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Pompe à chaleur le guide 2024 pour tout comprendre
Tout ce qu’il faut savoir sur les pompes à chaleurs (PAC) en 2024
L’installation d’une pompe à chaleur dans une habitation ou un logement fait l’objet de nombreuses aides et encouragements. Cet équipement rassemble de sérieux atouts pour supplanter la chaudière à gaz ou à fioul. Les pompes à chaleur ont prouvé leur intérêt dans les économies d’énergie et il est bon de connaître les gains réels, les limites et les éléments de comparaison entre les différents systèmes.
Si vous souhaitez installer une pompe à chaleur chez vous, il faut faire le tri parmi de nombreuses informations. Fonctionnement, prix d’achat, frais d’utilisation, avantages et contraintes, nous revenons sur tout ce que vous devez savoir si vous envisagez de vous équiper d’une pompe à chaleur. Voici notre guide 2023 sur les pompes à chaleur.
Pompe à chaleur 2024 : l’essentiel de ce qu’il faut connaître
Quel est le principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur ?
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur est basé sur le principe de la récupération des calories par des capteurs et leur restitution sous forme d’énergie ou de chaleur. Ce système écologique profite d’une source d’énergie renouvelable présente dans l’environnement et permet de réduire fortement l’émission de gaz à effet de serre.
Concrètement, il y a 4 éléments importants dans une pompe à chaleur qui permettent son fonctionnement.
- L’évaporateur transmet au fluide caloporteur les calories récupérées par les capteurs dans l’environnement (air, eau, sol).
- Le compresseur transforme le fluide en gaz à haute température qui alimente les émetteurs dans la maison (radiateurs, plancher chauffant, etc.).
- Le condenseur transforme le gaz pour obtenir à nouveau un fluide.
- Le détendeur permet d’abaisser la température et la pression du liquide caloporteur.
C’est en renouvelant ce cycle qu’une pompe à chaleur utilise les calories pour les transformer en énergie capable d’alimenter un chauffage, un cumulus.
Pour capter les calories, il faut installer une unité extérieure et pour les restituer il existe plusieurs moyens : splits, radiateurs, chauffe-eau, plancher chauffant, etc.
La pompe à chaleur d’une climatisation utilise le même principe en récupérant les calories intérieures pour les évacuer à l’extérieur.
Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?
Également appelée PAC, la pompe à chaleur est un système de chauffage qui fonctionne grâce aux calories de l’environnement. Pour puiser cette énergie naturelle, il existe différentes possibilités et la restitution passe soit par l’air soit par l’eau. Dans tous les cas, une pompe à chaleur a besoin de l’électricité pour son fonctionnement.
On catégorise les modèles de pompes à chaleur selon 4 grandes familles :
- Les pompes à chaleur air-air
- Les pompes à chaleur air-eau
- Les pompes à chaleur géothermiques
- Les pompes à chaleur eau-eau
- Les pompes à chaleur hybrides
Chaque modèle est distinct et possède des qualités et des limites qu’il est important de connaître. Notre guide vous permet de comprendre la différence entre ces différentes pompes à chaleur.
- La pompe à chaleur air-air
C'est la technologie de pompe à chaleur la plus répandu.
Pour son fonctionnement ce système puise les calories de l’air extérieur et la chaleur est également diffusée à l’intérieur par l’air.
Cette chaleur circulant dans l’unité intérieure est simplement propulsée à l’intérieur grâce à des ventilateurs intégrés.
Ce type de pompe à chaleur peut également être réversible pour obtenir une climatisation.
Dans ce cas, des capteurs baissent la température intérieure en captant les calories pour les expulser à l’extérieur.
- La pompe à chaleur air-eau
La pompe à chaleur air-eau est un système de chauffage courant en France. Écologique et économique, elle possède un fonctionnement relativement simple.
Elle fonctionne grâce à l’énergie de l’air et transmet la chaleur à l’eau d’un chauffe-eau ou celle d’un circuit de chauffage dans la maison.
L’unité extérieure récupère les calories de l’air ambiant grâce à des capteurs et permet de faire monter la température de l’eau dans le logement grâce à un échangeur ou un ballon tampon.
Ce type de pompe à chaleur peut s’adapter à système de chauffage existant comme une chaudière au fioul ou un plancher chauffant. La pompe à chaleur air-eau sert alors de chauffage central pour la maison.
Ce système de pompe à chaleur est adapté à une rénovation énergétique puisqu’elle vient en remplacement d’une chaudière énergivore pour alimenter le circuit de chauffage. Les travaux consistent simplement à substituer la pompe à chaleur à la chaudière au fioul ou au gaz.
On retrouve ce mode de fonctionnement dans le chauffe-eau thermodynamique pour lequel c’est l’eau sanitaire qui monte en température. Dans ce cas vous pouvez réaliser de grosses économies d’énergie pour obtenir de l’eau chaude au robinet.
