’électricité. Il faut tenir compte également des économies dues au changement de tarification électrique en passant du tarif D au tarif DT.
Des vendeurs compétents et consciencieux sont en mesure de décortiquer tout cela, de vous informer honnêtement sur les coûts et les économies réelles. Au prix que coûte un tel équipement, vous avez le droit d’avoir des réponses satisfaisantes et vérifiables à vos questions.
Par ailleurs, il y a de plus en plus de manufacturiers qui offrent des équipements de grande qualité. Ces appareils peuvent rendre votre habitation plus confortable. Il y a cependant un coût important relié à cela.
Le magazine Protégez-vous a fait une enquête auprès des propriétaires de thermopompes : ceux-ci les ont achetées pensant faire des économies, ils justifient ensuite leur achat par le confort que la climatisation leur apporte
Camille Gagnon, Technologie de la mécanique du bâtiment
Comme le disait il y a quelques années un slogan de la Corporation des Maîtres Mécaniciens en Tuyauterie du Québec (CMMTQ) : "La compétence coûte cher mais l'incompétence coûte encore plus cher"
Vous avez des travaux de construction, de rénovation ou d'installation de nouveaux équipements à faire exécuter à votre résidence. Vous souhaitez évidemment avoir, de la part de l'entrepreneur choisi, un travail de qualité au meilleur coût possible. Qui choisir pour faire les travaux ? Comment évaluer la compétence des entrepreneurs qui vous proposent leurs services et celle du personnel qu'ils ont à leur emploi ?
Avant de confier des travaux de construction et de rénovation à qui que ce soit, tout propriétaire devrait d'abord définir précisément ce qu'il veut. Puis ensuite vérifier si l'entreprise soumissionnaire a la compétence et les connaissances techniques pour faire l'ouvrage.
D'après la "Loi sur le bâtiment", pour se dire entrepreneur il faut avoir une licence. C'est la Régie du bâtiment du Québec (RBQ) qui accorde cette licence lorsque les conditions prescrites sont remplies.
Dans le "Règlement sur la qualification professionnelle des entrepreneurs en construction et des constructeurs-propriétaires" qui complète cette loi, on classe les entrepreneurs généraux et spécialisés en une centaine de catégories et sous-catégories. L'entrepreneur est qualifié dans celles indiquées sur la licence.
Deux licences d'entrepreneur général concernent les bâtiments résidentiels de quatre étages et moins:
- la licence d'entrepreneur en bâtiments résidentiels classe I ;
- et la licence d'entrepreneur en entretien, rénovation, réparation et modification de bâtiments résidentiels.
Ces entrepreneurs généraux confieront à des entrepreneurs spécialisés l'exécution de certains travaux demandant une compétence particulière. Il existe près de 80 sous-catégories d'entrepreneurs spécialisés dont les entrepreneurs en maçonnerie, en charpenterie, en couverture, en ventilation, en électricité, en plomberie, en réparation de tout genre de cheminée.
Certains travaux peuvent être faits par diverses sous-catégories d'entrepreneurs. La plupart des entrepreneurs ont également une licence leur donnant droit d'exécuter ou de faire exécuter des travaux dans plusieurs catégories ou sous-catégories.
Pour obtenir une licence d'entrepreneur, le postulant doit réussir deux examens généraux portant sur la gestion des travaux de construction et, pour certaines sous-catégories, un examen plus technique. La RBQ, qui a des bureaux dans toutes les régions du Québec, est en mesure de vous fournir au besoin plus d'informations sur le sujet.
Si l'entrepreneur a la licence appropriée, il a donc théoriquement la compétence requise pour exécuter le travail. Comme ce travail est fait par des hommes de métier, qu'en est-il de leur qualification ?
La "Loi sur les relations du travail, la formation professionnelle et la gestion de la main-d'oeuvre dans l'industrie de la construction" nous précise, que c'est la Commission de la construction du Québec (CCQ) qui peut, par règlement, fixer les critères de compétence et de formation dans l'exercice d'un métier.
