Bonjour
Le sujet est très vaste ! Peux-tu indiquer pour commencer quelle est ta filière, histoire de ne pas t'orienter vers des thèmes d'étude trop proche du cours ? Les pompes à chaleurs sont étudiées de façon assez approfondie en filière PT par exemple, beaucoup moins dans d'autres filières...
Évidemment, il faut étudier divers moyens de rendre le COP (facteur de performance) le plus élevée possible... Études possibles (parmi d'autres bien sûr) :
1° Intérêt d'une température maximale du fluide caloporteur la plus faible possible, d'où l'intérêt d'un chauffage par le sol plutôt que par air.
2° Intérêt d'une source froide extérieure la moins froide possible d'où l'intérêt d'un échangeur thermique extérieur enterré dans le sol au lieu d'un échangeur à air.
3° Intérêt d'une pompe à chaleur multi étagée (surtout utilisées pour la production d'eau chaude)
4° choix du fluide caloporteur avec l'interdiction depuis  2015 des HCFC et l'interdiction progressive des HFC qui devraient être totale à partir de 2025...
5°  optimisation des échangeurs thermiques
etc...

Je t'ai fourni quelques idées générales sans prendre en compte la source de chaleur : des eaux usées. Puisque le COP est d'autant plus élevé que l'écart de températures entre la source chaude et la source froide est faible, l'usage des eaux usées peut être intéressant car leur température ne doit pas être trop faible l'hiver. Reste le problème de la régularité du débit... Il faudra  utiliser un échangeur thermique eau eau. La technologie est éprouvée : centrales électriques...

Bonjour,

Je suis en filière PSI.

Merci beaucoup pour vos indications, je prends en note !

Cordialement