Une pompe à chaleur thermodynamique assure un confort thermique de qualité, tout en permettant de réaliser des économies sur sa facture d’énergie. Son rendement moyen ou coefficient de performance énergétique (COP) moyen est compris est de 3. Il varie en fonction du modèle de PAC (air-eau, eau-eau, sol-sol, etc.) et du lieu de son installation.
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Qu’est-ce que le rendement d’une pompe à chaleur thermodynamique ?
Une pompe à chaleur thermodynamique prélève des calories présentes dans l’environnement (l’air, le sol ou l’eau souterraine) pour produire la chaleur qu’elle restitue dans le logement. Grâce à ce procédé, elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, ce qui fait d’elle un mode de chauffage est très performant.
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Quel est l’efficacité d’une pompe à chaleur thermodynamique face au froid ?
La performance d’une pompe à chaleur diminue avec le froid. Il est donc important de prendre en compte le climat de sa région pour bien dimensionner sa pompe à chaleur.
Coefficient de performance (COP) : premier indice du rendement de la PAC thermodynamique
Le Coefficient de performance (COP) traduit l’efficacité de la pompe à chaleur. Par exemple, un COP de 4 signifie que la PAC produit 4kW pour 1kW consommé. Mais attention, le COP annoncé correspond à une température donnée, il ne traduit pas les performances réelles de la PAC.
Le COP varie en fonction du type de PAC :
Air-air : entre 2 et 2.5
Air-eau : entre 2.5 et 3
Eau-eau : entre 4 et 5
La performance d’une PAC dépend principalement du climat et des émetteurs de chaleur. La puissance de la PAC et son COP doivent donc tenir compte de ses deux éléments.
Contexte
Type de PAC
COP
Climat très rigoureux
PAC géothermique
> 4
Plancher chauffant
PAC air-eau
3
Climat doux
PAC air-air
2
Le coefficient de performance (COP) idéal pour sa PAC thermodynamique
Coefficient de performance (COP) selon le type de PAC thermodynamique
1. Quel est le rendement (COP) d’une pompe à chaleur thermodynamique air-eau ?
Une PAC air-eau affiche généralement un COP compris entre 2,5 et 3. Ce type de PAC capte des calories dans l’air extérieur, et distribue la chaleur en alimentant le réseau de chauffage central du logement (radiateurs à eau ou plancher chauffant).
Le prix moyen pour l’installation d’une PAC air-eau est de 12.500€. Le COP d’une PAC air-eau varie en fonction de la température extérieure : la PAC devient moins performante par grand froid.
Il dépend aussi des émetteurs de chaleur installés, la PAC est plus performante si elle alimente un plancher chauffant à basse température (30 °C) plutôt que des radiateurs fonctionnant à moyenne température (entre 55 et 60 °C).
2. Quel est le rendement (COP) d’une pompe à chaleur thermodynamique eau-eau ?
Une PAC eau-eau capte les calories présentes dans l’eau souterraine pour alimenter le circuit de chauffage central d’un logement. Elle est très performante, ce type de PAC affiche un COP compris entre 4 et 5,6.
Contrairement aux PAC aérothermiques, une PAC eau-eau conserve un bon rendement toute l’année, et elle convient aux climats les plus rigoureux. Le coût d’installation d’une PAC eau-eau est plus élevé : il faut compter au moins 19.000€.
L’installation d’une PAC eau-eau est aussi plus contraignante : il est nécessaire de disposer d’une nappe phréatique accessible, de réaliser des forages ainsi qu’une demande d’autorisation pour sa mise en place.
3. Quel est le rendement (COP) d’une pompe à chaleur thermodynamique sol-sol ?
Une PAC géothermique puise la chaleur dans la terre par l’intermédiaire de capteurs horizontaux ou verticaux, et la transmet au réseau de chauffage central du logement. Avec un COP > 4, la PAC géothermique est très performante.
Elle peut assurer le chauffage et l’eau chaude sanitaire sans appoint. Elle convient aux climats les plus rigoureux, car la température de la terre, même à faible profondeur, est plus constante que celle de l’air. Le coût d’une PAC géothermique varie entre 20.000 et 40.000€.
Coefficient de performance saisonnier (SCOP) : indice de rendement plus complet d’une PAC thermodynamique
Le SCOP (Coefficient de performance saisonnier) indique la performance de la PAC sur toute une saison, en s’appuyant sur différentes températures de référence (-7°C, +2°C, +7°C et +12°C).
Comme le COP, le SCOP est calculé en laboratoire et il ne traduit pas les performances réelles de la PAC. Il est surtout utile pour comparer les performances de différents modèles de pompes à chaleur.
Quel est le coefficient de performance saisonnier (SCOP) idéal pour sa PAC thermodynamique ?
Le SCOP permet de classer les appareils selon leur classe énergétique, A+++ étant la meilleure note attribuée aux PAC les plus performantes :
≥ 5.1 = A+++
4.6 ≤ SCOP < 5.1 = A++
4 ≤ SCOP < 4.6 = A+
3.4 ≤ SCOP < 4 = A
Rendement PAC thermodynamique : production
Une PAC thermodynamique a l’avantage de produire davantage que ce qu’elle consomme. Par exemple, une PAC au SCOP de 4.4 produit 4.4kWh par kWh consommé en moyenne sur la saison de chauffe.
