Brevet FR3101134A1 — publié le 20210326

MACHINE THERMODYNAMIQUE DE TYPE THERMOFRIGOPOMPE MULTISOURCES ET PROCEDE DE FONCTIONNEMENT Machine thermodynamique comportant un circuit frigorigène traversant des premier, deuxième, troisième et quatrième échangeurs de chaleur (2, 3, 4, 5) pour faire circuler un fluide frigorigène. Un compresseur (6) est monté entre une sortie du deuxième échangeur de chaleur (3) et une entrée du premier échangeur de chaleur (2). Un premier détendeur (7) est monté entre une sortie du premier échangeur de chaleur (2) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (3). Quatre nœuds de liaison (17, 18, 19, 20) relient différentes entrées et sorties pour définir plusieurs canaux de circulation du fluide frigorigène. Des premier, second, et troisième dispositifs de commutation (10, 11, 12, 13, 14, 15, 21, 22, 23) définissent sélectivement un canal montant le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5) en parallèle du premier échangeur de chaleur (2) ou montant le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5) en parallèle du deuxième échangeur de chaleur (3). Figure pour l’abrégé : figure 1 MACHINE THERMODYNAMIQUE DE TYPE THERMOFRIGOPOMPE MULTISOURCES ET PROCEDE DE FONCTIONNEMENT L'invention a pour domaine les installations de production d’énergie calorifique et frigorifique par cycle thermodynamique, par exemple pour satisfaire les besoins de chauffage, de rafraîchissement, et de production d’eau chaude sanitaire, dans les secteurs du bâtiment et de l’industrie. Plus particulièrement, l'invention a pour domaine les machines thermodynamiques multisources, aptes à échanger de l’énergie thermique avec au moins deux sources externes différentes, par exemple l’air ambiant et le sous-sol. L’invention concerne une machine thermodynamique appelée thermofrigopompe, qui assure simultanément la fourniture d’énergie calorifique à un consommateur d’énergie calorifique d’une part et la fourniture d’énergie frigorifique à un consommateur d’énergie frigorifique d’autre part, tout en échangeant de l’énergie thermique avec l’une ou l’autre de ces deux sources externes, ou avec les deux. Le consommateur d’énergie calorifique, appelé également consommateur de chaleur, est défini comme un ou plusieurs éléments absorbant de la chaleur par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur. La puissance calorifique transférée au consommateur est directement proportionnelle à la différence entre la température du fluide caloporteur en direction du consommateur de chaleur et la température du fluide caloporteur au retour du consommateur de chaleur. Le consommateur d’énergie frigorifique, appelé également consommateur de froid, est défini comme un ou plusieurs éléments absorbant de l’énergie frigorifique par l’intermédiaire d’un fluide caloporteur. La puissance frigorifique transférée au consommateur est directement proportionnelle à la différence entre la température du fluide caloporteur en direction du consommateur de froid et la température du fluide caloporteur au retour du consommateur de froid. Les thermofrigopompes produisent une énergie calorifique qui est transférée à l’extérieur à travers un échangeur thermique appelé échangeur condenseur, au circuit primaire duquel a lieu la condensation d’un fluide frigorigène, et au circuit secondaire duquel circule le fluide caloporteur véhiculant l’énergie calorifique vers le consommateur de chaud. Les thermofrigopompes produisent simultanément une énergie frigorifique qui est transférée à l’extérieur à travers un échangeur thermique appelé échangeur évaporateur, au circuit primaire duquel a lieu l’évaporation d’un fluide frigorigène, et au circuit secondaire duquel circule le fluide caloporteur véhiculant l’énergie frigorifique vers le consommateur de froid. Par le principe même de fonctionnement de la machine, basé sur le cycle thermodynamique d’un fluide frigorigène, le rapport entre les puissances calorifique et frigorifique produites par la machine à un instant donné, dépend essentiellement du type de fluide frigorigène utilisé et des valeurs de température de condensation et d’évaporation du fluide frigorigène à l’instant considéré. Ces valeurs de température sont directement liées aux valeurs de température du fluide caloporteur en sortie du secondaire de l’échangeur condenseur et en sortie du secondaire de l’échangeur évaporateur. Le rapport entre les puissances calorifique et frigorifique produites par la machine à un instant donné ne peut donc pas être ajusté librement. D’un autre côté, le rapport entre la puissance calorifique requise par le consommateur de chaleur et la puissance frigorifique requise par le consommateur de froid, indépendant de la machine thermodynamique, peut varier à chaque instant, et peut en outre prendre n’importe quelle valeur. Une thermofrigopompe est incapable d’adapter à chaque instant à la fois la puissance calorifique et la puissance frigorifique produites aux valeurs de puissance calorifique et frigorifique requises respectivement par le consommateur de chaleur et le consommateur de froid. Soit la