La pompe à chaleur est un dispositif comportant deux unités reliées par des conduites, extérieure et intérieure, et utilisant l’énergie provenant d’une source d’énergie renouvelable (air, terre, eau) pour chauffer ou refroidir un bâtiment. C’est une solution écologique et économique pour subvenir aux besoins de chauffage et de climatisation d’un logement.
Le fonctionnement d’une pompe à chaleur
L’unité extérieure en régime de climatisation d’une pompe à chaleur est appelée condenseur, son rôle est de comprimer le gaz frigorigène qui se trouve à l’intérieur du circuit et l’envoyer vers l’évaporateur représenté par l’unité intérieure. C’est à ce moment que survient l’échange de chaleur grâce au détendeur se trouvant à l’entrée de l’évaporateur.
Le rôle des unités extérieures et intérieures s’inversent lors du régime chauffage grâce à un système d’électrovannes, où l’évaporateur sera à l’extérieur et le condenseur à l’intérieur.
La pompe à chaleur aérothermique
La pompe à chaleur air/air
La pompe à chaleur air/air ou pac air-air est composée d’une unité extérieure qui capte les calories présentes dans l’atmosphère et les transmet à un fluide frigorigène qui les transforme en air chaud. Cet air chaud sera propulsé dans le logement grâce à l’unité intérieure. Cette dernière prend la forme d’un split mural fixé en haut du mur, ou de console remplaçant un radiateur électrique.
Il est possible d’inverser le cycle de fonctionnement pour avoir un système de climatisation et un confort en toutes saisons.
Avantages
- Il s’agit d’un équipement pouvant fonctionner en été comme en hiver grâce à son système réversible (chauffage et climatisation).
- La PAC air/air est économique et permet de réduire la facture du chauffage comparée aux vieux radiateurs électriques. Il suffit de vérifier le coefficient de performance (COP) sur la fiche technique, s’il est supérieur à 3, c’est que la pompe à chaleur peut produire jusqu’à 3 kWh d’énergie de chauffage pour 1 kWh consommés pour le fonctionnement.
- La pompe à chaleur air/air est simple à utiliser et à installer.
Inconvénients
- La pompe à chaleur air/air n’est pas adaptée aux logements mal isolés à cause des déperditions de chaleur.
- Elle ne produit pas d’eau chaude.
- L’Etat ne propose pas beaucoup d’aides financières pour son installation et fonctionnement.
Prix
Son prix oscille entre 60 et 100 €/m², achat et pose.
La pompe à chaleur air/eau
La pompe à chaleur air/eau a le même fonctionnement qu’une PAC air/air. Elle se distingue seulement par sa capacité à alimenter un réseau de chauffage central, remplaçant une chaudière au gaz ou au fioul. Ce type de pompe à chaleur dispose d’un excellent coefficient de performance COP (3 à 4).
Avantages
- La PAC air/eau permet de produire l’eau chaude sanitaire, le chauffage et même la climatisation pour certains modèles réversibles avec une technologie avancée.
- Elle peut être installée dans un système de chauffage existant lors d’une rénovation.
- Elle est facile à installer et à utiliser
- Elle permet de réduire la facture d’électricité grâce à sa faible consommation d’énergie
- La PAC air/eau permet de bénéficier de plusieurs aides financières. Il faut juste que l’installation soit réalisée par un professionnel qualifié RGE.
Inconvénients
- L’unité extérieure doit être bien placée afin d’éviter les nuisances sonores pour le voisinage.
- Elle doit être bien entretenue
- Si vous n’êtes pas éligible pour bénéficier d’aides financières, l’investissement de départ sera conséquent
- Faibles performances si les températures extérieures sont très basses.
Prix
L’achat et la pose d’une PAC air/eau coûte entre 70 à 100 €/m².
La pompe à chaleur géothermique
Il est possible d’extraire des calories produites naturellement dans le sol pour chauffer un logement avec une pompe à chaleur géothermique. Cette dernière peut être posée verticalement ou horizontalement et sera chargée de collecter des calories pour les transformer en chaleur et les diffuser dans le logement grâce à un plancher chauffant ou des radiateurs basse température.
Le coefficient de performance COP d’une PAC géothermique est de 4 à 5. Cependant, son installation est complexe car elle doit être réalisée par des professionnels en géothermie et requiert une autorisation administrative pour réaliser le forage et implanter les capteurs dans le sol.
Avantages
- La PAC géothermique est économique car son coefficient de performance COV est élevé
- Elle permet de produire le chauffage et l’eau chaude sanitaire
- Elle est idéale pour les constructions neuves
- Elle est éligible aux aides financières de l’Etat.