Coefficient de performance saisonnier (SCOP) selon le type de PAC thermodynamique
Le SCOP d’une PAC varie selon son type. Il est important de choisir une PAC bien adaptée au type de logement à équiper et au climat de la région.
1. Quel est le rendement saisonnier (SCOP) d’une PAC thermodynamique air-eau ?
Pour les zones aux températures tempérées, une pompe à chaleur air-eau classique convient. Le SCOP permet de comparer les performances d’un modèle à l’autre.
Le SCOP d’une PAC air-eau varie en fonction de la puissance de l’appareil, mais surtout selon le type d’émetteurs de chaleur installés (basses ou moyennes températures) : +55°C SCOP de 3.3 tandis que +35°C SCOP entre 4.4 et 4.7.
2. Quel est le rendement saisonnier (SCOP) d’une PAC thermodynamique géothermique ?
Il existe plusieurs types de pompes à chaleur géothermique :
PAC eau-eau : utilise la chaleur des nappes phréatiques pour alimenter le circuit de chauffage central du logement
PAC sol-sol : capte les calories dans le sol à l’aide de capteurs enterrés pour chauffer un logement via un plancher chauffant
Le coût d’installation d’une PAC géothermique est généralement compris entre 20.000 et 25.000€. Ce type de PAC est adapté aux régions de grand froid, car le sol et les eaux souterraines conservent une bonne inertie toute l’année : leurs températures chutent moins vite que celle de l’air en hiver.
Le SCOP d’une PAC géothermique dépend de la puissance du modèle, du type d’émetteur installé (basse ou moyenne température) et du climat de la région.
Climat
Température des émetteurs
SCOP moyen
Moyen
35°C
Entre 4.6 et 5.2
Moyen
55°C
Entre 3.7 et 4
Froid
35°C
Entre 4.7 et 5.5
Froid
55°C
Entre 3.8 et 4.1
SCOP en fonction du climat et de la température des émetteurs
Est-il possible d’améliorer le rendement de sa PAC thermodynamique ?
Il est possible d’améliorer le rendement de sa PAC thermodynamique en choisissant un modèle bien adapté à son logement, à ses besoins et au climat de la région.
1. Le logement doit posséder une bonne isolation
Le rendement d’une pompe à chaleur dépend aussi des caractéristiques du logement. C’est pourquoi il est nécessaire de réaliser un bilan thermique de l’habitat afin de déterminer la puissance nécessaire de l’appareil.
L’isolation du logement et son niveau de déperditions thermiques ainsi que la surface à chauffer sont des éléments essentiels à prendre en compte dans le choix d’une pompe à chaleur.
Type de logement
Puissance
COP
Rendement
Prix installation
Maison 120m² Isolation moyenne
16kW
4.3
160%
13.000€
Appartement 50m² Bonne isolation
5kW
4.8
182%
7.300€
Simulation concernant l’installation d’une PAC air-eau
Rendement PAC thermodynamique : l’importance de l’isolation
Réaliser des travaux de rénovation énergétique pour réduire les déperditions thermiques de son logement permet de faire fonctionner une PAC sans risque de surconsommation.
2. Les émetteurs de chaleur doivent être efficaces
Si le circuit de chauffage est équipé d’émetteurs à basse température (comme un plancher chauffant ou des radiateurs récents), la PAC atteindra plus rapidement le niveau de chaleur souhaité dans les différentes pièces, sans risque de surconsommation.
Température des émetteurs
SCOP de la PAC
35°C
4.75
55°C
3.39
Simulation de la performance d’une PAC air-eau d’une puissance de 4 kW en fonction des émetteurs de chaleur
3. La PAC thermodynamique peut être couplée à un chauffage d’appoint
Dans les régions où les températures peuvent être trop basses en hiver, il est possible de coupler sa PAC avec une solution de chauffage d’appoint (pouvant être un chauffage au bois, électrique ou au gaz).
4. L’emplacement de la PAC thermodynamique doit être bien choisi
Il convient d’installer l’unité extérieure de la pompe à chaleur dans un jardin ou une cour, à l’abri des vents dominants qui ont un impact sur sa performance et son bon fonctionnement.
Il est également possible de protéger l’unité extérieure de sa pompe à chaleur sous un cache ou un paravent, pour la protéger des intempéries.
Notre sélection de pompes à chaleur thermodynamiques
Pour les foyers les plus modestes, le montant de l’aide MaPrimeRénov’ peut atteindre 10.000€ pour l’installation d’une pompe à chaleur géothermique.
Pour les foyers les plus modestes, le montant de l’aide MaPrimeRénov’ peut atteindre 4.000€ pour l’installation d’une pompe à chaleur air-eau.
Si la PAC est éligible, il est possible de bénéficier des aides suivantes : MaPrimeRénov’, la Prime énergie, le Coup de pouce Chauffage, l’écoprêt à taux zéro ou encore la TVA réduite.
Article rédigé par notre expert
Alexis Beaumont
Fondateur de UpEnergie et diplômé de Paris Dauphine en 2007, il est un expert en énergie avec 10 ans d’analyse approfondie du secteur.
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