C'est dans le "Règlement sur la formation professionnelle de la main-d'oeuvre de l'industrie de la construction", rattaché à cette loi, que sont nommées les tâches que peut accomplir un compagnon dans l'exercice de son métier. Vingt-trois métiers y sont mentionnés dont: le charpentier-menuisier, le ferblantier, le couvreur, le plâtrier, le briqueteur-maçon, líélectricien et le tuyauteur.
La CCQ qui a également des bureaux dans les différentes régions du Québec peut vous fournir, elle aussi, au besoin de plus amples informations sur ce sujet.
Vous avez les noms d'entrepreneurs possédant la licence appropriée à l'exécution des travaux désirés. Ces entrepreneurs ont le personnel qualifié requis. Est-ce suffisant pour être assuré d'avoir un travail de qualité ? Malheureusement non. Il faut plus. Il faut de l'honnêteté et de la conscience professionnelle à la fois de la part de l'entrepreneur et de la part de ceux qui exécutent le travail.
Il faut également que le client soit prêt à payer le prix pour un travail de qualité. Un travail soigné avec des produits de qualité demande plus de temps et coûte plus cher. Si pour être concurrentiel et avoir des contrats, un entrepreneur doit rogner sur la qualité, le client ne lui laisse que peu de choix.
Accorder systématiquement les contrats aux plus bas soumissionnaires a comme effet pervers, à long terme, de développer le réflexe du travail bâclé, de rendre le personnel spécialisé incapable de faire une "belle job" selon les règles de l'art même lorsque souhaité et demandé par le client.
Un entrepreneur consciencieux devrait avoir à son emploi un noyau stable de personnes de métiers et investir, à chaque année, dans leur perfectionnement. Il devrait connaître et faire appliquer par ses employés les normes les plus récentes dans sa spécialité.
L'entrepreneur devrait superviser la qualité du travail fait par son personnel et être en mesure d'informer le client sur le comment et le pourquoi des travaux à exécuter. Il devrait faire appliquer rigoureusement les directives du manufacturier concernant l'installation d'un matériel ou d'un équipement.
De plus, l'entrepreneur devrait faire inspecter les travaux par le client avant de fermer les murs ou de dissimuler ces travaux. Il devrait offrir une bonne garantie écrite sur le travail fait et pouvoir donner des noms de clients où des travaux similaires ont été exécutés.
Camille Gagnon, Technologie de la mécanique du bâtiment
Durant les chaudes journées d'été, le taux d'humidité dans l'air ambiant est un facteur très important de notre impression de bien-être ou d'inconfort. Le contrôle de ce pourcentage d'humidité dans un espace habité apporte presque infailliblement une nette amélioration du confort thermique pour les occupants.
Contrairement aux conditions hivernales, l'air extérieur en été est généralement aussi humide que l'air intérieur. Par conséquent, la ventilation de pièces habitées par l'ouverture des portes et des fenêtres, ou l'utilisation d'un ventilateur mécanique, n'aura habituellement aucun effet sur le taux d'humidité de ces lieux. Il faut donc se tourner vers d'autres moyens pour réduire l'humidité intérieure. Il y en a deux : la déshumidification et la climatisation.
Un déshumidificateur est un appareil qui est constitué grosso modo des mêmes composantes de base qu'un réfrigérateur ou un climatiseur, soit d'un compresseur relié à deux serpentins, un chaud et un froid, dans lesquels circule un fluide réfrigérant. Une fraction de l'air de la pièce est aspiré par un ventilateur localisé à l'intérieur de l'appareil.
L'air est d'abord refroidi par le serpentin froid, appelé serpentin assécheur, ce qui provoque la condensation d'une partie de son humidité. Les gouttelettes d'eau produites s'écoulent alors soit dans un réservoir, qui doit être vidangé périodiquement, ou directement dans un tuyau d'égout.
L'air ainsi déshumidifié passe immédiatement à travers le deuxième serpentin, appelé serpentin du condenseur, et récupère la chaleur qu'on lui a enlevé précédemment pour revenir ainsi à sa température initiale. Le même ventilateur intégré à l'appareil pousse finalement cet air, maintenant moins humide, dans la pièce où il se mélange à l'air ambiant.