machine adapte la puissance calorifique produite à la puissance calorifique requise par le consommateur de chaleur, et dans ce cas la puissance frigorifique produite par la machine ne correspond pas au niveau de puissance requis par le consommateur de froid. Soit la machine adapte la puissance frigorifique produite à la puissance frigorifique requise par le consommateur de froid, et dans ce cas la puissance calorifique produite par la machine ne correspond pas au niveau de puissance requis par le consommateur de chaud. On distingue deux modes de fonctionnement, en fonction du niveau respectif de la demande en énergie calorifique et de la demande en énergie frigorifique. Lorsque le rapport entre les puissances calorifique et frigorifique appelées par les consommateurs est supérieur au rapport entre les puissances calorifique et frigorifique produites par la machine, la machine peut adapter la puissance calorifique produite à la puissance calorifique requise par le consommateur de chaleur. Elle produit une puissance frigorifique supérieure à la puissance frigorifique requise par le consommateur de froid. La machine puise au consommateur de froid une partie seulement de la puissance calorifique nécessaire pour alimenter le consommateur de chaleur. Dans ce cas la machine fonctionne selon le mode appelé production calorifique prioritaire, la production calorifique étant appelée production prioritaire et la production frigorifique étant appelée production non prioritaire. Inversement, lorsque le rapport entre les puissances calorifique et frigorifique appelées par les consommateurs est inférieur au rapport entre les puissances calorifique et frigorifique produites par la machine, la machine peut adapter la puissance frigorifique produite à la puissance frigorifique requise par le consommateur de froid. Elle produit une puissance calorifique supérieure à la puissance calorifique requise par le consommateur de chaleur. La machine puise au consommateur de chaleur une partie seulement de la puissance frigorifique nécessaire pour alimenter le consommateur de froid. Dans ce cas la machine fonctionne selon le mode appelé production frigorifique prioritaire, la production frigorifique étant appelée production prioritaire et la production calorifique étant appelée production non prioritaire. En mode production calorifique prioritaire, une partie seulement de l’énergie calorifique nécessaire pour alimenter le consommateur de chaleur est puisée dans le consommateur de froid, et la machine doit puiser un complément d’énergie calorifique dans un élément extérieur. En mode production frigorifique prioritaire, une partie seulement de l’énergie frigorifique nécessaire pour alimenter le consommateur de froid est puisée dans le consommateur de chaleur, et c’est un complément d’énergie frigorifique qui doit être puisée dans un élément extérieur. Cet élément extérieur, assurant l’équilibre énergétique du système en fournissant le complément d’énergie calorifique ou frigorifique, est appelé source externe. La source externe est définie comme un ou plusieurs éléments capables de fournir indifféremment de l’énergie calorifique ou de l’énergie frigorifique à la machine. En aérothermie, la source externe est l’air ambiant et l’échange thermique avec cette source est réalisé à travers un échangeur thermique dont le circuit secondaire est en contact direct avec l’air ambiant. La circulation de l’air ambiant au circuit secondaire de l’échangeur est généralement forcée par un ou plusieurs ventilateurs. En géothermie, la source externe est le sous-sol et l’échange thermique avec cette source est réalisé à travers un ensemble d’échangeurs verticaux, de type sonde géothermique verticale, constitués de canalisations insérées dans le sous-sol. L’échange thermique avec cette source est généralement réalisé à travers un échangeur thermique dont le circuit secondaire est raccordé aux échangeurs verticaux par l’intermédiaire de canalisations, dans lesquelles circule un fluide caloporteur. Les thermofrigopompes dites géothermiques présentent un meilleur niveau de performance énergétique global, c'est-à-dire moyenné sur une année, que les thermofrigopompes dites aérothermiques. Le coefficient de performance d’une machine thermodynamique peut être défini comme le rapport entre l’énergie calorifique produite par la machine et l’énergie électrique consommée par le compresseur. Ce coefficient dépend de l’écart entre les températures de condensation et d’évaporation du fluide frigorigène qui sont continuellement adaptées aux températures requises au circuit secondaire des échangeurs fonctionnant en condenseur et en évaporateur. Plus l’écart entre ces deux températures est réduit, plus le coefficient de performance est élevé. La température du sous-sol est beaucoup moins sujette aux variations saisonnières que la température de l’air ambiant. Les besoins calorifiques étant généralement plus importants durant la période hivernale, lorsque la température du sous-sol est plus élevée que la température de l’air, la performance énergétique des machines exploitant