Imprimer

Il existe différents types de pompes à chaleur avec des performances énergétiques différentes selon la technologie utilisée.

Le principe d’une pompe à chaleur (PAC) est celui d’un "réfrigérateur inversé". Schématiquement, la pompe à chaleur prélève des calories sur une source extérieure (l’air extérieur, le sol, la nappe phréatique...) qu’elle restitue ensuite à une source intérieure (circuit de chauffage, eau chaude).

Pour plus de détails sur le fonctionnement des pompes à chaleur vous pouvez consulter cette fiche :

PDF - 505.9 ko
La Pompe à Chaleur (PAC)
 (PDF - 505.9 ko)


Quelle est la performance d’une pompe à chaleur ?

Plusieurs critères techniques peuvent traduire la performance d’une PAC :

  • Le Coefficient de performance ou COP

Bien que la chaleur soit prélevée dans l’environnement, la pompe à chaleur utilise un compresseur consommant de l’électricité. Lorsque 3 kWh de chaleur sont restitués au logement, le compresseur peut consommer de l’ordre de 1 kWh d’électricité. On dit alors que la pompe à chaleur a un COP de 3 (COP = COefficient de Performance). Le COP influe donc directement la facture d’électricité qui sera nécessaire pour chauffer un bâtiment. Plus il est élevé, plus la facture de chauffage sera réduite
Mais attention : le COP annoncé est un COP théorique. Il s’agit d’une donnée de laboratoire qui mesure le niveau de performance de la machine, dans des conditions d’essai spécifiques. Les installateurs annoncent couramment des coefficients de performance (COP) de 3,5 ou 4. Il s’agit du COP instantané, mesuré dans des conditions optimales de laboratoire. Il est prévu pour de basses températures de chauffage de l’ordre de 35°C (plancher chauffant ou ventilo-convecteur) et des températures extérieures d’environ 7°C. Le coefficient de performance réel de l’installation, en moyenne sur l’année, dépend de nombreux facteurs susceptibles de diminuer la performance. Il est difficile à apprécier, mais c’est de lui que dépend l’intérêt environnemental et économique du projet. Il est possible de baisser le COP théorique de 1 à 2 points pour tenir compte des consommations auxiliaires, d’un circuit de chauffage à plus haute température et de températures extérieures plus froides. En pratique, pour les conditions climatiques du Rhône, le COP réel d’une PAC géothermique est de l’ordre de 2,5 à 3 et celui d’une PAC sur air se situe autour de 2.
A noter : L’EER (Energy Efficiency Ratio ou coefficient d’efficacité frigorifique) traduit l’efficacité d’une pompe à chaleur quand elle produit du froid.

  • L’Efficacité énergétique saisonnière (Etas)

Depuis septembre 2015, une directive européenne impose aux fabricants de fournir l’étiquette énergétique des systèmes de production de chauffage et d’eau chaude sanitaire. Sur cette étiquette est indiquée l’efficacité énergétique saisonnière (Etas) du système, soit le rendement annuel moyen tenant compte des phases de fonctionnement à pleine puissance, des relances en inter-saison, des pertes, etc.. Ce coefficient est donc plus proche de l’efficacité réelle du système que le COP.

Il existe différents types de pompes à chaleur pour la production de chauffage et / ou d’eau chaude sanitaire. Vérifiez bien que le système choisi est adapté à votre terrain et à votre climat.

Les PAC pour la production de chauffage

  • L’aérothermie : PAC air / air – PAC air / eau

Elles prélèvent les calories dans l’air extérieur et les restituent dans le logement grâce à des émetteurs à air ou à eau (radiateurs, plancher chauffant).
Plus la température extérieure est faible, moins il y a de calories à récupérer sur l’air extérieur. Les performances de la PAC peuvent donc se dégrader car elle devra consommer plus d’électricité pour maintenir une température intérieure constante. Ainsi dans le Rhône, le rendement annuel d’une PAC sur air est généralement inférieur au COP annoncé, qui est calculé à une température extérieure de + 7°C.

  • La géothermie : PAC sol / eau

Elles prélèvent les calories dans le sol (à plus ou moins grande profondeur) et les restituent dans le logement grâce à des émetteurs à eau (radiateurs, plancher chauffant).
Il existe deux types de PAC géothermiques :

  1. Le système avec capteurs horizontaux : Les tubes sont repliés en boucles distantes d’au moins 40 cm, pour éviter un prélèvement trop important de la chaleur dans le sol (sinon, risque de gel permanent du sol). La surface de capteur nécessaire est estimée à 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. Pour une maison de 150 m², le capteur occupera entre 225 et 300 m² du jardin (surface engazonnée sans arbre).
  2. Le système avec capteurs verticaux : Deux sondes de 50 m de profondeur conviennent pour chauffer une maison de 120 m² habitables. Les systèmes à capteurs verticaux sont plus performants que ceux avec des capteurs horizontaux, car en profondeur, le sol est à une température plus élevée.

Un forage vertical est plus onéreux qu’un capteur horizontal mais il entraîne moins de contraintes dans la gestion du terrain et sa performance est plus constante. Par contre, il requiert plus de technicité lors de la mise en œuvre et le nombre de foreurs qualifiés pour les réaliser en France est réduit. Il faut de plus respecter certaines démarches administratives concernant la protection du sous-sol.
La faisabilité et l’intérêt de ces systèmes dépendent fortement de la nature géologique du sol. Le sol ne doit pas être trop rocheux, trop argileux ou de type remblai, un sol sableux est idéal.
Les capteurs horizontaux sont souvent posés à 60 ou 80 cm de profondeur, voir moins. En cas d’hiver très rigoureux, dans les régions froides et / ou d’altitude, le sol peut parfois être gelé à cette profondeur : dans ce cas, la PAC consomme beaucoup mais chauffe peu ! Il est donc préférable d’enterrer les capteurs à un minimum de 80 cm de profondeur pour qu’ils soient hors-gel.