Ces appareils sont d'autant plus efficaces que l'humidité dans l'air est élevée. C'est le cas de très nombreux sous-sol où une mauvaise imperméabilisation des murs de béton et du plancher, combinée à un drainage inadéquat des fondations, laissent diffuser de l'humidité à travers les parois.
Lorsque l'on utilise un tel appareil pour abaisser le taux d'humidité dans l'air, il faut évidemment limiter les échanges d'air entre l'espace où l'air est déshumidifié, les autres pièces et l'extérieur. Il faut donc fermer portes et fenêtres afin de délimiter la zone où l'air est traité. De plus, il faut choisir un appareil dont la capacité de déshumidification convient aux conditions d'opération prévues.
Les capacités de déshumidification, indiquées dans la documentation sur les appareils, sont données en litres d'eau enlevée de l'air, par période de 24 heures, lorsque l'air est à 27o et l'humidité relative à 60%. Si les températures et les taux d'humidité réels sont inférieurs à ces valeurs, la déshumidification est alors plus difficile et la capacité de l'appareil diminue. Si, de plus, l'air est chaud mais sec (moins de 50% d'humidité), un déshumidificateur ne sera malheureusement d'aucune utilité.
On voit donc que ces appareils, qui coûtent quelques centaines de dollars à l'achat et qui sont peu coûteux d'utilisation, peuvent être intéressants dans les cas où c'est l'excès d'humidité qui fait problème.
Si l'inconfort vient également ou surtout d'une température excessive, il faudra plutôt se tourner vers un autre type d'appareil : le climatiseur. Comme cet appareil refroidi également l'air en plus de le déshumidifier, il procurera évidemment un plus grand degré de confort.
Tous les systèmes à combustion (mazout, gaz naturel, propane ou bois) perdent de la chaleur et ce, pour diverses raisons : fonctionnement en régime transitoire, démarrages à froid, combustion incomplète, évacuation de la chaleur avec les gaz de combustion et pertes d’air chaud de la maison par la cheminée. Or, la quantité de ces pertes détermine l’efficacité du générateur d’air chaud (« fournaise ») ou de la chaudière, exprimée en pourcentage indiquant la quantité de chaleur produite qui réchauffe vraiment la maison.
En chiffre : Si nous prenons le cas d’un vieux générateur offrant la performance de 64% AFUE, le calcule est simple. 36% résiduel est de l’énergie perdu puisque l’échangeur et le générateur ne sont pas optimale. Donc sur 1$ payé, vous obtenez seulement 0.64$ de chaleur.
Les faits: Les vieux systèmes au mazout d’environs 25ans+ ont majoritairement 60%-65% AFUE , tandis que depuis les 10-15 dernières années l’efficacité énergétique est d’environs 75%-85% et aujourd’hui nous avons certains produit de 90%.
Si nous aurions le mazout B5 D’europe, Nous pourrions avoir des brûleur LowNox a flâme bleu avec une efficacité de 98% a condensation. Mais le Mazout #1 et #2 d’amérique détient plus de 4% de souffre. Ce qui est beaucoup trop par rapport au B5 avec seulement 1.5% de souffre.
Le virage au énergie Verte pourrais être fait avec le mazout si le gouvernement voudrait raffiné davantage le #1 . Les GES ( Gaz a effet de serre) serait partiellement réduite â zéro!!!
Commencez par isoler votre demeure et la rendre plus étanche
avant de déterminer avec un entrepreneur la capacité que devrait avoir votre système de chauffage. En général, les appareils plus puissants que nécessaire gaspillent le combustible parce que leur cycle de fonctionnement est plus fréquent et plus court, ce qui peut aussi être source d’inconfort en raison des importantes fluctuations de température qui en découlent. L'inverse est également problématique, le manque de puissance calorifique du bâtiment (souvent ressentit en présence de calorifère électrique) risque de surcharger le temps d'utilisation du système et créer une dépense énergétique supplémentaire puisque le cycle normale est dépassé. En plus d'apporter un légé inconfort de froid.