l’énergie calorifique du sous-sol fonctionnent, durant cette période, avec un niveau de performance énergétique supérieur aux machines exploitant l’énergie calorifique contenue dans l’air ambiant. De la même façon, les besoins frigorifiques étant généralement plus importants durant la période estivale, lorsque la température du sous-sol est plus basse que la température de l’air, les machines exploitant l’énergie frigorifique du sous-sol fonctionnent durant cette période avec un niveau de performance énergétique supérieur aux machines exploitant l’énergie frigorifique contenue dans l’air ambiant. Les thermofrigopompes géothermiques présentent plusieurs inconvénients. Il existe des périodes de l’année pendant lesquelles l’exploitation de la source géothermique est moins favorable pour la performance énergétique de la machine thermodynamique que ne le serait l’exploitation de la source aérothermique. Ces situations dépendent de l’environnement géologique et climatique du lieu où est installée la machine et de la nature des usages des consommateurs d’énergie thermique. Ces situations se rencontrent durant les intersaisons, lorsque la température de l’air ambiant atteint temporairement des valeurs plus favorables que la température du sous-sol. Durant ces périodes, la température de l’air ambiant peut atteindre des valeurs plus élevées que la température du sous-sol alors que les besoins des consommateurs d’énergie thermique sont majoritairement des besoins en énergie calorifique. De la même façon la température de l’air ambiant peut atteindre des valeurs plus basses que la température du sous-sol alors que les besoins des consommateurs d’énergie thermique sont majoritairement des besoins en énergie frigorifique. Ces situations peuvent également se rencontrer lorsque les consommateurs d’énergie thermique présentent des usages qui ne sont pas en lien avec les saisons. Un exemple caractéristique concerne la consommation d’eau chaude sanitaire, qui est répartie de façon uniforme tout au long de l’année. Ce type d’usage se rencontre couramment dans les bâtiments hospitaliers, dans les bâtiments hôteliers, ou dans le logement. En période hivernale, l’exploitation de l’énergie contenue dans le sous-sol pour la production d’eau chaude est plus favorable que l’exploitation de l’énergie aérothermique. Durant la période estivale, au contraire, l’exploitation de la source géothermique pour cette production calorifique conduit à des niveaux de performance de la machine thermodynamique bien plus faibles en comparaison d’une machine exploitant la source aérothermique. Un autre exemple concerne le chauffage des bassins des piscines, dont l’eau est renouvelée régulièrement pour des raisons sanitaires. Le besoin de chauffage est effectif toute l’année, y compris en période estivale. De telles situations se rencontrent également dans le domaine industriel où la demande en énergie frigorifique est effective durant toute l’année, y compris pendant la période hivernale. Pour ces applications, l’exploitation de l’énergie frigorifique de l’air ambiant conduirait pendant la période hivernale à un niveau de performance bien supérieur à l’exploitation de la source géothermique. Pour une thermofrigopompe géothermique, l’énergie thermique contenue dans le sous-sol est située dans l’emprise des échangeurs verticaux. L’énergie contenue dans cette portion du sous-sol ne se renouvelle naturellement que de façon extrêmement lente et limitée. L’exploitation énergétique du sous-sol génère alors localement une variation, à la hausse ou à la baisse, de sa température, qui peut d’ailleurs conduire sur le long terme à l’épuisement de la ressource si cette exploitation s’avère trop importante. La source géothermique, qui est exploitée de façon locale, n’est donc pas inépuisable, au contraire de l’énergie thermique exploitée par les machines aérothermiques, qui est contenue dans l’air ambiant, et qui se renouvelle sans cesse. La quantité d’énergie calorifique ou frigorifique qu’une source géothermique locale peut fournir annuellement, autrement dit sa capacité énergétique, est donc limitée. Pour une application donnée et un sous-sol présentant localement des propriétés thermiques et hydrogéologiques données, le dimensionnement d’un champ de sondes géothermiques, c'est-à-dire le nombre et la profondeur des échangeurs verticaux et leur emprise dans le sous-sol, dépendra alors essentiellement du niveau de sollicitation énergétique du sous-sol, c’est à dire de la quantité d’énergie calorifique ou frigorifique qui sera prélevée annuellement au sous-sol. Pour augmenter la quantité d’énergie calorifique ou frigorifique qu’une source géothermique locale pourra fournir annuellement, il est nécessaire d’augmenter le dimensionnement du champ de sondes géothermiques, ce qui est très coûteux. Un autre moyen permettant d’augmenter la capacité de la source géothermique consiste à effectuer une recharge calorifique ou frigorifique du sous-sol à partir d’une autre ressource. L’inertie thermique du sous-sol est alors utilisée pour stocker à une certaine période une énergie