La pompe à chaleur (PAC) est un équipement de chauffage apprécié pour ses performances énergétiques, comparé à d’autres équipements tels que les radiateurs électriques ou les chaudières. Aérothermiques, géothermiques ou hydrothermiques, les pompes à chaleurs produisent de l’énergie à partir de l’eau, de l’air ou des sols, pour chauffer ou rafraîchir un logement.
L’installation d’une PAC dans le cadre d’une rénovation énergétique globale ou pour équiper un habitat neuf présente de nombreux avantages écologiques et économiques. Avant de procéder aux travaux d’installation d’une pompe à chaleur, il est nécessaire de bien s’informer sur ce dispositif.
Nous vous invitons à poursuivre votre lecture pour découvrir notre guide complet de la pompe à chaleur.
La pompe à chaleur : définition, fonctionnement et modèles
Avant toute chose, pour s’assurer de bien saisir les enjeux d’une pompe à chaleur, il est indispensable de bien comprendre ce qu’est une pompe à chaleur (PAC).
Définition et principe de fonctionnement d’une pompe à chaleur
La pompe à chaleur est un système de chauffage thermodynamique qui transforme l’énergie naturelle disponible dans l’environnement (air, eau, sol) en énergie thermique pour chauffer ou rafraîchir un logement, ou encore pour produire de l’eau chaude sanitaire.
Ce système de chauffage se substitue aux traditionnelles chaudières (à gaz ou au fioul) ou aux radiateurs électriques. En fonction du type d’appareil choisi, l’énergie thermique peut être injectée à l’intérieur du logement par le biais de radiateurs, de ventilo-convecteurs ou de planchers chauffants.
Le système de pompe à chaleur fonctionne grâce à une petite quantité d’électricité. Il comprend une unité extérieure (avec un évaporateur, un compresseur, un condensateur et un détendeur) et une ou plusieurs unités intérieures (radiateurs, ventilo-convecteurs ou plancher chauffant).
L’unité extérieure de la pompe à chaleur récupère les calories naturellement présentes dans l’environnement et les transmet à un fluide qui circule en circuit fermé à l’intérieur de l’appareil. Ce liquide, appelé fluide frigorigène, a la capacité de changer d’état (liquide ou gazeux) en fonction de sa pression.
Grâce à l’évaporateur, le liquide frigorigène s’évapore et absorbe l’énergie. Il est ensuite aspiré par le compresseur qui provoque une élévation de la pression et de la température : cette chaleur est transférée à l’unité intérieure de la pompe à chaleur, installée dans le logement. Après avoir libéré son énergie, le liquide frigorigène se refroidit, se condense, redevient liquide, retrouve son niveau initial de pression et revient donc à son point de départ.
De nombreux modèles de PAC pour chaque logement
D’abord, il faut savoir qu’un système de pompe à chaleur peut être monosplit ou multisplit. Une PAC monosplit comprend une unité extérieure et une seule unité intérieure : ce système ne permet de chauffer ou de refroidir qu’une seule pièce du logement. À l’inverse, une PAC multisplit est composée de plusieurs unités intérieures reliées au même groupe extérieur, pour chauffer ou refroidir plusieurs pièces.
Il est important de distinguer une pompe à chaleur hybride d’une pompe à chaleur réversible. On parle de pompe à chaleur hybride lorsque le système de chauffage comprend également une chaudière, la PAC seule n’étant pas suffisamment performante. Une pompe à chaleur réversible est un modèle qui peut tout aussi bien chauffer que refroidir une maison.
Enfin, les pompes à chaleur se différencient en fonction de leurs technologies (aérothermie, géothermie, hydrothermie), on retrouve alors :
- les pompes à chaleur aérothermiques qui captent l’énergie présente dans l’air et diffusent l’énergie thermique obtenue dans la maison grâce aux ventilo-convecteurs (air/air) ou aux radiateurs à eau (air/eau) ;
- les pompes à chaleur géothermiques qui, à l’aide de capteurs horizontaux ou verticaux, récupèrent les calories présentes dans les sols et restituent l’énergie thermique produite dans la maison grâce aux ventilo-convecteurs (sol/air), aux radiateurs à eau (sol/eau) ou au plancher chauffant (sol/sol) ;
- les pompes à chaleur hydrothermiques qui puisent la chaleur dans l’eau (nappe phréatique, rivière, puits, etc.) et la restituent grâce aux radiateurs à eau (eau/eau) ou au plancher chauffant (eau/sol).
Le choix d’un système de chauffage écologique et économique
Si elle est de plus en plus présente dans les foyers en tant que système de chauffage ou de climatisation, c’est que la pompe à chaleur présente bien des avantages.
Un moindre impact environnemental grâce aux énergies naturelles
La pompe à chaleur utilise des énergies non épuisables naturellement contenues dans l’air, la chaleur du soleil, l’eau ou les profondeurs du sol. L’installation d’une PAC permet donc de réduire l’utilisation d’énergies fossiles et les émissions de gaz à effet de serre qui s’ensuivent. On estime que 1 kWh produit par une pompe à chaleur génère environ 5 fois moins de CO² que 1 kWh produit par une chaudière classique à combustible.
