LA POMPE À CHALEUR, UN APPAREIL ESSENTIEL POUR TOUTE VOITURE ÉLECTRIQUE

(Article publié dans le magazine Innovations Automobiles, juin 2024)

Par Piero Facchin

Les moteurs, qu’ils soient électriques ou à combustion, produisent de la chaleur lorsqu’ils fonctionnent. L’énergie thermique créée est souvent perdue, mais dans le but de l’utiliser à bon escient, les voitures avec un moteur à combustion en utilisent une petite quantité pour faire fonctionner leurs systèmes de chauffage et de ventilation.

En revanche, les véhicules électriques (VE) offrent un plus grand niveau d’efficacité : même si les moteurs et les batteries produisent un excès de chaleur qui peut limiter l’autonomie, il n’y en a pas assez pour alimenter d’autres systèmes comme le chauffage. Ainsi, en hiver, les conducteurs de VE ont froid ou sont obligés de puiser de l’énergie supplémentaire dans la batterie pour faire fonctionner un radiateur soufflant, ce qui est loin d’être idéal.

Une pompe à chaleur dans un VE fonctionne sur un principe similaire à celui d’un réfrigérateur ou d’un système de climatisation standard, mais adapté pour chauffer et refroidir l’habitacle.

Le fonctionnement de la pompe à chaleur dépend d’un cycle thermodynamique qui implique la compression et l’expansion d’un fluide réfrigérant. Voici les étapes clés de ce processus :

1. Compression : Le cycle commence lorsque le réfrigérant, initialement sous forme de gaz à basse pression, est comprimé par un compresseur électrique. En étant comprimé, le gaz augmente en température et en pression.
2. Condensation : Le gaz chaud et à haute pression passe ensuite dans un condenseur où il libère sa chaleur à l’extérieur du véhicule (lorsqu’il est utilisé pour le refroidissement de l’habitacle) ou à l’intérieur pour chauffer l’habitacle. Lors de cette libération de chaleur, le réfrigérant se condense et se transforme en liquide.
3. Détente : Le réfrigérant liquide passe ensuite par un détendeur, ce qui réduit sa pression. Cette détente refroidit rapidement le réfrigérant, le transformant en un mélange de liquide et de vapeur à basse température et basse pression.
4. Évaporation : Ce mélange froid entre dans l’évaporateur où il absorbe la chaleur de l’air intérieur du véhicule (pour le refroidissement) ou de l’extérieur (pour le chauffage). En absorbant la chaleur, le réfrigérant s’évapore et retourne sous forme de gaz à basse pression.
5. Retour au compresseur : Le gaz à basse pression et basse température retourne au compresseur, où le cycle peut recommencer.

L’efficacité d’une pompe à chaleur dans un VE est cruciale, car elle permet de maximiser l’autonomie de la batterie en utilisant moins d’énergie que les systèmes de chauffage traditionnels qui dépendent directement de la résistance électrique. En outre, ce système peut inverser son cycle pour fournir soit du chauffage, soit du refroidissement, selon les besoins, tout en utilisant moins de composants qu’un système de climatisation et de chauffage séparés, entraînant ainsi une économie de poids et d’espace.

CRÉDIT IMAGE : Automobile Propre