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Tout ce qu’il faut savoir sur la pompe à chaleur

Article mis à jour le 27 septembre 2022

Vous cherchez comment améliorer le rendement énergétique de votre maison ? L’installation d’une pompe à chaleur peut apporter une solution à votre problématique de chauffage. Mais au fait, comment fonctionne une pompe à chaleur ? Comment évaluer son coefficient de performance (COP) ? Comment financer la pose d’une pompe à chaleur ? Gros plan sur les avantages et les inconvénients des pompes à chaleur.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur (PAC) est un système thermodynamique utilisant la chaleur de l’air, de la terre ou de l’eau pour la restituer, après transformation, en chauffage voire en eau chaude sanitaire. En version réversible, la pompe à chaleur peut aussi produire de l’air frais en été.

Lorsque l’énergie thermique provient de l’air, on parle de pompe à chaleur aérothermique. Lorsque l’énergie thermique provient du sol, on parle de pompe à chaleur géothermique.

Parmi les dispositifs les plus couramment utilisés, on trouve les PAC air/air (captant l’énergie dans l’air et la distribuant dans l’air), les PAC air/eau (transférant l’énergie de l’air à l’eau), les PAC eau/ air (pompant l’énergie dans l’eau et la restituant dans l’air), les PAC eau/eau (puisant l’énergie dans l’eau et la redistribuant dans l’eau).

Quels sont les différents types de pompes à chaleur ?

Il existe trois différents types de pompes à chaleur :

  • la PAC aérothermique (qui regroupe la PAC air-air et la PAC air-eau) utilise la chaleur produite par l’air ;
  • la PAC géothermique utilise la chaleur produite par la terre ;
  • la PAC hydrothermique puise son énergie dans un cours d’eau ou dans la nappe phréatique.
 AvantagesInconvénients
PAC air-eau- Faible consommation d’énergie
- Fonctionnement réversible, confort d’utilisation (autonome, rapide)
- Pose simple
- Un seul appareil pour tous les besoins (chauffage, eau chaude)
- Eligible à de nombreuses aides financières
- Certains modèles présentent des nuisances sonores, l’unité extérieure doit donc être éloignée des pièces de vie et des voisins
- Rendement fortement impacté par les fluctuations de la température extérieure
PAC air-air- Ne nécessite pas de radiateur
- Peu d’entretien et peu coûteuse
- Installation facile et rapide
- Permet d’assainir l’air ambiant grâce à ses filtres
- La température reste constante
- Possibilité de moduler la température suivant les besoins (Ventilation et rafraichissement du logement en été, chauffage en hiver)
- Certains modèles présentent des nuisances sonores, l’unité extérieure doit donc être éloignée des pièces de vie et des voisins
- Rendement fortement impacté par les fluctuations de la température extérieure
- Ne peut pas produire de l’eau chaude sanitaire
- Eligible à un nombre limité d’aides financières
PAC eau-eau- Coefficient de performance plus important
- Rendement peu impacté par les fluctuations de la température extérieure
- Nécessité d’accès aux nappes phréatiques
- Travaux coûteux et lourds en modalités administratives : nécessité d’effectuer des forages verticaux pour aspirer et restituer les eaux captées
PAC géothermique Rendement peu impacté par les fluctuations de la température extérieure- Nécessité d’une bonne qualité de terre
- Travaux coûteux et lourds en modalités administratives : nécessité d’installer des capteurs verticaux ou horizontaux
Source : Proxi-totalenergies

La meilleure PAC sera celle qui correspondra le plus avec les projets de l’acheteur.  les éléments suivants doivent toutefois être pris en considération avant de faire un choix :

●       le fonctionnement d’une pompe à chaleur ;
●       le type d’habitation ;
●       les performances de la PAC (puissance, coefficient de performance (COP), coefficient de performance saisonnier (SCOP), niveau sonore …) ;
●       le lieu d’implantation de la pompe à chaleur.

Pompe à chaleur : avantages et inconvénients

Entre autres avantages, les pompes à chaleur consomment peu d’énergie. Pour 1 kWh d’électricité consommé, la PAC restitue de 3 à 7 kWh de chaleur.

Les pompes à chaleur ne produisent pas d’odeur et ne rejettent pas de fumées dans l’atmosphère (pas de conduit d’évacuation à prévoir).

Certains modèles réversibles peuvent se substituer aux systèmes de climatisation traditionnels.