Toutefois, la pompe à chaleur a besoin d’électricité pour fonctionner : la quantité nécessaire n’étant pas très élevée, l’impact environnemental d’un tel système reste bien moins important que celui des systèmes plus classiques.
Les pompes à chaleur consomment peu d’énergie
La consommation électrique d’une pompe à chaleur dépend de plusieurs paramètres, notamment la surface du logement, le nombre d’habitants, la hauteur sous plafond, le climat extérieur ou encore la qualité de l’isolation.
Pour se faire une idée de la consommation électrique d’une PAC, l’élément à prendre en compte est le coefficient de performance (COP) ou le coefficient de performance saisonnier (SCOP). Ces derniers indiquent le rapport entre la production d’énergie pour alimenter le logement et la consommation d’énergie pour faire fonctionner le système de PAC. Le résultat obtenu est généralement compris entre 1 et 7.
Plus le coefficient est élevé, plus le rendement est important et plus la consommation d’énergie est faible. Le COP moyen des PAC est de 4, cela veut dire qu’une pompe à chaleur qui produit 4 kWh d’énergie thermique consomme 1 kWh d’électricité.
Un retour sur investissement assuré grâce aux PAC
Les économies d’énergies liées à l’utilisation d’une pompe à chaleur se répercutent sur la facture d’électricité. Si la PAC choisie correspond aux besoins du logement, on estime que cette facture baisse de 60 à 75 % par rapport à l’utilisation d’un système de chauffage classique (chaudière au fioul, à gaz ou radiateurs électriques). Cela correspondrait à une économie moyenne de 800 € par an.
L’installation d’une pompe à chaleur se présente alors comme l’une des solutions de chauffage les plus économiques. Bien que le prix de la PAC puisse sembler élevé pour la plupart des foyers, un retour sur investissement est constatable quelques années après l’achat.
D’ailleurs, le prix de la pompe à chaleur varie en fonction des technologies embarquées, de la puissance, du COP, du nombre d’unités qui la composent, de la difficulté d’installation ou encore de la marque. Si l’on considère toutes les gammes de PAC, ce prix se situe entre 6 000 € et 25 000 €.
Bien choisir le type de pompe à chaleur
L’installation d’un système de PAC est l’une des meilleures solutions pour la rénovation énergétique d’un logement, à condition de bien savoir quelle pompe à chaleur choisir.
Avant d’envisager des travaux d’installation d’une pompe à chaleur, pour un logement neuf ou en rénovation, il est indispensable de procéder au bon dimensionnement de l’installation. Il s’agit en fait de déterminer la puissance idéale de la PAC pour qu’elle puisse entraîner des économies d’énergie.
Pour faire le choix du bon dimensionnement de la pompe à chaleur, différents éléments doivent être analysés, parmi lesquels :
- l’étude thermique de l’habitat qui met en évidence les déperditions thermiques et permet d’estimer le montant des aides suite à l’ampleur des travaux de rénovation nécessaires ;
- le coefficient de performance (COP) ;
- la surface, la forme, l’année de construction et la qualité de l’isolation du logement ;
- le nombre de personnes dans le foyer et leurs habitudes de consommation ;
- l’emplacement du logement : les performances des PAC peuvent varier en fonction de la température extérieure ;
- le type d’émetteurs (radiateurs, ventilo-convecteurs ou planchers chauffants) et le nombre d’émetteurs ;
- le rôle de la PAC : elle peut chauffer le logement, l’eau sanitaire ou les deux ;
- l’éventuelle présence d’une autre source d’énergie (chaudière, radiateurs électriques) ;
- la température de la PAC : par exemple, des radiateurs en fonte doivent être alimentés par une PAC haute température (au moins 65 °C).
En cas de sous-dimensionnement, la PAC ne suffira pas à chauffer ou refroidir un logement à elle seule. Un système d’appoint serait nécessaire, ce qui engendrerait davantage de consommation énergétique.
À l’inverse, en cas de surdimensionnement, la PAC trop puissante aurait une durée de vie plus courte et entraînerait une surconsommation d’énergie ainsi que les frais supplémentaires qui s’ensuivent.
En général, la puissance d’une PAC à usage domestique varie de 0 à 30 kW. Dans l’idéal, cette dernière ne devrait pas dépasser 15 kW pour optimiser la consommation d’énergie.
Une fois toutes ces informations bien connues, il est alors possible de faire le choix entre une PAC aérothermique, géothermique ou hydrothermique. Les trois types de pompes à chaleur les plus utilisés dans les foyers sont les PAC aérothermiques air/air et air/eau, ainsi que les différents modèles de PAC géothermiques. Pour mieux les différencier, il faut savoir que :
- la PAC air/air est le système de chauffage le moins cher (mais pas le plus écologique), elle peut être réversible (elle peut assurer la climatisation de la maison ou de l’appartement) ;
- la PAC air/eau peut être reliée des radiateurs à eau et chauffer l’eau sanitaire, elle peut être réversible (bien que moins efficace) ;
- la PAC géothermique est le système de chauffage avec le plus haut rendement, mais dont l’installation peut s’avérer compliquer en fonction de la configuration du logement.
