Equium a mis au point un nouveau cœur de pompe à chaleur thermo-acoustique qui produirait 3 à 4 kW de chaleur pour chaque kilowatt d'énergie qu'il consomme. L'entreprise affirme que ce dispositif sans réfrigérant pourrait produire de l'eau chaude sanitaire à des températures allant jusqu'à 80 °C.

Un nouveau modèle de pompe à chaleur fonctionnant par ondes acoustiques

La startup française Equium a mis au point un cœur de pompe à chaleur qui fonctionne par ondes acoustiques et produit de l'air chaud et froid. Equium fabrique le noyau et travaille avec une autre société qui l'intègre dans les systèmes de pompe à chaleur. Les unités sont modulables de 1 kW à 3 kW et sont conçues pour des applications résidentielles.
 
La nouvelle pompe à chaleur peut prétendument atteindre des températures plus élevées que les pompes à chaleur existantes, sans avoir besoin de réfrigérants. Elle fonctionne avec un haut-parleur haute-fidélité (Hi-Fi) alimenté par l'électricité qui crée une onde acoustique dans un récipient fermé rempli d'hélium à une pression de 30 bars. L'onde acoustique provoque la compression ou la dilatation du gaz, déplaçant ainsi la chaleur d'une température inférieure à une température supérieure, ou vice versa. Le cœur de la pompe à chaleur est rempli d'eau, qui absorbe ou libère cette chaleur.
 
« L'onde acoustique effectue le travail de compression et d'expansion du gaz qui produit respectivement de la chaleur ou du froid », a déclaré Philippe Loyer, chef de produit chez Equium.
 
Selon M. Loyer, la pompe à chaleur peut produire de l'eau domestique jusqu'à 80 degrés. Il affirme que l'un des principaux avantages de la pompe à chaleur acoustique, par rapport aux unités traditionnelles utilisant des réfrigérants, est sa capacité à atteindre des températures très élevées ou très basses.
 
« Les pompes à chaleur traditionnelles utilisent des réfrigérants avec une phase de température. Elles ont une température limite, qui est la température du changement de phase du liquide au gaz du réfrigérant », a déclaré M. Loyer. « Dans notre noyau, l'hélium reste sous forme de gaz. Comme l'hélium reste un gaz jusqu'à -200 C, nous pouvons atteindre des températures plus élevées à l'intérieur du cœur de notre pompe à chaleur. »
 
La pompe à chaleur est censée fonctionner avec toutes les sources de chaleur externes, y compris les sources d'air de -15 degrés à 50 degrés. Étant donné que son noyau est rempli d'eau, elle fonctionne mieux comme pompe à chaleur à eau et géothermique. Pour être utilisée comme une pompe à chaleur à air, l'unité peut être équipée d'un ventilateur qui transfère la chaleur de l'air à l'eau, selon M. Loyer.
 
La pompe à chaleur a un coefficient de performance de trois à quatre, ce qui signifie qu'elle produit 3 kW à 4 kW de chaleur pour chaque kilowatt d'électricité qu'elle consomme. Equium vise une puissance thermique de 8 à 10 kW pour son cœur de pompe à chaleur, a précisé M. Loyer. Elle a une durée de vie de 30 ans, avec un processus d'installation facile. La pompe à chaleur acoustique offre également une meilleure modulation que les unités traditionnelles.
 

Quelles sont les différences avec les pompes à chaleur traditionnelles ?

« Nous avons la même efficacité que les pompes à chaleur traditionnelles, mais nous avons une meilleure modulation grâce au transfert acoustique », a déclaré Loyer.
Les unités traditionnelles à sortie fixe se mettent en marche et s'arrêtent plusieurs fois par jour, passant de la capacité zéro à la capacité maximale pour atteindre le bon équilibre de température. Mais la nouvelle pompe à chaleur module sa sortie pour fournir en permanence la température souhaitée.
 
« La régulation de la sortie d'une pompe à chaleur classique est très consommatrice d'énergie. Sur notre système acoustique, la régulation est très facile », explique Loyer.  « Si vous voulez moins de puissance, il suffit de diminuer le volume de l'enceinte Hi-Fi ».
 
Equium affirme que le système de pompe à chaleur est totalement silencieux, malgré l'utilisation d'un haut-parleur pour générer l'onde acoustique. Le niveau de bruit serait inférieur à 30 dB - l'équivalent d'un chuchotement.
 
« Le son produit par notre système reste confiné à l'intérieur du noyau, de sorte que vous ne pouvez pas l'entendre de l'extérieur », a déclaré M. Loyer.
 
Equium procède actuellement à des essais sur le terrain pour sa pompe à chaleur thermo-acoustique. Elle prévoit de la lancer à la fin de l'année 2023.