La pompe à chaleur (PAC) est une technologie thermodynamique (identique à celle d’un réfrigérateur) qui permet de puiser des calories dans le milieu ambiant (l’eau, l’air, le sol, …), même si ce milieu peut nous paraître froid, pour les restituer sous forme de chaleur pour le chauffage des locaux ou de l’eau sanitaire.

Théoriquement, la quantité de chaleur fournie par une PAC est égale à la somme de la chaleur extraite de la source et de l’énergie utilisée pour la faire fonctionner. En pratique, l’efficacité d’une PAC est donnée par son COP, SCOP, EER, SEER***.

Les 4 sortes de pompes à chaleur :

A côté des pompes à chaleur air/air, il existe encore trois autres types. Celles-ci sont plus onéreuses que les pompes à chaleur air/air. Les pompes à chaleur eau/eau et géothermiques offrent un rendement (COP) nettement supérieur au pompes à chaleur air/air et air/eau.  

• PAC air/air (puise la chaleur dans l’air extérieur et la restitue par chauffage de l’air pulsé à l’intérieur)
• PAC air/eau  (puise la chaleur dans l’air extérieur et la restitue à travers un circuit intérieur d’eau chaude)
• PAC eau/eau (puise la chaleur dans de l’eau située à l’extérieur : boucle d’eau, rivière, lac….et la restitue à travers un circuit intérieur d’eau chaude)
• PAC géothermique (puise la chaleur dans le sol à proximité de l’habitat et la restitue à travers un circuit intérieur d’eau chaude)

Outre chauffer, les 3 derniers types peuvent également produire de l’eau chaude sanitaire. On peut également opter pour une PAC réversible qui en plus du chauffage, peut assurer le rafraîchissement. La combinaison pompe à chaleur et air conditionné est efficace à la fois en termes d’installation et d’utilisation.

Pompe à chaleur  basse ou haute température ? 

On peut différencier une  pompe à chaleur haute température et une pompe à chaleur basse température notamment par la température de sortie de l’eau destinée au réseau de chauffage. 

Pompe à chaleur basse température :

 Principalement réservée aux logements neufs ou ayant fait l’objet d’une rénovation lourde avec un niveau d’isolation élevé et nécessitant un faible besoin en chauffage, une PAC basse température produit une eau chaude de chauffage à une température comprise entre 35 et 50°C. Le rendement (chaleur produite/consommation électrique) de ce type de PAC est le plus élevé, grâce à un faible écart entre la température extérieure et la chaleur produite. L’association pompe à chaleur basse température et plancher chauffant est l’un des meilleurs compromis actuels en terme de performance et de rendement.

Pompe à chaleur moyenne ou haute température :

Les PAC moyenne ou haute température sont en général des pompes à chaleur air/eau. D’une plus grande complexité technique au niveau de son circuit frigorifique (parfois 2 compresseurs et 2 circuits frigorifiques), la pompe à chaleur haute température produit une eau chaude de chauffage à une température supérieure à 55° et sur certains modèles pouvant atteindre 80° (pompe à chaleur très haute température) en plein hiver.

En comparaison avec une PAC basse température, la pompe à chaleur haute température est plus onéreuse à l’achat avec un rendement moins bon et nécessite une maintenance plus rigoureuse.

Une PAC haute température vient en remplacement d’une chaudière lorsque peu ou pas de travaux d’isolation ont été effectués.

 Important :

Préalablement à l’installation d’une PAC, il est recommandé d’isoler votre maison afin d’installer une pompe à chaleur de petite puissance et par conséquent de moindre coût. Il est nécessaire de calculer précisément avec une étude thermique, les déperditions de l’habitat  (en totalité et pièce par pièce) afin de dimensionner la pompe à chaleur et la taille de ses émetteurs de chaleur. Une pompe à chaleur sous-dimensionnée apportera un chauffage insuffisant en hiver, et le recours (si présence) à un réchauffeur électrique viendra altérer le rendement de la PAC. Une pompe à chaleur sur-dimensionnée entraînera un sur-investissement et fonctionnera en cycles courts, préjudiciables à sa durée de vie.