Depuis 1988, Hydro-Québec et les autres fournisseurs québécois d’électricité offrent, aux propriétaires de résidences, le choix entre deux tarifications électriques : le tarif domestique D et le tarif bi-énergie DT.
De ces deux tarifs, le tarif domestique D est le plus connu et le plus courant. À ce tarif, l’énergie électrique est facturée à deux prix unitaires selon la quantité consommée mensuellement (pour fin de tarification, un mois a une durée de trente jours). Ainsi, les 900 premiers kilowattheures utilisés chaque mois coûtent aux consommateurs, depuis le 1er avril 2007, 5,29 ¢ le kilowattheure. Ces kilowattheures correspondent approximativement à la consommation mensuelle de base d’une résidence moyenne, à savoir la production d’eau chaude de consommation, l’éclairage et l’utilisation des électroménagers.
Les kilowattheures supplémentaires, essentiellement consacrés au chauffage, sont facturés à un prix plus élevé, soit actuellement 7,03 ¢ le kilowattheure. À ces coûts, il faut ajouter le montant mensuel de l’abonnement au réseau électrique (redevance d’abonnement), soit 12,19 $, ainsi que les taxes fédérale (TPS : 6,0 %) et provinciale (TVQ : 7,5 %) pour un total combiné de 14 %..
Puisque plus de 72 % des logements québécois sont actuellement chauffés à l’électricité, la consommation d’énergie électrique, sur l’ensemble du réseau, atteint des sommets durant les mois de décembre, janvier et février. L’énergie électrique ne pouvant être entreposée durant l’été pour être consommée durant l’hiver, Hydro-Québec doit maintenir des équipements qui ne servent que quelques centaines d’heures par année, ce qui représente des coûts très importants pour la société d’État.
Le tarif bi-énergie DT vient justement de la volonté d’Hydro-Québec de réduire la consommation d’électricité durant les périodes de grands froids. Pour ce faire, Hydro modifie sa tarification de façon à amener sa clientèle à cesser d’utiliser l’énergie électrique pour le chauffage pendant ces périodes. En dehors des périodes de fortes demandes, cette même tarification incite les gens à revenir au chauffage électrique pour permettre à Hydro-Québec d’écouler une partie de ses surplus.
Les clients résidentiels abonnés à ce tarif bi-énergie DT disposent d’un compteur à double séries de cadrans, reliés à une sonde extérieure de température. Lorsque la température se maintient, selon les régions, au-dessus de -12°C (comme dans les régions de Québec et de Montréal) ou de -15°C (comme au Saguenay-Lac-St-Jean et en Abitibi-Témiscamingue), toute l’électricité consommée, que ce soit pour le chauffage ou pour les besoins de base, est enregistrée sur les cadrans du bas et facturée à 4,08 ¢ le kilowattheure. C’est un prix unitaire nettement plus bas que ceux du tarif domestique D.
Par contre, lorsque la température descend selon les régions sous les -12 ou -15°C, soit en moyenne autour de 1000 heures par année, l’enregistrement de toute l’énergie électrique consommée se fait sur le deuxième registre, soit sur les cadrans du haut. Actuellement, la tarification s’élève alors à 17,55 ¢ le kilowattheure, quelle que soit l’utilisation de cette électricité. C’est un prix évidemment beaucoup plus élevé que ceux du domestique D. De plus, il faut ajouter à ces montants (comme dans le cas du tarif D) le coût de l’abonnement au réseau électrique de 12,19 $ mensuellement, et les taxes.
Un voyant lumineux, installé dans un lieu en évidence dans la résidence, avertit le consommateur lorsque le tarif élevé s’applique. Ce même signal agit sur le mode de chauffage en délestant automatiquement le chauffage électrique au profit de la source alternative de production de chaleur, soit habituellement un appareil de chauffage au mazout (Voir : «Guide du client - La Bi-énergie résidentielle» et «Schéma de raccordement des équipements de contrôle»).