calorifique ou frigorifique produite à faible coût énergétique à partir d’une autre source, et la rendre disponible à une période ultérieure, correspondant à la période de demande thermique d’un consommateur d’énergie. La source aérothermique peut constituer une source d’énergie exploitable à faible coût énergétique à certaines périodes de l’année. En période estivale, l’exploitation de l’énergie calorifique contenue dans l’air ambiant pour recharger le sous-sol en énergie calorifique peut être réalisée avec un haut rendement énergétique. En période hivernale, l’exploitation de l’énergie frigorifique contenue dans l’air ambiant pour recharger le sous-sol en énergie frigorifique, ou autrement dit pour décharger le sous-sol en énergie calorifique, peut être également réalisée avec un haut rendement énergétique. Machine thermodynamique comportant : - un premier échangeur de chaleur (2) possédant au moins un circuit primaire où circule un fluide frigorigène et au moins un circuit secondaire destiné à être parcouru par un premier fluide caloporteur, le premier échangeur de chaleur (2) étant configuré pour condenser le fluide frigorigène ; - un deuxième échangeur de chaleur (3) possédant au moins un circuit primaire où circule le fluide frigorigène et au moins un circuit secondaire destiné à être parcouru par un deuxième fluide caloporteur, le deuxième échangeur de chaleur (3) étant configuré pour évaporer le fluide frigorigène ; - un troisième échangeur de chaleur (4) destiné à coopérer avec une source géothermique (400) et possédant au moins un circuit primaire où circule le fluide frigorigène et au moins un circuit secondaire, le troisième échangeur de chaleur étant configuré pour évaporer ou condenser le fluide frigorigène ; - un quatrième échangeur de chaleur (5) destiné à coopérer avec une source aérothermique (500) et possédant au moins un circuit primaire où circule le fluide frigorigène et au moins un circuit secondaire, le quatrième échangeur de chaleur étant configuré pour évaporer ou condenser le fluide frigorigène ; - au moins un premier circuit frigorigène (1) à l’intérieur duquel circule le fluide frigorigène, le au moins un premier circuit frigorigène connectant le premier échangeur de chaleur (2), le deuxième échangeur de chaleur (3), le troisième échangeur de chaleur (4), et le quatrième échangeur de chaleur (5) ; dans laquelle le au moins un premier circuit frigorigène (1) comporte : - un compresseur (6) monté entre une sortie du deuxième échangeur de chaleur (3) et une entrée du premier échangeur de chaleur (2) ; - un premier détendeur (7) monté entre une sortie du premier échangeur de chaleur (2) et une entrée du deuxième échangeur de chaleur (3) ; - un premier nœud de liaison (17) reliant la sortie du compresseur (6) à l’entrée du premier échangeur de chaleur (2), à un premier dispositif de commutation (10, 11, 21) et à un deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) ; - un deuxième nœud de liaison (18) reliant la sortie du premier échangeur de chaleur (2) à une entrée du premier détendeur (7) et à un troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) ; - un troisième nœud de liaison (19) reliant l’entrée du deuxième échangeur de chaleur (3) avec une sortie du premier détendeur (7) et avec le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) ; - un quatrième nœud de liaison (20) reliant la sortie du deuxième échangeur de chaleur (3) à l’entrée du compresseur (6), au premier dispositif de commutation (10, 11, 21) et au deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) ; - le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) étant configuré pour définir sélectivement une première configuration ou une seconde configuration, la première configuration définissant un premier canal de circulation du fluide frigorigène reliant le premier nœud de liaison (17) à la première entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) jusqu’au quatrième nœud de liaison (20), la deuxième configuration définissant un deuxième canal de circulation du fluide frigorigène reliant une première entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) au quatrième nœud de liaison (20) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) depuis le premier nœud de liaison (17) ; - le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) étant configuré pour définir sélectivement une première configuration ou une seconde configuration, la première configuration définissant un premier canal de circulation du fluide frigorigène reliant le premier nœud de liaison (17) à la première entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) jusqu’au quatrième nœud de liaison (20), la deuxième configuration définissant un deuxième canal de circulation du fluide frigorigène reliant une première entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5) au quatrième nœud de liaison (20) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) depuis le premier nœud de liaison (17) ; - le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) étant configuré pour définir sélectivement une première