- La pompe à chaleur géothermique
La géothermie permet d’utiliser l’énergie présente sous terre. Les capteurs sont enterrés sous la surface du sol.
La température quasi constante sous terre permet d’assurer un rendement régulier et peut à la fois servir au chauffage central à la place d’une chaudière ou à l’eau chaude sanitaire en remplacement d’un cumulus.
On distingue en fait 2 possibilités d’installation.
- Les capteurs sont installés de manière horizontale à environ 1 mètre de profondeur sur une superficie équivalente à environ 2 fois la surface à chauffer.
- Les capteurs sont placés à une grande profondeur (entre 80 et 100 m). C’est un système adapté à un petit terrain, un peu plus coûteux, mais encore moins sensible aux variations de température en surface.
- La pompe à chaleur eau-eau
Sur le même principe que la géothermie, la pompe à chaleur eau-eau va puiser les calories sous le sol.
La différence majeure c’est qu’elle utilise la température constante des nappes phréatiques.
Les capteurs sont installés dans la nappe dont la température varie généralement entre 8 et 12°C.
L’eau dont on a puisé l’énergie est soit rejetée dans des évacuations, soit refoulée dans la nappe par un second forage.
- La pompe à chaleur hybride
Enfin, la pompe à chaleur hybride est un équipement qui mixe deux sources d’énergie : le gaz et l’électricité.
Elle utilise intelligemment les capacités de la pompe à chaleur et les hautes performances d’une chaudière à condensation.
Ce type d’équipement calcule en permanence la meilleure source d’énergie. Il s’agit donc d’une optimisation énergétique qui combine 2 chauffages.
La pompe à chaleur hybride peut être utilisée comme chauffage central et pour l’eau chaude sanitaire.
Grâce à la partie gaz, il est possible d’avoir de l’eau chaude dans toutes les conditions climatiques et de continuer à réaliser des économies.
Quel est le rendement et les différentes puissances des pompes à chaleur ?
L’efficacité d’une pompe à la chaleur dépend de plusieurs éléments liés à la source d’énergie, le coefficient de performance et le modèle.
- Le COP ou coefficient de performance : c’est un rapport entre l’électricité consommée et l’énergie produite. Le calcul permet de connaître la capacité d’énergie que l’on peut espérer en utilisant 1kWh d’électricité. Pour un COP moyen de 4, 1kWh d’électricité fournit 4 kWh d’énergie. Les pompes à chaleurs qui permettent de réaliser les plus belles économies et les plus performantes atteignent un COP de 7.
- Le SCOP : c’est un coefficient de performance saisonnier qui tient compte de la consommation et de la production hors saison. Cette information se rapproche de l’usage réel et se retrouve sur l’étiquette énergie de la plupart des appareils. Une pompe à chaleur A+++ doit présenter un SCOP> 5.1
- Source d’énergie : lorsque l’énergie provient de l’air extérieur, le rendement diminue quand les températures baissent. Le COP est impacté si la température de l’air est trop basse. Dans ce cas, la géothermie permet d’obtenir une température constante et un COP maintenu.
- Le modèle de pompe à chaleur : les pompes à chaleur air-air permettent de réaliser des économies presque identiques à un système air-eau. C’est le montant de l’installation qui impacte le retour sur investissement et les économies réalisées. Les pompes géothermiques proposent un COP généralement supérieur.
De quelle puissance avez-vous besoin pour votre PAC air/air ?
En cliquant sur le lien ci-dessous, vous allez pouvoir effectuer une simulation pour connaître la puissance idéale de votre PAC air-air pour chauffer et refroidir votre logement.
Les différentes fonctions d’une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur peut donc fournir de l’énergie avec des objectifs différents. Pour le chauffage elle permet de réaliser des économies alors que pour la climatisation elle permet de rafraichir l’intérieur de l’habitation de manière plus performante.
- Eau chaude sanitaire :
Pour profiter des économies d’énergie sur l’eau chaude sanitaire, il faut réaliser l’installation d’un cumulus thermodynamique.
Celui-ci est construit comme une véritable pompe à chaleur qui récupère les calories de l’air ambiant pour élever la température de l’eau du robinet.
Le gain énergétique permet de réduire jusqu’à 70% de la note d’électricité par rapport à un cumulus traditionnel.
De plus, son installation peut bénéficier d’aides financières comme la prime CEE ou Ma Prime Renov.
- Chauffage :
Comme on l’a vu, la pompe à chaleur peut tout à fait s’intégrer dans un chauffage central. Elle peut assurer l’intégralité des besoins en chauffage et dans ce cas c’est l’énergie électrique qui prend le pas quand les températures sont trop basses.
Dans le neuf, elle est souvent proposée en basse température pour les planchers chauffants et peut-être réversible. Dans un logement neuf, on peut également trouver des chauffages gainables réversibles.