Pompes à chaleur Hybrides :

Lors des périodes les plus froides de l’hiver, la pompe à chaleur Air/Eau a ses limites. En effet, dans la mesure où la PAC Air/Eau puise ses calories dans l’air extérieur, son rendement va décroître avec l’abaissement de la température de l’air en hiver. Dans un souci de rendement économique et de confort, il est donc important de faire appel à un deuxième générateur (une chaudière par exemple) dont certes le rendement sera en moyenne moins élevé que celui d’une PAC mais en revanche aura l’avantage d’être constant, indépendamment des conditions extérieures, notamment par grand froid.

Le principe d’un système hybride permet donc d’assurer un grand confort toute l’année avec un rendement optimisé provenant de l’alternance ou de la combinaison de deux générateurs ayant chacun un fonctionnement différent.

Retour sur investissement :

Pour une PAC à chaleur air/air, le retour sur investissement est généralement de moins de dix ans. Pour d’autres types de pompes à chaleur, cette durée peut être un peu plus importante.

***Comment évaluer les rendements d’une pompe à chaleur :

• LE COP (Coefficient de Performance)

Le COP est le rapport entre la part d’énergie électrique consommée et la quantité d’énergie restituée pour alimenter le système de chauffage du logement.

A titre d’exemple, une pompe à chaleur qui consomme 1 kWh d’électricité pour produire 3 kWh d’énergie calorifique, a un COP de 3. Les pompes à chaleur ont aujourd’hui un COP situé entre 3 et 5. Plus le COP est élevé, plus l’appareil est performant.

Etant calculé en laboratoire pour une température extérieure de 7 °C, le COP ne sera pas forcément le même une fois l’appareil installé dans l’habitat, en fonction des aléas climatiques, des changements de saisons, etc.

• LE SCOP, (Seasonal Coefficient of Performance) OU FPS

Plus précis que le COP, le SCOP ou FPS (Facteur de Performance Saisonnier) en français, prend en compte des valeurs sur une plus grande durée de fonctionnement. Le SCOP calcule le rendement moyen saisonnier de la pompe à chaleur sur une année entière. Il se base sur une palette plus large de température : -7 °C, +2 °C, +7 °C et +12 °C) de façon à coller au mieux aux besoins d’un habitat durant toute la saison de fonctionnement de la PAC.

• L’EER (Energy Efficiency Ratio)

Il existe des pompes à chaleur qui sont réversibles et rafraichissent l’air ambiant de la maison. Pour ces appareils, le SCOP seul ne suffit pas à rendre compte du niveau de rendement. Pour cette raison, il existe un autre taux, l’EER (Energy Efficiency Ratio) ou « taux de rendement énergétique » en français. Il permet de mesurer le rendement de la pompe à chaleur quand elle fonctionne en mode rafraichissement. Un EER de 4 signifie que la pompe consomme 1 kWh d’électricité pour produire 4 kWh d’énergie frigorifique.

• Le SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio)

La différence entre l’EER et le SEER est du même ordre que la différence entre le COP et le SCOP.

L’EER ne prend pas en compte l’ensemble des facteurs d’influence, il reste une mesure à un moment donné. A contrario,  le SEER ou «rendement de rafraîssiment saisonnier »» en français, se calcule à partir de mesures se déroulant sur une plus longue durée. Il prend également en considération des facteurs d’influence comme l’évolution des températures extérieures au cours de l’année et des périodes d’arrêt de la PAC. L’EER comme le SEER ne s’applique que pour les pompes à chaleur air-air.

L’installation d’une pompe à chaleur peut bénéficier d’aides à la rénovation énergétique  : « France Rénov’ », Certificats d’Economie d’Energie …..)