Bénéficier des aides de l’État pour l’installation de la PAC
Pour financer les travaux de rénovation énergétique, les ménages ont le droit à certaines aides de l’État pour installer une pompe à chaleur.
Dans l’objectif de favoriser les économies d’énergies et limiter les passoires thermiques, le gouvernement français a mis en place des aides financières. À condition d’être éligibles et de faire appel à un artisan reconnu garant de l’environnement (RGE) pour les travaux de rénovation, les ménages peuvent alors bénéficier d’aides comme :
- MaPrimeRenov’ ;
- le dispositif « Habiter Mieux Sérénité » de l’Agence Nationale de l’Habitat (ANAH) ;
- la prime à la conversion des chaudières ;
- l’éco-prêt à taux zéro ;
- les aides des collectivités locales.
En ce qui concerne l’aide MaPrimeRenov’, depuis 2020 elle fusionne et remplace le Crédit d’Impôt pour la Transition Énergétique (CITE) et le dispositif « Habiter mieux agilité » de l’ANAH. Elle est accessible à tous (propriétaires occupants, bailleurs, copropriétaires), et son montant varie en fonction des ressources des ménages. Quatre profils ont été déterminés pour classifier les ménages selon leur revenu fiscal de référence (revenus très modestes, modestes, standards ou élevés).
Le dispositif « Habiter Mieux Sérénité » est destiné aux ménages aux revenus très modestes ou modestes, souhaitant réaliser une rénovation énergétique globale du logement qu’ils possèdent depuis plus de 15 ans (avec un gain énergétique d’au moins 35 %). Les aides « Habiter Mieux Sérénité » et MaPrimeRenov’ ne sont pas cumulables.
La prime à la conversion des chaudières est versée aux ménages dans le cadre de l’aide nationale des Certificats d’Économies d’Énergie (CEE). Elle permet de bénéficier d’une aide financière pour remplacer une chaudière à énergie fossile par un équipement utilisant une énergie renouvelable, en l’occurrence une pompe à chaleur. Le montant de l’aide varie également en fonction des niveaux de ressources.
L’éco-prêt à taux zéro (ou l’éco-PTZ) permet aux ménages d’emprunter jusqu’à 30 000 € sans payer d’intérêts pour assurer la rénovation énergétique de leur résidence principale dont la construction date de plus de deux ans. Ce dispositif est cumulable avec MaPrimeRenov’ ou « Habiter Mieux Sérénité ».
Enfin, les ménages ont tout intérêt à se renseigner auprès de leur collectivité locale. Certaines aides locales telles que l’exonération foncière peuvent aider à financer les projets de rénovation énergétique.
Bien utiliser la PAC : installation, réglages et entretien
Une fois le choix du système de chauffage effectué, il faut apprendre à utiliser une pompe à chaleur.
D’abord, il faut choisir où installer les unités de la pompe à chaleur. En raison de son mode de fonctionnement, le groupe externe de la PAC est relativement bruyant. Il convient de le placer dans un endroit plutôt isolé, c’est-à-dire en retrait du voisinage ainsi que des chambres et des fenêtres du logement concerné. D’un point de vue esthétique, mieux vaut choisir de placer la PAC sur le côté ou à l’arrière de la maison, à l’abri si possible, pour éviter qu’elle ne soit exposée aux intempéries. En ce qui concerne l’unité intérieure, elle peut être disposée à plusieurs endroits différents, en fonction du type de PAC choisi.
Ensuite, il faut procéder au réglage de la température et de la pression de la pompe à chaleur. Comme tout système de chauffage, la pompe à chaleur doit être équipée d’un thermostat. Ce dispositif permet de contrôler la PAC et d’ainsi maintenir une température idéale dans chacune des pièces du logement. Quant au réglage de la pression, il est indispensable pour éviter les pertes qui altéreraient la performance du dispositif.
La plupart des processus d’installation, de réglage et d’entretien des pompes à chaleur sont réalisés par un professionnel reconnu garant de l’environnement (RGE), notamment lorsqu’il s’agit de manipuler le fluide frigorigène au niveau du groupe extérieur de la PAC.
L’entretien des pompes à chaleur est obligatoire tous les deux ans. Pour les PAC aérothermiques, ce contrôle doit être effectué tous les ans. Un professionnel certifié intervient pour vérifier l’étanchéité du dispositif, mais aussi l’état du compresseur, l’état des connexions électriques et l’état des filtres. Le propriétaire du logement doit nettoyer et dépoussiérer son dispositif de manière régulière et contrôler les niveaux d’eau ou de pression afin de faire appel à un professionnel s’il détecte une quelconque anomalie. Pour faciliter les démarches de maintenance de l’appareil, il est possible de souscrire à un contrat d’entretien annuel.