configuration, une seconde configuration ou une troisième configuration, la première configuration définissant un premier canal de circulation du fluide frigorigène reliant le deuxième nœud de liaison (18) à une deuxième entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) et à une deuxième entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) jusqu’au troisième nœud de liaison (19), la deuxième configuration définissant un deuxième canal de circulation du fluide frigorigène reliant la deuxième entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) et la deuxième entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5) au troisième nœud de liaison (19) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) depuis le deuxième nœud de liaison (18), la troisième configuration empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) depuis le deuxième nœud de liaison (18) et empêchant la circulation du fluide frigorigène à travers le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) jusqu’au troisième nœud de liaison (19) et reliant la deuxième entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) et la deuxième entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5); - un second détenteur (8) monté entre le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) et la deuxième entrée/sortie du troisième échangeur de chaleur (4) ; - un troisième détenteur (9) monté entre le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) et la deuxième entrée/sortie du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second détenteur (8) et le troisième détendeur (9) sont des détendeurs bidirectionnels. Machine thermodynamique selon l’une des revendications précédente, caractérisée en ce qu’elle comporte un circuit de commande (600) configuré pour définir sélectivement au moins deux modes de fonctionnement parmi: - un premier mode de fonctionnement dans lequel le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) et le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) sont dans la deuxième configuration, et le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) est dans la première configuration, pour transférer des calories depuis le circuit secondaire du deuxième échangeur de chaleur (3) et/ou depuis un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) et/ou depuis un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) vers le circuit secondaire du premier échangeur de chaleur (2) ; - un deuxième mode de fonctionnement dans lequel le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) et le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) sont dans la première configuration, et le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) est dans la seconde configuration, pour transférer des calories depuis le circuit secondaire du deuxième échangeur de chaleur (3) vers le circuit secondaire du premier échangeur de chaleur (2) et/ou vers le circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) et/ou vers le circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) ; - un troisième mode de fonctionnement dans lequel le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) est dans la deuxième configuration, le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) est dans la première configuration et le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) est dans la troisième configuration, pour transférer des calories depuis le circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) vers le circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) ; - un quatrième mode de fonctionnement dans lequel le premier dispositif de commutation (10, 11, 21) est dans la première configuration, le deuxième dispositif de commutation (12, 13, 22) est dans la deuxième configuration et le troisième dispositif de commutation (14, 15, 23) est dans la troisième configuration, pour transférer des calories depuis le circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) vers le circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) ; Machine thermodynamique selon la revendication précédente, comportant : - un premier capteur de température (44) configuré pour mesurer la température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) ; - un deuxième capteur de température (54) configuré pour mesurer la température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) ; et dans laquelle le deuxième détendeur (8) et le troisième détendeur (9) sont à taux d’ouverture variable et en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour contrôler le taux d’ouverture du deuxième détendeur (8) et le taux d’ouverture du troisième détendeur (9) et ajuster la puissance calorifique ou frigorifique transmise respectivement à travers le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5) en fonction des valeurs de températures (TGEO, TAIR) mesurées à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) et à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour fermer le deuxième détendeur (8) dans le premier mode de fonctionnement quand le circuit de commande (600) constate que la