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The original was posted on /r/france by /u/Johnny_Krux on 2025-07-04 09:40:21+00:00.
Salut ! Je me suis bien marré en lisant les commentaires outrés de mon post d’hier :
https://www.reddit.com/r/france/comments/1lqpgq1/%C3%A7a_fais_20_ans_que_je_fait_de_la_clim_et_je_suis/
Apparement, il fallait que je fournisse quelques explications, donc allons y.
En premier lieu, je rappel que je ne suis pas ingé fluide, frigoriste ou thermicien. Je suis archi, ce sujet n'est qu'une petite partie de mon métier, mes connaissances en thermodynamiques théorique sont très basiques, je vais donc me concentrer sur ce que je connais et ce que je pratique, à savoir les applications concrètes dans le génie climatique bâtiment et les bénéfices et contraintes de différentes solutions.
Je vais simplifier beaucoup, employer beaucoup d’approximations et de raccourcis pour aller à l’essentiel. C’est comme ça, si vous êtes un nerd aigri du truc, ne vous sentez pas obligé de réagir au moindre détail, ça n’intéresse que vous et ça rend la discussion pénible pour tout le monde.
En revanche, si vous êtes un professionnel du génie climatique (BE, entreprise…), vous êtes les bienvenue pour me corriger si je dit une connerie ou si je ne suis pas clair (ce qui va forcement arriver...).
Le but c’est de vulgariser pour comprendre vite fait comment ça marche.
Pour finir cette introduction, il faut le dire : le chauffage et la climatisation ça consomme de l’énergie, comme prendre sa voiture ou se faire un café, donc ça génère une empreinte environnementale. Voilà.
Commençons.
La base, c’est qu’il existe des machines qui sont capables de déplacer des calories (faisons un premier énorme raccourci en disant ici que calorie = chaleur) d’un endroit à un autre.
C’est intéressant pour 3 raisons :
1 - Ça permet de prendre des calories à un endroit pour en réchauffer un autre (du chauffage quoi !)
2- Ça permet de refroidir l’endroit où on prend les calories (de la clim !)
3- Il est moins couteux en énergie de déplacer les calories d’un endroit a un autre que de les « créer ». Disons pour commencer que cette différence est un rapport de 1 pour 3. On va donc dire que pour déplacer 3000 watt, on va en dépenser 1000. Les 1000 watt qu’on dépense sont de l’électricité, elle sert a faire fonctionner les organes de la machine, un compresseur, un ventilateur etc.
Les 3000 watt que l'on déplace existent déjà à l’endroit où on les prélèves (par exemple dans l’air extérieur ambiant, dans le cas du chauffage). Dans l’univers, le 0 absolu est −273°C, donc tant qu’on a pas atteint cette température, il reste des calories a récupérer.
Ce dernier point est particulièrement intéressant car, en comparaison, le meilleur des chauffage électrique devra consommer au minimum 1000 watt d’électricité pour générer au maximum 1000 watt de chaleur. Sont rapport est donc de 1 pour 1.
Toute ces opérations sont faites par la même machine, qu’on peut appeler une clim, une pompe a chaleur, ou un frigo. C’est pareil, c’est le même principe fondamental, c’est juste qu’on va lui donner un format différant selon ce qu’on veut faire.
Comment ça marche ? Par un phénomène qu’on appel le cycle frigorifique. Je passe les détails, on va faire simple : on s’en bat les couilles.
Faut juste comprendre qu’il y a un endroit A dans lequel on va prélever des calories (donc qui va être refroidi) et un endroit B qui va recevoir les calories prélevées (donc être réchauffé.
Entre les 2 points, les calories sont transportées par un fluide, qu’on appel fluide frigorigène, et qui est successivement gazeux ou liquide en fonction qu’on soit au point A ou B.
A chaque extrémités, on va trouver des systèmes d’échanges thermique pour collecter ou diffuser les calories, et des compresseurs ou des dispositifs de détente pour faire passer le fluide frigorigène d’un état a un autre. C’est ce changement d’état qui permet au fluide frigorigène de « transporter » les calories de manière très efficace.
Le fluide est en circuit fermé, il ne sort pas de la machine, il est rempli lors de la mise en service de l’appareil, et il ne s’échappe pas, sauf en cas de défaut d’étanchéité ou de fuite accidentelle, ce qui arrive, mais qui est moche, car il est très polluant. Ce fluide est aussi sous pression assez élevée, c’est pour cela que l’installation nécessite des aptitudes professionnelles spécifiques pour s’assurer que tout est bien étanche, c’est le beau métier de frigoriste.
Ces machines sont généralement réversibles, c’est a dire qu’on peut inverser le sens dans lequel on déplace les calories. C’est pratique car ça permet de faire soit du chaud, soit du froid sur la même installation.
