Les pompes à chaleur

Les Français sont de plus en plus nombreux à choisir une pompe à chaleur. Selon les projections de l’Ademe*, en 2050, un logement sur deux pourrait être équipé de cette solution de chauffage écologique et économique.

Une solution écologique et économique

La pompe à chaleur (PAC) constitue une solution de chauffage écologique et économique. Elle utilise de l’énergie gratuite, naturellement présente dans l’environnement. Son fonctionnement s’avère très économique. On estime qu’elle couvre 100 % des besoins en chauffage d’un logement, en consommant seulement 30 % d’électricité, le reste étant puisé dans l’environnement. Il s’agit donc d’une énergie propre, renouvelable et, d’ailleurs, inépuisable.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

La PAC récupère les calories contenues dans l’air (PAC aérothermique), le sol ou la nappe phréatique (PAC géothermique) pour chauffer le logement ou le rafraîchir (pompes à chaleur réversibles), éventuellement produire de l’eau chaude sanitaire. Pour transformer l’énergie puisée dans l’environnement en chaleur, un fluide frigorigène circule en circuit fermé, passant alternativement de l’état liquide à l’état gazeux. La pompe à chaleur se compose d’un échangeur de chaleur qui capte l’énergie dans l’environnement (l’évaporateur), d’un compresseur qui fait monter le niveau de température, d’un second échangeur de chaleur (le condenseur) qui transfère l’énergie au milieu intérieur puis d’un détendeur, qui abaisse la pression et la température. À cette étape, le fluide est revenu à son état liquide et à sa température initiale. Il existe différents types de pompes à chaleur : air-eau, air-air, sol-eau et eau-eau. Le premier

terme désigne la source d’énergie exploitée, le second définit la manière dont elle est restituée. La pompe à chaleur peut être raccordée à différents types d’émetteurs de chaleur : plancher chauffant, ventiloconvecteurs, unités murales et consoles, radiateurs, gaines et bouches de diffusion… Elle s’adapte facilement à tous les types de chauffage existants, un autre atout qui en fait une solution souvent pertinente en rénovation.

Monosplits et multisplits

Ces termes concernent les PAC air-air. Les modèles monosplits fonctionnent avec une seule unité intérieure, tandis que les multisplits, eux, peuvent être raccordés à plusieurs unités (de deux à cinq en moyenne). Ces derniers modèles sont donc en mesure de chauffer et de rafraîchir toutes les pièces d’une maison.

Modèles monoblocs et biblocs

Cette fois, il s’agit des PAC air-eau. Les modèles monoblocs sont exclusivement composés d’un module extérieur qui renferme l’évaporateur et le condenseur. Il est directement relié au chauffage central. En revanche, les modèles biblocs utilisent deux unités, une à l’intérieur (qui contient le condenseur), une autre à l’extérieur. Elles sont reliées par un tuyau dans lequel circule le fluide frigorigène.

Pompe à chaleur haute ou basse température

Ces caractéristiques s’appliquent aux PAC air-eau. Il s’agit de la température d’alimentation du circuit d’eau de la maison – sachant qu’en théori, e plus l’eau est chauffée, plus la PAC consomme d’énergie. Le choix d’une PAC haute ou basse température dépend de plusieurs critères, notamment les émetteurs de chaleur à alimenter, du climat extérieur et de l’isolation de la maison. Dans le cas des modèles basse température, l’eau est chauffée à environ 35 ou 45 °C, une température qui peut suffire à alimenter un plancher

chauffant et convient aux constructions bien isolées (souvent neuves). Les PAC moyenne température chauffent l’eau à environ 55 °C ou 60 °C, ce qui permet d’alimenter d’anciens radiateurs en fonte, par exemple. Enfin, les modèles haute température sont en mesure de chauffer l’eau à plus de 65 °C ; ils peuvent fonctionner par tous les temps, y compris lorsque les températures extérieures sont très basses.

COP, SCOP, SEER : de quoi s’agit-il ?

Ces mesures normalisées donnent des indications sur la performance d’une PAC.

- Le COP (coefficient de performance) indique le rapport entre l’énergie thermique restituée (Q) et l’énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur (W). Par exemple, un COP de 3 signifie que l’on consomme 1 kWh d’électricité pour produire 3 kWh de chauffage. L’Afpac (Association française pour la pompe à chaleur) précise toutefois que « le COP est une donnée utile pour comparer entre elles des PAC de même type, comme des PAC air-eau entre elles ou des PAC eau-eau entre elles. En revanche, il est insuffisant pour pouvoir comparer la performance de machines de types différents ».

- Le Scop (coefficient de performance saisonnier) et le Seer (ratio d’efficacité saisonnière), mesurés sur une saison, renseignent respectivement sur les performances de chauffe et de rafraîchissement.

- L’efficacité énergétique saisonnière (Etas) est la mesure qui fournit l’idée la plus juste des performances d’une PAC sur une année. Car plus il fait froid à l’extérieur, plus l’efficacité énergétique de la pompe à chaleur diminue. Or, cette donnée est calculée à partir du Scop ramené en énergie primaire afin de connaître le rendement saisonnier, en prenant en compte le chauffage et le rafraîchissement.

Le dimensionnement

Pour alimenter un logement en chauffage, éventuellement en eau chaude, il faut choisir une PAC dont la puissance (exprimée en kW) est adaptée : on parle de dimensionnement. Cette étape est primordiale, car une PAC sous-dimensionnée ne couvre pas les besoins du logement, tandis que, surdimensionnée, elle coûte plus cher, s’use prématurément et consomme plus d’électricité. Pour bien dimensionner sa PAC, il est nécessaire de faire réaliser une étude thermique détaillée, pièce par pièce, en prenant en compte l’isolation du logement. Si la PAC doit également assurer la production d’eau chaude sanitaire, les besoins du foyer en la matière doivent également être calculés