Pour les maisons individuelles, la pompe à chaleur s’est imposée depuis longtemps. Les puissances nécessaires pour le chauffage des locaux et l'eau chaude ne posent aucun problème. En revanche, pour les immeubles, une puissance bien supérieure est nécessaire. Il n’est guère possible de couvrir ces besoins avec une seule machine, et ce ne serait pas non plus judicieux d'un point de vue énergétique. En effet, une seule grande pompe à chaleur, peu sollicitée, ne fonctionnerait pas de manière efficace et serait en outre très coûteuse. Une bonne alternative s'appelle la mise en cascade. Ici, deux ou plusieurs «petites» pompes à chaleur sont reliées entre elles pour former un ensemble. Il est ainsi possible de fournir à tout moment autant de puissance que nécessaire.

Compact et élégant

Un exemple intéressant d'une telle solution se trouve à Fribourg, sur la Route du Jura. Jusqu'à récemment, il y avait là un garage de plain-pied pouvant accueillir une douzaine de véhicules et un chalet plus ancien. Dans le cadre de la densification intérieure, ces bâtiments ont été remplacés par un immeuble moderne conçu par Virdis Architecture (Fribourg). Le bâtiment exploite au maximum les contraintes architecturales, tout en restant très élégant grâce à sa conception différenciée. Il comprend neuf appartements en copropriété et une surface commerciale au rez-de-chaussée. Outre la forme soigneusement adaptée au terrain, il convient de souligner la diversité des espaces extérieurs offerts aux propriétaires: Chaque logement dispose d’une loggia qui fait office d'élément de raccordement entre la cuisine, la salle à manger et le salon. Les logements avec jardin donnent accès au jardin côté versant. Les logements sous les toits possèdent chacun une terrasse privée sur le toit. Les autres propriétaires disposent d'une autre terrasse sur le toit, dont l’usage est partagé en commun. L’entrée du garage se trouve sur le côté nord du bâtiment. Son portail et ses façades donnant sur la rue sont réalisés en métal déployé. Cela permet d'assurer une bonne ventilation du garage, tout en permettant un chauffage efficace. En effet, une cascade (interconnexion) de quatre pompes à chaleur air-eau de type Elco Aerotop S est installée sur le mur latéral du garage. Habituellement, ces machines sont installées à l'intérieur, ce qui nécessite un canal d'aspiration et un canal de soufflage pour l'air. À Fribourg, une solution élégante a pu être trouvée grâce à une étroite collaboration entre l'architecte, l’entrepreneur général, l’installateur de chauffage et Elco. L'air est directement aspiré à l'arrière des quatre machines. Un fois la chaleur extraite, elle est collectée dans un canal central monté au-dessus des machines et rejetée en direction de la rue. Cette solution ne convainc pas seulement sur le plan visuel mais également sur le plan acoustique. En effet, dans une rue très fréquentée, le bruit de l'air sortant, très faible, n'a pas d’importance.

Un travail d'équipe flexible

«Cette circulation de l'air à travers le garage est inhabituelle, mais elle fonctionne bien. Ainsi, nous n’avons pas non plus besoin de gaines d'air du côté versant du bâtiment, où se trouvent les terrasse de jardin», explique Mawin Langel, Responsable CVC chez AC Energies SA à Villars-sur-Glâne. Au cours de la planification, il a examiné différentes options pour le système de chauffage, dont des pompes à chaleur à sondes géothermiques ou des appareils split. La variante mise en œuvre avec quatre pompes à chaleur s’est avérée être la meilleure solution du point de vue énergétique, financier et sur le plan de l'implantation. Bien que les quatre pompes à chaleur semblent identiques à première vue, elles se distinguent par leur équipement et leur fonctionnement. Deux des machines fournissent non seulement la chaleur de chauffage, mais également l’eau chaude, l’une d’entre elles chargée d’orchestrer tout le quatuor. «Nous travaillons ici avec ce que l'on appelle un concept <Leader/Follower>», explique Antonio Ayude, conseiller de vente chez Elco. La pompe à chaleur Leader, équipée de différentes sondes, détecte la quantité de chaleur ambiante ou d'eau chaude nécessaire à un moment donné. Si elle ne peut pas couvrir elle-même ce besoin, elle active une ou plusieurs des trois machines Follower. Ainsi, les quatre pompes à chaleur peuvent couvrir de manière flexible toute la plage des besoins, du minimum au maximum. Les machines non utilisées fonctionnent en mode Standby, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie. Néanmoins, en cas de pics de charge soudains - par exemple une envie collective de prendre des bains chauds, les besoins peuvent être couverts de manière rapide et fiable.

Solution efficace

Les quatre pompes à chaleur fonctionnent en outre selon un principe modulant: Elles ne fonctionnent donc pas selon le simple schéma «marche/arrêt», mais elles adaptent leurs performances de manière variable en fonction de la demande du moment. «Ce mode de fonctionnement est très efficace et préserve également la machine», explique Antonio Ayude, «car, si une pompe à chaleur démarre, fonctionne à pleine puissance et s'arrête au bout de quinze minutes le compresseur en souffre.» De même, un «démarrage à froid» nécessite souvent une intensité de 40 ampères, ce qui sollicite fortement l'installation électrique du bâtiment. En revanche, une pompe à chaleur en mode modulant ne nécessite «que» 10 à 15 ampères. Le conception ingénieux de l’installation permet donc non seulement d'économiser de l'énergie, mais également de préserver l'installation et de prolonger ainsi sa durée de vie. D'après le maître d'œuvre Daniel Gonzalez, les retours sur le nouveau bâtiment sont très positifs: «De nombreux riverains, ainsi que des tiers, nous félicitent pour ce bâtiment élégant et moderne, dont la forme non conventionnelle s'intègre si bien dans le quartier et se fond parfaitement dans le contexte urbain.» Ils sont également très satisfaits du système de chauffage: «L’installation a été rapide et impeccable. Il n’y a pas eu de maladies infantiles. Depuis l'emménagement, nos copropriétaires ne tarissent pas non plus d'éloges. Nous sommes tous bien au chaud - plus chaud, ce serait déjà trop chaud.»

Une première parfaitement réussie

L'installateur Mawin Langel est également très heureux de cette nouvelle installation de référence: «Notre précédent record était une cascade de deux pompes à chaleur. Maintenant, nous avons pu mettre en œuvre une cascade de quatre pompes à chaleur, qui fonctionne très bien.» Outre la collaboration étroite en pleine confiance avec Elco, la coordination avec les architectes a également été importante pour la réussite du projet: «Les machines ont besoin d'un endroit approprié, spacieux afin de garantir l'accès pour la maintenance. Pour assurer la conformité avec les directives en matière d'insonorisation, une planification minutieuse est également nécessaire. Nous y sommes parvenus ici.» Et le maître d'œuvre Daniel Gonzalez d'ajouter: «Ma famille et moi sommes heureux et fiers d'avoir pu donner cet élan pour la construction d'un si beau bâtiment. La technique de chauffage moderne est la cerise sur le gâteau.»

Données du projet

Maître d'œuvre
Daniel Gonzales, Fribourg;

Architecture
Virdis Architecture Sàrl, Fribourg;

Entrepreneur général
SD Construction, Fribourg;

Installateur
AC Energies SA, Villars-sur-Glâne;

Solution de chauffage:
4 pompes à chaleur en cascade Elco Aerotop S (15 kilowatts de puissance chacune) pour le chauffage des locaux et l’eau chaude sanitaire. Ballon d’eau chaude HPA WP/E (1 500 litres), ballon de stockage Elco Vistron-B (1 500 litres).