Comme généralement on veut pomper la chaleur de l’extérieur vers un milieu clôt (quand on veut faire du chauffage) ou d’un milieu clôt vers l’extérieur (quand on veut faire de la clim), les appareils sont généralement en 2 parties : une unité intérieure et une unité extérieure. Entre les 2, un circuit de fluide frigorifique. Dans cette configuration avec 2 unités et une liaison entre les 2, on appel cela un SPLIT.
(Il existe beaucoup d’autre type de configurations qui ne sont pas des split et où tout est regroupés au même endroit, mais passons la dessus pour aujourd’hui)
Plus haut j’ai mentionné un rapport de 1 pour 3 entre l’énergie dépensé pour faire fonctionner la machine et la quantité de chaleur déplacé.
En réalité, ce rapport n’est pas fixe : il varie en fonction des conditions de température rencontrés a l’une ou l’autre des extrémités de la machine.
Il existe beaucoup de méthodes normalisées pour mesurer et d’exprimer ce rapport, les plus connues étant le COP, le SCOP et le SEER. Je passe les détails mais on va dire pour simplifier que pour tout ce qui va suivre, on peut considérer un ordre de grandeur de COP égal à 3 dans un peu près toutes les conditions rencontrées, soit toujours un rapport de 1 pour 3 entre l’énergie dépensé pour faire fonctionner la machine et la quantité de chaleur déplacé.
Bon, maintenant je vais partir du principe que vous êtes un particulier lambda, qui veut chauffer et climatiser une villa ou un appartement basique.
Quand on veut chauffer, on va pomper les calories de l’extérieur et les déplacer a l’intérieur.
Quand on veut climatiser, on va pomper les calories de l’intérieur et les déplacer à l’extérieur.
Commençons par le chauffage.
Coté extérieur on peut pomper des calories dans :
- Le sol : c’est la géothermie. Dans ce cas, on fait des forages, on met des sondes dans le sol, dans ces sondes on fait passer un liquide caloporteur en circuit fermé (du glycol). Ce liquide se réchauffe au contact du sol, il passe ensuite dans l’unité extérieur de pompe a chaleur, qui prélève les calories du circuit de glycol, pour les transférer au fluide frigorigène, puis à l’unité intérieur (j’entend les puristes et connaisseurs hurler, mais ne jugez pas, la vulgarisation est difficile)
- De l’eau, généralement souterraine. Dans ce cas, c’est le même principe, sauf qu’au lieu d’avoir un circuit de glycol, on pompe directement l’eau dans un puit ou un forage, on la fait passer dans l’unité extérieure qui prélève ses calories et les envois vers l’unité intérieure via le circuit de fluide frigorigène, puis on rejette l’eau utilisé dans un autre forage ou un autre puit un peu plus loin (afin de na pas réchauffer la nappe)
Pomper les calories du sol et de l’eau souterraine c’est très bien, car c’est des milieux qui sont relativement stables en température tout au long de l’année, indépendamment des conditions météos extérieures. Disons que c’est a environ a 7°C ou 10°C toute l’année. Donc quand il fait 0°C dehors, c’est cool de pouvoir pomper les calories d’un sol ou d’une nappe d’eau à 10°C, ça marche très bien, l’opération est bien rentable.
Sauf que, a petite échelle, ces 2 techniques, sont quand même un peu chiantes car y’a pleins de circuits différents, des fluides caloporteurs, des pompes, des forages à faire, ça prend de la place et tous les terrains ne s’y prêtent pas. Tout cela a aussi un coût d’installation et d’exploitation relativement important.
Attention hein : c’est 2 très bonnes techniques, en particulier pour les gros besoins en puissance.
C’est juste que si on peut faire autrement, généralement on va choisir une méthode plus simple : pomper les calories de l’air ambiant extérieur.
- Dans ce cas, sur l’unité extérieur on va avoir un gros ventilateur qui aspire l’air extérieur, afin de réchauffer un échangeur thermique pour collecter les calories, qui vont être envoyées vers l’unité intérieure via le circuit de fluide frigorigène (encore une fois je simplifie a l’extreme le principe du cycle frigorifique…).
- C’est pratique car il n’y a pas de circuit d’eau ou de glycol, pas de forage ou de sondes, toute la partie extérieure est regroupé dans la même machine au même endroit, qu’on peut poser un peu où on veut.
- Par contre, c’est un peu moins efficace, car la température de l’air ambiant extérieur est complètement dépendant des conditions météo. Donc si il fait 0°C dehors, l’air est a 0°C, donc il y a moins de calories a pomper que dans -par exemple- le sol, qui lui, par les même conditions, aurait été a 10°C.
- Mais, dans bien des cas, ça suffit pour la quantité de calories qu’on veut récupérer, donc on choisi cette solutions, qui est moins chère et plus simple à la mise en oeuvre.
Bon, maintenant qu’on a récupéré ces calories c’est l’unité intérieur qui prend le relais. Elle peut se présente...
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