Au travers d'une conception innovante, le piston hydro-CO₂ propose une nouvelle approche thermodynamique des cycles de pompe à chaleur (PAC). Elle a pour but de minimiser les irréversibilités dans les transformations thermodynamiques et d'élargir le champs d'application des PAC dans l'industrie. Le travail échangé avec le fluide frigorigène est réalisé au travers d'un piston liquide dans des ballons sous pression (BSP). Lorsque les transformations s'enchaînent le cycle créé est appelé PAC hydro-CO₂. L'étude numérique de la PAC hydro-CO₂ décrit son principe de fonctionnement, sa conception et ses performances attendues afin d'évaluer la viabilité du projet d'un point de vue environemental, économique et technique. Le premier prototype de ce système est réalisé à une échelle 1/1000e de la version industrielle, sur une puissance d'environ 250 W. Les essais expérimentaux permettent d'identifier certains aspects de la conception à revoir pour les versions suivantes du prototype. Ils soulignent aussi le poids prépondérant des déperditions thermiques sur sa performance. Si les simulations numériques illustrent le bénéfice induit par le passage de l'échelle prototype à l'échelle industrielle, ce point reste crucial à étudier dans les futures versions du développement de la technologie. Cette étude confirme le potentiel de la technologie dans ses objectifs initiaux en rapport avec la transition énergétique industrielle.