valeur de température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) est inférieure à la valeur de température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon l’une des revendications 4 à 5, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour fermer le troisième détendeur (9) dans le premier mode de fonctionnement quand le circuit de commande (600) constate que la valeur de température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) est supérieure à la valeur de température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour fermer le deuxième détendeur (8) dans le deuxième mode de fonctionnement quand le circuit de commande (600) constate que la valeur de température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) est supérieure à la valeur de température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon l’une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour fermer le troisième détendeur (9) dans le deuxième mode de fonctionnement quand le circuit de commande (600) constate que la valeur de température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) est inférieure à la valeur de température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5). Machine thermodynamique selon l’une des revendications 4 à 8, comportant des moyens de mesure de la température de la source géothermique (400) et dans laquelle le circuit de commande (600) comporte un modèle prévisionnel de la température de la source géothermique (400) dans le temps, le circuit de commande (600) étant configuré pour activer le troisième mode de fonctionnement ou le quatrième mode de fonctionnement lorsque le circuit de commande (600) constate que la température de la source géothermique (400) s’écarte de la température du modèle prévisionnel au-delà d’une valeur seuil. Machine thermodynamique selon la revendication précédente dans laquelle les moyens de mesure de la température de la source géothermique (400) comportent le premier capteur de température (44) et un dispositif d’estimation configuré pour estimer la température de la source géothermique à partir de la température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4). Machine thermodynamique selon la revendication 9 dans laquelle les moyens de mesure de la température de la source géothermique (400) comportent un troisième capteur de température (403) destiné à être installé dans le sous-sol à proximité de la source géothermique. Machine thermodynamique selon l’une des revendications 10 à 11, dans laquelle le circuit de commande (600) est configuré pour activer le troisième mode de fonctionnement seulement lorsque le circuit de commande (600) constate que la température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) est inférieure à la température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4) et/ou pour activer le quatrième mode de fonctionnement seulement lorsque le circuit de commande (600) constate que la température (TAIR) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du quatrième échangeur de chaleur (5) est supérieure à la température (TGEO) à l’entrée du au moins un circuit secondaire du troisième échangeur de chaleur (4). Machine thermodynamique selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte un second circuit frigorigène (101) distinct du premier circuit frigorigène (1) à l’intérieur duquel circule un second fluide frigorigène, le second circuit frigorigène (101) connectant le premier échangeur de chaleur (2), le deuxième échangeur de chaleur (3), le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5), le second circuit frigorigène (101) possédant un compresseur (106), un premier détendeur (107), un deuxième détendeur (108) et un troisième détendeur (109), un premier nœud de liaison (117), un deuxième nœud de liaison (118), un troisième nœud de liaison (119), un quatrième nœud de liaison (120), un premier dispositif de commutation (110, 111, 121), un deuxième dispositif de commutation (112, 113, 122) et un troisième dispositif de commutation (114, 115, 123) agencés de manière semblable au premier circuit frigorigène (1). Machine thermodynamique selon la combinaison des revendications 3 et 13, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour définir sélectivement pour le second circuit frigorigène (101) des premier, deuxième, troisième et quatrième modes de fonctionnement semblables aux premier, deuxième, troisième et quatrième modes de fonctionnement du premier circuit frigorigène (1). Machine thermodynamique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour définir une configuration dans laquelle le premier circuit frigorigène (1) est dans le premier mode de fonctionnement, le troisième détendeur (9) du premier circuit frigorigène (1) étant maintenu fermé, et le second circuit frigorigène (101) est dans le troisième mode de fonctionnement. Machine thermodynamique selon l’une des revendications 14 et 15, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour définir une configuration dans laquelle le premier circuit frigorigène (1) est dans le premier mode de fonctionnement, le