Étant donné que, dans un système bi-énergie, généralement plus de 70 % de l’énergie utilisée pour le chauffage est du chauffage électrique à bas tarif (la balance étant un combustible), dans pratiquement tous les cas le chauffage à la bi-énergie, combiné à la tarification bi-énergie, permet aux consommateurs de réaliser des économies intéressantes.
Compte tenu également que, sur une année complète, le bas tarif s’applique sur plus de 85 % du temps annuel, en faisant preuve d’une certaine discipline et d’attention on peut aussi parfois faire des économies sur le coût de l’électricité de base.
Camille Gagnon, Technologie de la mécanique du bâtiment
La thermopompe, appellée aussi pompe à chaleur ou PAC, serait, selon leurs vendeurs, l'équipement idéal apportant le confort parfait dans une résidence à des coûts d'utilisation défiant toute concurrence.
Comme ces appareils coûtent très cher à l'achat, il est bon, comme acheteur potentiel, de se poser la question: est-ce que ces appareils sont réellement aussi merveilleux que cela?
Nous nous proposons, au cours des prochaines chroniques, d'expliquer le fonctionnement de ces thermopompes, de démystifier les caractéristiques de ces machines, d'analyser les aspects économiques reliés à leur achat et à leur utilisation et de départager la réalité de la fabulation.
Pour comprendre le fonctionnement des thermopompes, il nous faut d'abord faire la distinction fondamentale entre la chaleur et la température. Pour cela, comparons la chaleur à de l'eau contenue dans des réservoirs, et la température aux niveaux de cette eau.
Si un réservoir, placé sur le toit d'un édifice, est relié par un tuyau à un deuxième réservoir placé plusieurs étages plus bas, l'eau s'écoulera naturellement du réservoir le plus élevé vers le réservoir le plus bas.
Si nous voulons renverser le sens normal de l'écoulement et emplir le réservoir sur le toit à partir de l'eau contenu dans le réservoir inférieur, il faudra faire appel à une pompe actionnée par un moteur qui poussera l'eau vers le haut. Cette pompe élèvera donc la hauteur de l'eau.
Si le réservoir inférieur est seulement un étage plus bas, la pompe travaillera beaucoup moins fort pour emplir le réservoir au toit et le fera par conséquent plus vite; il est plus facile à une pompe d'élever l'eau d'un étage que de plusieurs.
La chaleur, pour sa part, se déplace naturellement, à travers les parois, de la température la plus élevée vers la température la plus basse.
Par exemple, s'il fait 20 °C dans une résidence et - 30 °C à l'extérieur, la chaleur va s'écouler naturellement de l'intérieur de la résidence vers l'extérieur à travers le mur. La chaleur va passer d'un réservoir de chaleur à température élevée vers un réservoir de chaleur à température plus basse.
Comme dans le cas de l'eau, on peut à l'aide d'une pompe, dans ce cas-ci une "pompe à chaleur", inverser le mouvement naturel et transférer une partie de cette chaleur du réservoir à la température plus basse, vers le réservoir à une température plus élevée. Ce transfert de chaleur, à l'aide de la thermopompe, élève donc la température de la chaleur prise à l'extérieur pour la diriger à l'intérieur.
Cependant, plus la température extérieure est basse, plus la thermopompe doit travailler fort pour transférer de la chaleur et moins elle peut en transférer.
Dans la publicité sur les thermopompes on nous mentionne régulièrement entre autres choses que de l'air à - 25 °C contient encore plus de 80% de la chaleur qu'il avait à 30 °C. C'est vrai puisque la chaleur dans l'air devient nulle seulement à la température extrême de -273 °C. L'air contient encore beaucoup de chaleur aux basses et très basses températures.
Malheureusement, cette chaleur est très difficilement pompable. Elle ne peut donc être utilisée pour fin de chauffage. C'est l'une des limites de la pompe à chaleur. Plus il fait froid dehors, moins elle est capable de pomper de chaleur. Par contre, plus il fait froid dehors, plus les besoins de chauffage sont grands.
Comme conséquence, la thermopome sera très efficace par temps doux et en mesure de pomper beaucoup de chaleur, alors qu'à ce moment nos besoins en chauffage sont très réduits.
