Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ?
Pour faire simple, une pompe à chaleur capte les calories dans un milieu chaud (air, eau, sol) et les transfère vers un milieu froid (logement). Ce principe basique est valable pour toutes les pompes à chaleur, mais avec certaines nuances, puisqu’il existe différents types de PAC qu’on divise en trois catégories :
- les PAC aérothermiques (pompe à chaleur air-air et air-eau)
- les PAC géothermiques (pompe à chaleur sol-eau et sol-sol)
- les PAC hydrothermiques (eau-eau).
Tous les détails sur le fonctionnement de la pompe à chaleur, système par système.
Pompe à chaleur air-air
Cette pompe à chaleur est la plus simple à installer et la moins coûteuse. Le système consiste à puiser l’énergie dans l’air extérieur et à la transformer en air chaud dans le logement via des splits. Son installation peut être pertinente dans les régions du sud de la France. En effet, son rendement n’est bon que si l’air n’est pas trop froid. En outre, une pompe à chaleur air-air réversible permet de bénéficier d’un climatiseur en été. Attention, si ce type de PAC est moins cher, son rendement modéré ne permet pas de bénéficier d’aides de l’État.
Pompe à chaleur air-eau
Le principe de captation des calories est identique, mais la pompe à chaleur air-eau injecte ensuite cette énergie dans le circuit de chauffage hydraulique du logement jusqu’à restitution via un plancher chauffant ou des radiateurs hydrauliques. Elle permet de réaliser des économies d’énergie, mais est également confrontée au problème des températures extérieures. Quand celles-ci sont négatives, le rendement est moins bon. Quand elles sont extrêmes, un chauffage complémentaire (cheminée, électrique) peut être nécessaire.
Pompe à chaleur sol-eau
Une PAC géothermique se distingue par le fait de puiser l’énergie dans le sol avec des sondes verticales (peu profondes)(très profondes), horizontales (très profondes)(peu profondes) ou à capteurs elliptiques. La pompe à chaleur sol-eau va restituer ces calories dans le circuit hydraulique pour alimenter les radiateurs.
Pompe à chaleur sol-sol
Une fois la chaleur puisée dans la terre, la PAC sol-sol oriente les calories vers un plancher chauffant. Ces PAC géothermiques permettent de réaliser d’importantes économies d’énergie, même dans les régions froides, mais leur installation est surtout préconisée pour les projets de constructions neuves.
Pompe à chaleur eau-eau
Ici, les calories sont puisées dans l’eau des nappes phréatiques. Le fait de disposer d’une eau à température constante d’environ 10 °C rend la pompe à chaleur eau-eau particulièrement intéressante dans les régions froides grâce à un excellent rendement. Naturellement, la nappe doit être accessible par un forage.
Pompe à chaleur hybride
Lorsque l’habitat est soumis à des hivers rigoureux, il peut être opportun d’opter pour une pompe à chaleur hybride qui réunit une pompe à chaleur air-eau et une chaudière à condensation. Il est alors possible de choisir le mode de chauffage le plus adapté aux conditions climatiques. Une PAC hybride permet d’utiliser la solution la moins énergivore. Généralement, sous une certaine température, la chaudière prendra le relais.
Pompe à chaleur piscine
Les propriétaires d’une piscine qui souhaitent profiter de baignades du printemps jusqu’à l’automne peuvent faire installer une pompe à chaleur piscine. Le principe est le même. La chaleur est puisée dans l’air ou la terre puis est restituée pour chauffer l’eau de la piscine. Ainsi, des PAC air-eau ou sol-eau sont susceptibles d’être installées. À noter également que si la piscine est située à proximité de la maison, il est envisageable d’installer une pompe à chaleur capable de chauffer à la fois le logement et la piscine.
Pour en savoir plus sur le fonctionnement d’une pompe à chaleur, consultez notre article Les informations pour mieux comprendre le fonctionnement d'une pompe à chaleur
Quels sont les critères pour choisir une pompe à chaleur ?
Acheter et installer une pompe à chaleur représente un investissement tel qu’il est indispensable d’étudier les grands critères qui permettront de choisir la pompe à chaleur la plus adaptée à son habitation et à ses habitudes de consommation. Il convient d’ailleurs de commencer par un diagnostic de ses besoins. Pour cela, doivent être considérés
- le climat local
- la taille du logement
- le projet global (construction ou rénovation)
- la place disponible
- la présence d’une piscine
- l’existence d’autres modes de chauffage…
Et quel que soit le type de PAC choisi, il faudra ensuite trouver le bon modèle. Chez CEDEO, vous bénéficierez d’un grand choix de pompes à chaleur. Toutes les caractéristiques y seront clairement indiquées, mais pour bien les décrypter, quelques rappels s’imposent..