Inconvénients
- L’investissement dans une pompe à chaleur géothermique est conséquent et peut atteindre 20 000 €.
- Très peu d’entreprises maîtrisent la réalisation et l’implantation de ce type de PAC.
- Sa pose exige une autorisation de terrassement et de forage
- Les travaux de terrassement pour placer les dispositifs sont assez complexes.
Prix
Le prix d’une PAC géothermique avec captage horizontal est d’environ 110 €/m² et 170 €/m² pour un captage vertical.
La pompe à chaleur hydrothermique
Moins connue, cette pompe à chaleur a le même principe de fonctionnement qu’une PAC géothermique, mais l’énergie qu’elle va puiser vient de l’eau de la nappe phréatique.
L’eau souterraine est aspirée grâce à une pompe et conduite vers l’évaporateur où elle libère sa température au système de chauffage (mural, par le sol ou central). L’eau utilisée est ensuite renvoyée vers le sol à l’aide d’un puits d’évacuation.
La PAC hydrothermique a une température plus stable que la PAC géothermique, son rendement est donc plus élevé avec un excellent COP variant de 4,5 à 5.
Avantages
- Le coefficient de performance d’une pompe à chaleur hydrothermique est élevé, il varie de 4,5 à 5 grâce à la stabilité de température de l’eau souterraine.
- Elle permet de produire l’eau et le chauffage avec une quantité d’électricité réduite
Inconvénients
- Le budget d’installation s’élève à 20 000 €
- Une autorisation administrative est nécessaire avant d’entamer les travaux d’installation d’une PAC hydrothermique
- La profondeur des puits doit être de 30 à 100 m
- Les travaux doivent être réalisés par des professionnels spécialisés dans le domaine.
Prix
L’achat et la pose d’une PAC hydrothermique coûte environ 140 €/m².
Les autres types de pompe à chaleur
La pompe à chaleur hybride
Deux équipements sont associés : une pompe à chaleur air/eau et une chaudière pour maximiser le coefficient de performance et l’économie d’énergie.
La pompe à chaleur monobloc
Elle est composée d’une seule unité extérieure qui capte les calories et les transmet vers le système de chauffage central.
La pompe à chaleur gainable
Discrète, cette PAC est composée d’unités intérieures posées dans le faux plafond et les combles perdus.
La pompe à chaleur solarothermique
Elle permet de limiter la consommation de l’électricité en combinant une pompe à chaleur air/eau avec l’énergie solaire.
Comment choisir sa pompe à chaleur ?
Le modèle de pompe à chaleur le plus utilisé en France est l’aérothermique air/air, pour sa pose facile, son faible coût et sa réversibilité (capacité de refroidir en été). C’est un excellent compromis en absence de chauffage central. Quant au modèle air/eau, il est excellent si vous voulez un système du chauffage et de production d’eau chaude sanitaire.
Pour avoir une pose réussie d’une PAC et des résultats positifs, Il faudra :
- Effectuer une estimation de consommation et bien dimensionner la PAC.
- Vérifier le niveau d’isolation et le flux de chaleur pour limiter les déperditions thermiques.
Pompe à chaleur air/air | Pompe à chaleur air/eau | Pompe à chaleur géothermique | Pompe à chaleur hydrothermique | |
Logement en rénovation | Possible | Possible | Possible sous réserves | Possible sous réserves |
Logement neuf | Possible | Possible | Possible | Possible |
Bonne isolation | Oui | Oui | Oui | Oui |
Mauvaise isolation | Non | Non | Non | Non |
Peut produire l’eau chaude | Non | Oui | Oui | Oui |
Remplacement des radiateurs électriques | Oui | Non | Non | Non |
Peut être raccorder au chauffage central | Non | Oui | Oui | Oui |
Présence d’une unité de façade | Oui | Oui | Non | Non |
Prix | 60 à 100 €/m² | 70 à 100 €/m² | 110 à 170 €/m² | Environ 140 €/m² |
Les aides financières pour l’installation d’une PAC
Vous pouvez bénéficier de certaines aides lorsque la pompe à chaleur est le principal système de chauffage du logement.
Les PAC air/eau et eau/eau vous permettent de bénéficier :
- Du crédit d’impôt ou de MaPrimeRénov ;
- De l’Eco-prêt à taux zéro ;
- De la prime économie d’énergie CEE.
Cependant, les PAC air/air permettent uniquement de bénéficier, sous conditions, de la prime économie d’énergie
Les modèles géothermiques et hydrothermiques avec un COP supérieur à 3,4 permettent, en plus de toutes les aides citées, de bénéficier d’une TVA réduite à 5,5 % dans le cadre des travaux portant sur l’amélioration énergétique d’un logement.