C'est donc une machine très performante lorsque l'on en a moins besoin et non performante lorsque nos besoins de chauffage sont à leur maximum.
Pour estimer le rendement ou l'efficacité d'une pompe à chaleur, nous retrouvons dans la fiche technique des appareils ses COP (coefficients de performance). Les valeurs de ce coefficient sont évaluées selon une méthode normalisée, identique pour tous les appareils.
Si nous lisons, par exemple sur la fiche technique d'un appareil, que son COP est de 3,2 à une température extérieure de 47 °F (8,3 °C) pour une température intérieure de 70 °F (21,1 °C), que doit-on en comprendre?
Cela signifie qu'à cette température, pour chaque kWh d'électricité consommé par l'équipement, nous pompons de l'extérieur l'équivalent de la chaleur produite par la consommation de 2,2 kWh d'électricité. En d'autres mots, nous payons 1 kWh d'électricité tout en fournissant 3,2 kWh de chaleur, d'où 2,2 kWh de chaleur gratuite. Donc, à ses conditions, nous réduirions les coûts de chauffage de plus de 65%. A première vue, c'est merveilleux.
Pour le même appareil, à une température de 17 °F (-8,3 °C), le COP est cette fois de 2,3. Ceci permet en théorie, à cette température, de réduire les coûts de chauffage de 58%. Ca semble encore merveilleux.
Comme ces valeurs du COP sont pour des températures standardisées, elles permettent uniquement de comparer des thermopompes entre elles, aux mêmes conditions de fonctionnement. On ne peut pas utiliser la valeur des COP pour estimer les économies potentielles d'énergie comme nous venons de le faire.
Si l'on veut faire des comparaisons sur l'énergie économisée par rapport à d'autres moyens de chauffage, il faut utiliser les coefficients de performance saisonnier (SCOP ou HSPF). Pour l'appareil pris comme exemple, le HSPF donné dans la fiche technique correspond à 2,2 kWh /kWh. D'après cette valeur, nous devrions économiser annuellement plus de la moitié des coûts de chauffage. C'est toujours merveilleux.
Sauf que la réalité est très différente. Cette valeur fournie par les manufacturiers n'est pas pour nos régions. Elle est évaluée pour la zone IV des Etat-Unis qui inclus les villes de Boston, New-York, Chicago et St-Louis. Leurs besoins en chauffage sont environ la moitié des nôtres, avec des températures moyennes beaucoup plus douces. Ces conditions permettent aux pompes à chaleur de combler tous les besoins de chauffage.
Ici, au Québec, le HSPF est évidemment beaucoup plus bas que les valeurs américaines. D'après des calculs, faits à l'aide du logiciel HOT2000 à partir des relevés climatiques de Bagotville, et en comparant avec des données provenant d'Hydro-Québec, le HSPF serait aux environs de 1,35 kWh/kWh pour la région.
Cette valeur de 1,35 représente des économies du coût annuel de chauffage d'environ 25% si la seule source d'énergie est l'électricité payée au tarif domestique (Tarif D). C'est beaucoup moins merveilleux.
Pourquoi cet écart si considérable entre les valeurs américaines et celles de la région? C'est que les thermopompes sont absolument inefficaces par temps très froid. Il faut, dans ces périodes, chauffer la résidence par un autre moyen. Dans la région, plus de 30% des besoins de chauffage annuel sont pour des températures en bas de -15 °C.
Pour ce 30%, il faut absolument utiliser un chauffage conventionnel électrique, au mazout ou au gaz.
De plus, un autre 20% des besoins de chauffage se situent entre les températures de -8 et -15 °C. À ces températures le rendement des thermopompes est faible, d'où le peu d'économie.
Ces économies de 25% sur le coût annuel de chauffage représentent au plus 350$ par année pour une maison moyenne. Si la facture annuel en électricité se situe aux environs de 2 000$, elle diminuera à environ 1 650$. C'est loin d'être le Pérou.
Est-ce rentable dans ces conditions de s'équiper d'une pompe à chaleur? Nous aborderons la question dans la prochaine chronique.
Camille Gagnon, Technologie de la mécanique du bâtiment