second détendeur (8) du premier circuit frigorigène (1) étant maintenu fermé, et le second circuit frigorigène (101) est dans le quatrième mode de fonctionnement. Machine thermodynamique selon l’une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour définir une configuration dans laquelle le premier circuit frigorigène (1) est dans le deuxième mode de fonctionnement, le troisième détendeur (9) du premier circuit frigorigène (1) étant maintenu fermé, et le second circuit frigorigène (101) est dans le quatrième mode de fonctionnement. Machine thermodynamique selon l’une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisée en ce que le circuit de commande (600) est configuré pour définir une configuration dans laquelle le premier circuit frigorigène (1) est dans le deuxième mode de fonctionnement, le second détendeur (8) du premier circuit frigorigène (1) étant maintenu fermé, et le second circuit frigorigène (101) est dans le troisième mode de fonctionnement. Procédé de fonctionnement d’une machine thermodynamique comportant les étapes : - Fournir une machine thermodynamique selon l’une des revendications 1 à 12 ; - Faire fonctionner la machine thermodynamique dans un mode de fonctionnement choisi parmi : i) un montage parallèle du deuxième échangeur de chaleur (3), du troisième échangeur de chaleur (4) et du quatrième échangeur de chaleur (5), le deuxième échangeur de chaleur (3), le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5) fonctionnant en évaporateurs de fluide frigorigène, entre la sortie du premier échangeur de chaleur (2) qui fonctionne en condenseur de fluide frigorigène, et l’entrée du compresseur (6), ii) un montage parallèle du premier échangeur de chaleur (2), du troisième échangeur de chaleur (4) et du quatrième échangeur de chaleur (5), le premier échangeur de chaleur (2), le troisième échangeur de chaleur (4) et le quatrième échangeur de chaleur (5) fonctionnant en condenseurs de fluide frigorigène, entre la sortie du compresseur (6) et l’entrée du deuxième échangeur de chaleur (3) qui fonctionne en évaporateur de fluide frigorigène, iii) un montage série du quatrième échangeur de chaleur (5) qui fonctionne en condenseur de fluide frigorigène, et du troisième échangeur de chaleur (4) qui fonctionne en évaporateur de fluide frigorigène, entre la sortie du compresseur (6) et l’entrée du compresseur (6), iv) un montage série du troisième échangeur de chaleur (4) qui fonctionne en condenseur de fluide frigorigène, et du quatrième échangeur de chaleur (5) qui fonctionne en évaporateur de fluide frigorigène, entre la sortie du compresseur (6) et l’entrée du compresseur (6). Procédé de fonctionnement d’une machine thermodynamique comportant les étapes : - Fournir une machine thermodynamique selon l’une des revendications 13 à 18 ; - Faire fonctionner la machine thermodynamique dans au moins un des modes de fonctionnement choisi parmi : i) le premier échangeur de chaleur (2) condense le premier fluide frigorigène, le deuxième échangeur de chaleur (3) évapore le premier fluide frigorigène, le troisième échangeur de chaleur (4) évapore le premier fluide frigorigène et le second fluide frigorigène, le quatrième échangeur de chaleur (5) condense le second fluide frigorigène, le premier fluide frigorigène ne passe pas au travers du quatrième échangeur de chaleur (5), et le second fluide frigorigène ne passe pas au travers des premier et second échangeurs de chaleur (2) et (3), ii) le premier échangeur de chaleur (2) condense le premier fluide frigorigène, le deuxième échangeur de chaleur (3) évapore le premier fluide frigorigène, le troisième échangeur de chaleur (4) condense le second fluide frigorigène, le quatrième échangeur de chaleur (5) évapore le premier fluide frigorigène et le second fluide frigorigène, le premier fluide frigorigène ne passe pas au travers du troisième échangeur de chaleur (4), et le second fluide frigorigène ne passe pas au travers des premier et second échangeurs de chaleur (2) et (3), iii) le premier échangeur de chaleur (2) condense le premier fluide frigorigène, le deuxième échangeur de chaleur (3) évapore le premier fluide frigorigène, le troisième échangeur de chaleur (4) condense le premier fluide frigorigène et le second fluide frigorigène, le quatrième échangeur de chaleur (5) évapore le second fluide frigorigène, le premier fluide frigorigène ne passe pas au travers du quatrième échangeur de chaleur (5), et le second fluide frigorigène ne passe pas au travers des premier et second échangeurs de chaleur (2) et (3), iv) le premier échangeur de chaleur (2) condense le premier fluide frigorigène, le deuxième échangeur de chaleur (3) évapore le premier fluide frigorigène, le troisième échangeur de chaleur (4) évapore le second fluide frigorigène, le quatrième échangeur de chaleur (5) condense le premier fluide frigorigène et le second fluide frigorigène, le premier fluide frigorigène ne passe pas au travers du troisième échangeur de chaleur (4), et le second fluide frigorigène ne passe pas au travers des premier et second échangeurs de chaleur (2) et (3).