Performances
Pour simplifier la lecture des performances des pompes à chaleur et permettre aux professionnels et particuliers de comparer les différents modèles, les constructeurs affichent ce qu’on appelle le COP, soit le coefficient de performance. Le COP se trouve la plupart du temps entre 3 et 5. Il s’agit d’un rapport fourniture/consommation d’énergie. Concrètement, quand une PAC fournit 4 kW pour 1 kW consommé, le COP atteint 4. Cette note est jugée satisfaisante. En deçà, on estime que l’appareil affiche un rendement limité. Au-dessus, la pompe à chaleur est considérée comme performante.
Certains modèles haut de gamme affichent même des COP qui vont au-delà de 5. Les fabricants doivent en parallèle présenter un SCOP, c’est-à-dire un coefficient de performance saisonnière. Cet indicateur est plus complet, puisque d’autres facteurs sont intégrés dans le mode de calcul. Des essais sont réalisés sous différentes températures extérieures précises fixées à partir de trois climats distincts rencontrés en Europe : Athènes, Strasbourg, Helsinki. Cela permet d’obtenir le rendement de l’appareil pendant toute la période de fonctionnement de la pompe à chaleur aérothermique.
Un troisième indicateur peut également aiguiller l’acheteur : l'efficacité énergétique saisonnière, ou taux Etas, évaluant également l’efficacité énergétique saisonnière. Pour les PAC basse température restituant la chaleur par voie hydraulique, l’Etas doit être au moins de 126 %. Pour les modèles haute température, un Etas supérieur à 111 % est attendu.
Enfin, l’indicateur qui apparaît souvent en premier est l’étiquette énergétique. On la retrouve pour tous les appareils électroménagers. Elle va de A pour les appareils les plus économes à G pour les plus énergivores. Pour les pompes à chaleur, la classe énergétique est comprise entre A et A+++. À noter que vous pourrez effectuer vos recherches sur CEDEO en filtrant vos résultats par classe énergétique.
Ci-dessous le détail des classes d’efficacité énergétiques par niveaux de SCOP.
| Classe énergétique | SCOP |
|---|---|
| A+++ | SCOP ≥ 5,1 |
| A++ | 4,6 ≤ SCOP < 5,1 |
| A+ | 4 ≤ SCOP < 4,6 |
| A | 3,4 ≤ SCOP < 4 |
Dimensionnement
Quand on parle de dimensionnement, on parle de la puissance thermique de la pompe à chaleur. Pour être rentable, une PAC doit en effet être parfaitement dimensionnée. Si la puissance est trop faible, la PAC ne suffira pas à chauffer suffisamment le logement. Si la puissance est excessive, la PAC va surconsommer. Dans un cas comme dans l’autre, ses composants risquent de s’user prématurément. Pour une pompe à chaleur, l’entretien ne suffit pas forcément à lui garantir une longue durée de vie. Son dimensionnement est fondamental.
Avant de choisir une PAC, il convient donc de prendre en compte la surface (et surtout le volume) du logement, le type de radiateur ou plancher chauffant qui restituera la chaleur, la qualité de l’isolation thermique du bâtiment, les températures du lieu d’habitation et les températures intérieures d’usage. Et si la PAC alimente aussi l’habitation en eau chaude sanitaire, une puissance supérieure sera nécessaire.
Pour assurer un bon dimensionnement, une formule mathématique doit être appliquée :
- Volume total à chauffer en m3 x coefficient de déperdition énergétique (cf. DPE) x écart de température intérieur/extérieur.
Un exemple sera peut-être plus parlant. Pour une maison de 110 m² (2,50 m de hauteur sous plafond ; coefficient C) à Marseille (température extérieure de base de - 5 °C), il faut opérer le calcul suivant : (110x2,5) x 0,9 x (19-(-5)) = 275 x 0,9 x 24 = 5940. La puissance nécessaire pour chauffer cette maison est donc de 6 000 W ou 6 kW.