  • L’Aquathermie : PAC eau / eau

L’aquathermie consiste à puiser les calories dans l’eau que ce soit celle d’une source, d’une nappe phréatique, d’un lac ou d’une rivière. La très faible variation de température des nappes d’eau souterraines permet à ces pompes à chaleur d’offrir des performances élevées indépendamment de la saison. Les COP peuvent aller jusqu’à 5 ou 6. Une installation d’aquathermie optimisée nécessite la réalisation de deux puits : un d’alimentation et un de rejet afin de restituer intégralement les volumes d’eau puisés et ainsi ne pas détériorer la ressource en eau. Le rejet est réalisé 10 mètres en aval du forage de puisage dans le sens de l’écoulement de la nappe afin de ne pas risquer un "bouclage" et s’assurer d’une eau constamment renouvelée. Ce type d’installation nécessite une attention particulière sur les points suivants :

  1. le débit : il faut s’assurer de l’existence d’un débit suffisant tout au long de l’année. Afin de faire fonctionner une PAC pour une habitation (puissance calorifique de 8 à 26 kW), il faut un débit de 2 à 7 m3/h. Pour que le système fonctionne, il faut que le débit soit garanti toute l’année ;
  2. la qualité de l’eau : pour des eaux ayant une température moyenne inférieure à 13°C (c’est le cas quand il ne s’agit pas de récupération de chaleur), il ne faut pas que l’eau dépasse les valeurs limites suivantes : FER < 0,2 mg/l et MANGANESE < 0,1 mg/l, ceci dans le but d’éviter les dépôts d’ocre. Dans tous les cas, il faut s’assurer que l’échangeur envisagé n’induit pas d’autres contraintes au niveau de la composition de l’eau.

Le respect de ces contraintes est fondamental pour assurer la pérennité de l’installation. Il existe différentes possibilités d’installation présentant un investissement et des spécificités techniques. Ainsi, une PAC sur eau de source est un système performant et peu coûteux à l’usage. De même, une PAC fonctionnant sur le captage de la nappe phréatique est un système performant. Cependant, son intérêt est limité par le coût du forage. De plus, l’utilisation de la nappe phréatique est soumise à autorisation. Par contre, l’intérêt d’une PAC fonctionnant sur l’eau d’une rivière ou d’un lac doit être étudié au cas par cas. En effet, l’eau d’une rivière ou d’un lac peut devenir très froide en hiver.

  • Les pompes à chaleur sur air extrait
Ventilation Double Flux Thermodynamique - Bau Info Center
Ventilation Double Flux Thermodynamique
Bau Info Center

La pompe à chaleur sur air extrait ou VMC double flux thermodynamique couple une ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux et une PAC. Elle assure à la fois le renouvellement de l’air du logement et son préchauffage : la PAC récupère la chaleur de l’air extrait par la VMC dans les pièces de service (cuisine, salle de bains et WC) et préchauffe ainsi l’air neuf soufflé dans les pièces à vivre (séjour, chambres). Ce type de matériel a une puissance de chauffage variant de 1,5 à 3 kW.
Dans la mesure où la source d’énergie, l’air extrait, est réduite, ce type d’appareil n’a d’intérêt que pour des maisons parfaitement isolée ayant de très faibles besoins (moins de 30 kWh/m2/an), ou comme complément de chauffage.
Pour trouver des fournisseurs, vous pouvez consulter le document ci dessous :

PDF - 504.5 ko
Liste de fournisseurs de VMC double flux et de puits climatiques
 (PDF - 504.5 ko)

Les PAC pour la production d’eau chaude sanitaire

Le chauffe-eau thermodynamique (CET)
Le chauffe-eau thermodynamique est un chauffe-eau à accumulation pour la production d’eau chaude sanitaire basé sur la technologie d’une pompe à chaleur aérothermique. C’est-à-dire qu’il récupère l’énergie dans l’air.
Le CET, selon la configuration de son installation, va puiser les calories de l’air de provenances différentes :

  • l’air ambiant du logement, d’une cave ou d’un garage ventilé,
  • l’air extérieur,
  • l’air extrait par la ventilation du logement.

Pour mieux connaître les critères de choix d’un CET et son principe de fonctionnement, il est possible de se référer au document suivant :

PDF - 571.4 ko
Chauffe-eau thermodynamique
 (PDF - 571.4 ko)


Les ballons associés à ces installations présentent au minimum des volumes de 200 litres suffisant pour la consommation d’une famille de 4 personnes. Il ne faut pas surdimensionner le volume du ballon au risque de voir sa performance chuter. Ces appareils peuvent présenter des COP moyens allant de 2 à 3,5 selon la provenance de l’air d’où sont extraites les calories.

Points de vigilance sur les PAC

Vous envisagez une installation de pompe à chaleur ?
Nous avons listé dans le document ci-dessous les points qui nous semblent importants à étudier sur le devis et / ou avec votre installateur :

PDF - 443.2 ko
Points de vigilance PAC
 (PDF - 443.2 ko)


Le document ci dessous peut vous aider à choisir entre différents devis :

PDF - 526.7 ko
Devis Type PAC
 (PDF - 526.7 ko)