L’installation d’une pompe à chaleur est éligible à l’éco-prêt à taux zéro (EcoPTZ) et bénéficie d'un crédit d’impôt, sous certaines conditions.

UNE POMPE À CHALEUR POUR ALLIER CONFORT ET ÉCONOMIES D’ÉNERGIE

Parmi les inconvénients d'une pompe à chaleur, il faut citer le niveau sonore de l’unité extérieure. Cette nuisance est à prendre en compte, si vous comptez installer cet élément contre le mur d’une chambre voire d’une pièce de vie ou si votre logement fait partie d’un lotissement ou d’un immeuble. Ce problème ne concerne que les PAC aérothermiques.

Les performances énergétiques des pompes à chaleur peuvent paraître décevantes dans les régions froides où les températures en hiver tombent en dessous de -5°C. Pour maintenir la chaleur dans le logement, il faut avoir recours à un chauffage d’appoint, ce qui gonfle la facture d’électricité.

Comment évaluer le coefficient de performance ou COP ?

Le COP désigne le rapport entre la quantité d’énergie produite et la quantité d’énergie utilisée par la pompe à chaleur. Plus l’indice est élevé, meilleure est la performance. Le coefficient maximal est de 7 mais en général, le coefficient de performance réel d’une PAC géothermique se situe autour de 4. Celle d’une PAC aérothermique tourne autour de 1,5.

De nombreux facteurs peuvent faire diminuer le COP. Il est d’usage de baisser d’1 à 2 points le COP théorique pour simuler votre consommation future et vos économies à venir.

Les aides au financement pour l’installation d’une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur (air/eau) peuvent être financées en partie par l'éco-prêt à taux zéro à condition d’être intégrées à un « bouquet travaux ». Ce dispositif est cumulable avec les aides financières de l’État ou des collectivités territoriales. L’installation d’une PAC peut de surcroît ouvrir droit aux subventions de l’Anah et faire bénéficier de la Prime Énergie délivrée par certains acteurs du secteur énergétique. Enfin la pose d’une PAC est éligible au crédit d’impôt (CITE). Pour en bénéficier, les travaux doivent concerner votre résidence principale située en France. L'équipement doit être fourni et installé par la même entreprise certifiée RGE. Avec une exception pour les pompes à chaleur géothermiques nécessitant deux entreprises distinctes pour les travaux de forage et de terrassement, d’un côté, puis l’installation et la fourniture des équipements, de l’autre côté.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur air-eau ?

Avec ses nombreux avantages, la pompe à chaleur (PAC) air-eau est souvent citée parmi les nouveaux systèmes de chauffage. Confortable, efficace, respectueuse de l’environnement et économe, elle a tout pour plaire. En effet, pour 1 kWh d’électricité consommée pour son fonctionnement, la PAC restitue en moyenne 3 à 4 kWh de chaleur. Par ailleurs, l’appareil émet 90 % de CO2 en moins par rapport au fioul et 70 % en moins par rapport au gaz et au chauffage électrique direct.  Zoom sur le fonctionnement de ce dispositif.

La pompe à chaleur air-eau est un appareil thermique qui capte la chaleur extérieure à partir de l’air et de l’eau puis la transforme en une température assez élevée pour assurer à la fois le chauffage et l’eau chaude sanitaire dans le logement. Certains modèles peuvent aussi être utilisés pour rafraîchir la maison en été.

La PAC air-eau est à privilégier pour rénover son mode de chauffage, mais peut aussi être installée en complément de la chaudière.

De quoi se compose la PAC air-eau ?

  • une unité extérieure qui capte les calories extérieures ;
  • un évaporateur rempli de fluide frigorigène, qui sous l’effet de la chaleur, se transforme en gaz ;
  • un compresseur qui fait remonter la pression, et donc, la température du gaz ;
  • un condenseur qui assure le chauffage de l’eau du circuit grâce au fluide frigorigène ;
  • un détenteur qui réduit la température du gaz ainsi que la pression. Cela crée de la vapeur qui engendre la reprise d’un nouveau cycle.

Comment fonctionne la PAC air-eau ?

La PAC air-eau utilise les calories contenues dans l’air extérieur pour venir chauffer l’eau qui est présente dans le réseau de chauffage du logement : plancher chauffant, ventilo-convecteurs à eau, radiateurs.

