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Une pompe à chaleur (PAC) est un dispositif thermodynamique permettant de transférer la chaleur du milieu le plus froid (et donc le refroidir encore) vers le milieu le plus chaud (et donc de le chauffer), alors que, naturellement, la chaleur se diffuse du plus chaud vers le plus froid jusqu'à l'égalité des températures. Le réfrigérateur est le système de PAC le plus connu. Le climatiseur est un autre système de PAC courant. Les pompes à chaleur des climatisations sont parfois réversibles contrairement aux réfrigérateurs.

Mais le terme de « pompe à chaleur » s'est surtout diffusé pour désigner la pompe à chaleur géothermique ou la pompe à chaleur air-eau, système de chauffage domestique popularisé en France suite au premier choc pétrolier en 1973. Dans certains pays, dont la France, des incitations fiscales soutiennent la diffusion de certains modèles de pompe à chaleur air-eau. Ces systèmes regagnent en popularité depuis l'an 2000, notamment en raison de l'augmentation du prix du pétrole et de préoccupations écologiques.

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Notre environnement : le sol sous nos pieds, l'eau des nappes, l'air qui nous entoure, stockent chaque jour l'énergie que nous dispense le soleil.

Récupérer cette énergie gratuite et inépuisable et s'en servir pour le chauffage, c'est possible grâce aux pompes à chaleur.

Ce sont des équipements qui permettent d'économiser les énergies fossiles tout en limitant nos rejets de gaz à effet de serre. Il en existe plusieurs types, qui puisent la chaleur soit dans l'air (pompes aérothermiques), soit dans le sol ou l'eau des nappes phréatiques (pompes géothermiques).

L'ADEME encourage le choix des pompes à chaleur les plus performantes, quelle que soit la technologie, en insistant en particulier sur la qualité de mise en oeuvre du système complet (capteur, pompe à chaleur, émetteur de chaleur).

Simples à mettre en oeuvre, elles récupèrent les calories de l'air ambiant (intérieur ou extérieur au logement) et s'adaptent à de nombreuses situations : l'air est une source de chaleur facilement exploitable, sans capteur à installer et sans autorisation spéciale. Elles peuvent convenir dans une maison individuelle, neuve ou ancienne.

La température de l'air extérieur varie beaucoup au cours de l'année et peut descendre très bas en hiver. En conséquence, les performances des PAC aérothermiques varient elles aussi largement.