Marque
Chez CEDEO, vous trouverez de nombreux modèles de pompes à chaleur. Parmi les plus représentés, la pompe à chaleur Atlantic fait figure de référence. Son rapport qualité/prix est excellent et la marque propose de nombreuses possibilités avec des modèles monobloc ou bi-bloc et des puissances thermiques variées afin que chacun puisse trouver la pompe à chaleur adéquate. La marque a par ailleurs développé des PAC connectées. L’utilisateur peut ainsi contrôler sa pompe à chaleur à distance et par exemple la mettre en fonctionnement depuis son bureau une heure avant de rentrer au domicile. Pompe à chaleur Daikin, Saunier Duval, Panasonic, De Dietrich, pompe à chaleur piscine Zodiac… CEDEO commercialise les meilleures marques de PAC.
Prix
Une pompe à chaleur a un prix très variable en fonction du type de technologie choisie, de son rendement, de sa puissance thermique ou encore de sa réversibilité en climatisation. Il est admis qu’une PAC air-air coûte entre 45 et 75 € TTC/m² à chauffer. Rappelons que si cette PAC est la moins chère, elle n’ouvre pas droit aux aides à la rénovation énergétique. Pour une pompe à chaleur air-eau, comptez entre 65 € et 90 € TTC/m². Une PAC sol-eau coûte entre 80 € et 120 € TTC/m² et une PAC eau-eau revient à plus de 200 € TTC/m², mais avec un excellent rendement, même en région froide. Pour une pompe à chaleur de piscine, un budget de 1 400 € TTC est un minimum pour un petit bassin. Gagner 2 ou 3 degrés sur une grande piscine coûte en revanche plus de 10 000 € TTC.
Retrouvez tous les éléments pour vous aider à choisir votre pompe à chaleur dans notre guide de choix Quelle pompe à chaleur choisir ?
Quelles aides pour une pompe à chaleur ?
Entreprendre des travaux de rénovation énergétique permet, sous certaines conditions, de bénéficier d'aides et avantages mis en place par l’État pour réduire la consommation d’énergie des logements.
MaPrimeRénov'
Les installations de pompe à chaleur géothermique, de pompe à chaleur dédiée à la production d’eau chaude sanitaire et de pompe à chaleur air-eau font partie des travaux éligibles à MaPrimeRénov’. Celle-ci est accessible aux propriétaires de logements et les montants sont déterminés en fonction des revenus. Le logement doit par contre avoir été construit depuis au moins 15 ans (ou 2 ans dans le cadre du remplacement d’une chaudière au fioul). Il doit aussi s’agir de la résidence principale. Un foyer aux revenus très modestes peut obtenir jusqu’à 5 000 € d’aides pour une pompe à chaleur air-eau. Idem pour un foyer aux revenus intermédiaires qui investirait dans une pompe à chaleur géothermique. Autre condition, les travaux doivent être réalisés par un professionnel « Reconnu Garant de l’Environnement » (RGE).
Prime Coup de pouce chauffage
Un propriétaire de logement peut également s’orienter vers la prime Coup de pouce chauffage pour réduire le coût de son investissement de pompe à chaleur. Seuls les projets de rénovation sont concernés. Le logement doit avoir été construit depuis deux ans au moins et l’aide n’est versée qu’en cas de remplacement d’une chaudière par un système économe en énergie. Ainsi, le remplacement d’une chaudière au fioul par une pompe à chaleur air-eau, eau-eau ou hybride donne droit à une prime de 5 000 € pour un ménage aux revenus modestes et 4 000 € pour les autres ménages.
Les autres aides cumulables avec MaPrimeRénov’
MaPrimeRénov’ est cumulable avec d’autres aides pour une pompe à chaleur, dont l’éco prêt à taux zéro. Le bénéficiaire peut alors obtenir un prêt jusqu’à 30 000 € sans intérêt à rembourser. Le propriétaire peut aussi obtenir une prime CEE (Certificat d’économies d’énergie). Cette aide peut revêtir diverses formes : chèque, réductions, bons d’achat, services offerts… Ce sont les fournisseurs d’énergie qui délivrent cette aide supplémentaire. Par ailleurs, une telle installation permet de profiter d’une TVA à 5,5 % plutôt qu’à 20 %.
Le détail des aides relatives à l’installation d’une pompe à chaleur dans notre article Quelles sont les aides pour une pompe à chaleur en 2023 ?
![Pompes à chaleur](https://www.cedeo.fr/fstrz/r/s/www.cedeo.fr/sites/default/files/2021-05/iStock-1253376557-min%20%281%29.jpg?frz-v=3268")