Ce processus comporte plusieurs étapes :

  • la chaleur de l’air extérieur recueillie est transférée au fluide frigorigène qui se vaporise ;
  • le compresseur augmente ensuite la température de cette vapeur ;
  • lorsque le gaz est suffisamment chaud, il passe par le condenseur, entre en contact avec l’eau du circuit de chauffage de l’habitation et devient liquide. A son tour, l’eau devient chaude et est acheminée vers les différentes unités de chauffage à l’intérieur du logement ;
  • grâce au détenteur, la pression du fluide va diminuer jusqu’au niveau nécessaire à l’évaporation ;
  • la vapeur obtenue au contact du milieu extérieur permet la reprise d’un nouveau cycle.

Dans quelles conditions faut-il installer une pompe à chaleur ?

Avant d’installer une pompe à chaleur, il convient de réaliser un audit énergétique afin de déterminer si elle est pertinente pour le bâtiment visé.

De plus, des travaux d’isolation doivent parfois précéder l’installation de la pompe à chaleur afin d’en optimiser le fonctionnement. Ils permettront en effet de mieux dimensionner l’équipement en évaluant les déperditions et les besoins calorifiques du bâtiment.

Ce travail de dimensionnement n’est pas anodin, puisqu’il tient compte d’une multitude de paramètres : superficie et hauteur des pièces de l’habitation, type d’émetteurs, zone climatique, température annuelle moyenne, habitudes de consommation thermique…

Surtout, il est essentiel pour éviter des frais supplémentaires. En cas de surdimensionnement, le bénéficiaire s’expose en effet à un surcoût à l’achat de la PAC, à des frais d’installation plus importants, à une surconsommation d’électricité du fait de la multiplication des cycles marche/arrêt, enfin à une perte de performance et de durée de vie de l’équipement. Au contraire, en cas de sous-dimensionnement, l’utilisation plus fréquente d’un chauffage d’appoint diminuera les économies d’énergie.

Dans le cas d’une PAC assurant à la fois le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire, il est également nécessaire d’évaluer les besoins en eau chaude nécessaire.

Pourquoi ma pompe à chaleur ne chauffe pas ?

Il peut arriver qu’une PAC tombe en panne et refuse de démarrer ou fonctionne à moindre puissance, surtout durant l’hiver, période durant laquelle elle est très sollicitée. Parfois, un simple redémarrage suffit pour qu’elle fonctionne à nouveau normalement. Si ce n’est pas le cas, la première chose à faire est d’essayer de découvrir d’où provient la cause du dysfonctionnement.

Voici les pannes les plus fréquentes :

  • le compresseur ne fonctionne pas : cela vient souvent d’une panne de l’installation électrique. Il faudra donc vérifier l’installation électrique et le disjoncteur ;
  • le compresseur ne s’arrête pas : les causes sont diverses (givre sur l’installation extérieure, une trop grande ou trop faible quantité de fluide frigorigène, une sous-puissance) ;
  • le compresseur devient bruyant : manque ou excès d’huile. Il faut vérifier la quantité d’huile ;
  • le compresseur est cassé : les causes sont multiples ;
  • le circuit d’eau de la PAC subit une fuite : cela peut venir de l’usure des pièces ou d’une mauvaise installation. Pour traiter une fuite légère, il suffit d’un simple colmatage. Sinon, il faut remplacer la pièce à l’origine du problème ;
  • l’échangeur est obstrué : dans ce cas, procéder juste à un nettoyage ;
  • les circulateurs ou les ventilateurs subissent un problème de pression : il convient de vérifier la propreté des échangeurs, des filtres, des évaporateurs, des condensateurs et des unités extérieures et intérieures.

Pour éviter la survenue d’un problème, il convient d’entretenir correctement la PAC. Les PAC aérothermiques, par exemple, doivent être nettoyées et dépoussiérées régulièrement pour permettre une bonne diffusion d’air ; de même, le fluide présent dans les radiateurs et le plancher chauffant doit être remplacé tous les 5 ans afin d’optimiser les performances de chauffage.

De manière générale, il est utile de bien surveiller le comportement de la PAC. La plupart du temps, les changements de température sont simplement dus à une adaptation au climat extérieur. Mais s’ils persistent, c’est que la PAC rencontre une difficulté.

Enfin, il est toujours préférable de faire appel à un professionnel chauffagiste. Le coût d’intervention sera établi selon la gravité de la panne, le besoin de changer certains composants, ainsi que le besoin de modifier l’installation actuelle. Par ailleurs, la réglementation elle-même prouve que l’entretien de la PAC ne peut pas s’improviser entièrement. Il est en effet obligatoire de procéder à une visite de contrôle tous les deux ans.

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