Pour les travaux de rénovation, ce sont plus les pompes à chaleur haute température qui sont installées et elles peuvent être couplées à une chaudière existante (fioul, gaz). Cependant, la condition pour obtenir les aides financières oblige souvent à enlever l’ancienne chaudière.
- Rafraichissement et climatisation :
L’autre application des pompes à chaleurs est sa fonction de climatisation ou de rafraichisseur.
En puisant les calories à l’intérieur du logement, la pompe à chaleur abaisse la température et rejette l’air chaud à l’extérieur.
Dans ce cas, on ne parle pas d’économie d’énergie, mais d’un confort obtenu avec un équipement performant.
Avec une pompe à chaleur réversible on peut donc cumuler la baisse de la facture énergétique en hiver et le confort en été.
Les PAC possèdent de nombreux points positifs.
- Écologique : la PAC est un système qui mêle énergie renouvelable (air) et électricité. Elle fait donc partie des systèmes de chauffage économes en énergie.
- Autonomie : la pompe à chaleur n’a pas besoin de combustible ou de carburant pour fonctionner. Elle n’est donc pas soumise aux livraisons de pellets ou de bûches comme c’est le cas avec les poêles à bois et ne souffre que de la fluctuation des prix de l’électricité.
- Éligibilité aux aides : l’installation d’une pompe à chaleur rentre dans le cadre d’une rénovation énergétique et est soutenue par l’Etat avec de nombreuses aides financières. Certaines primes sont soumises à conditions, mais l'installation de ce type de pompe est fortement incitée et le montant de l’aide peut être très intéressant. Sachez qu’il existe au-delà de l'État, des soutiens financiers via les collectivités territoriales et les fournisseurs d’énergie.
Ces aides varient selon les revenus et le type de travaux et impliquent de passer par un professionnel RGE.
Pour calculer les aides auxquelles vous avez droit, rendez-vous sur notre simulateur :
De manière générale, les PAC permettent de réaliser des économies d’énergie. Par exemple, pour une pompe à chaleur dont le COP est de 4, pour 1kWh d’électricité utilisé, l'appareil restitue l’équivalent de 4 kWh d’énergie. Dans certains cas, l’installation d’une PAC peut réduire de 60% le montant de la facture d’électricité.
De plus, l’installation d’une pompe à chaleur se révèle plus simple qu’un chauffage traditionnel, car il n’est pas nécessaire d’installer un conduit d’évacuation par exemple.
Enfin, la pompe à chaleur est polyvalente. En effet, si elle est réversible, elle permet de chauffer la maison l'hiver, mais aussi de rafraichir l'habitat durant la période estivale.
Quelles sont les contraintes d’une pompe à chaleur ?
La pompe à chaleur présente quelques contraintes :
- L'efficacité en cas de grand froid : le rendement optimal d’une PAC ne peut se faire que dans le cas où la température extérieure n’est pas trop basse. Lorsque les températures descendent en dessous de -7/-10°C, l’efficacité et les économies d’énergies diminuent.
- L'unité extérieure : la mise en place d’une pompe à chaleur nécessite d’installer une ou plusieurs unités extérieures sur les façades. Ceci peut poser un problème d’esthétique ou de place.
Combien coûte une pompe à chaleur ?
En fonction des modèles, du type de PAC et des options, les coûts varient fortement. Mais en moyenne, la fourchette de prix pour une pompe à chaleur installée chez vous est comprise entre 1500 € et 14 000 € euros.
Pompe à chaleur air-air : en fonction des modèles, le coût peut fluctuer, mais on trouve les premières pompes aux alentours de 700 € et jusqu'à 8000 € pour des modèles permettant de chauffer et climatiser une maison entière.
Découvrez toutes les pompes à chaleur air-air
Pompe à chaleur air-eau : le prix peut varier entre 6000 et 15 000 € pour une PAC air-eau classique et jusqu’à 16 000 € pour une pompe à chaleur avec eau chaude sanitaire (ECS).
Est-ce qu’une pompe à chaleur consomme beaucoup d’électricité ?
La consommation électrique d'une PAC fluctue en fonction de l’origine de la source de chaleur. Les pompes à chaleur géothermiques ont un rendement constant alors que les modèles air-eau ou air-air demandent davantage d'électricité en cas de mauvaises conditions extérieures.
Pour bien dimensionner une pompe à chaleur, il est préférable de faire appel à un professionnel, car plusieurs critères interviennent : qualité de l’isolation, superficie de l’habitation, température extérieure moyenne, confort souhaité, puissance de la pompe à chaleur, etc.
Des données moyennes estiment une consommation à environ 50kWh/m²/an pour une pompe air-eau.
Le modèle géothermique encore plus économique a une consommation moyenne estimée à environ 30 kWh/m²/an.
Dans tous les cas, l’énergie nécessaire au fonctionnement de la pompe à chaleur permet d’obtenir une puissance de chauffage ou de climatisation de 4 à 7 fois supérieure.
Il s’agit donc avec l’énergie solaire et le chauffage au bois d’un système très économe.