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Faire installer sa pompe à chaleur : Les 4 grands principes

Les installateurs sont formels : l’installation réussie d’une pompe à chaleur - c’est-à-dire qui apportera un confort optimal aux occupants et générera des économies notables sur la facture chauffage - est intimement liée à quatre critères essentiels.  À savoir, le dimensionnement, le COP ou coefficient de performance, la consommation et le rendement. Décryptage avec nos installateurs.


Etude thermique, le préalable

Pour que le dimensionnement soit de qualité, il y a un préalable indispensable. L’installateur doit procéder à une étude thermique afin d’évaluer les déperditions de l’habitation. Ladite étude est obligatoire dans le neuf pour l’obtention d’un permis de construire RT2012.

Ce bilan va permettre de déterminer précisément les besoins calorifiques de l’habitation. Mais attention, celui-ci doit être effectué dans les règles de l’art, c’est-à-dire par un professionnel ! C’est un élément clé du bon dimensionnement de sa pompe à chaleur.

De même, dans le cas d’une PAC qui assure à la fois la production de chauffage et d’eau chaude sanitaire, l’installateur devra également évaluer les besoins en eau chaude sanitaire, l’étude thermique ne la prenant pas en compte.

Le dimensionnement, la phase déterminante

Une fois ce bilan réalisé, il faut, pour calculer le dimensionnement d’une pompe à chaleur, que la puissance thermique nécessaire à l’habitation soit évaluée. Cette étape est gérée par des logiciels de calcul. Ainsi pour une pompe à chaleur air-eau, sont comparées graphiquement différentes données, telles que la puissance calorifique de l’appareil et la température extérieure. Ces logiciels vont aussi intégrer différents paramètres, dont les déperditions thermiques mises en évidence. Entre autres caractéristiques qui vont entrer en ligne de compte, la superficie et la hauteur des pièces de l’habitation, le type d'émetteurs (convecteurs, planchers chauffants, etc.), la zone climatique concernée ainsi que la température annuelle moyenne. Sans oublier, si le projet est une rénovation, les habitudes de consommation d’énergie thermique.

Il faut savoir que le mauvais dimensionnement d’une pompe à chaleur n’est pas sans incidences. Ainsi un sur-dimensionnement de la puissance par rapport aux besoins réels peut se traduire par un surcoût à l'achat, mais aussi des frais d’installation ; une surconsommation d’électricité en multipliant les cycles marche/arrêt ; une perte de performance et une durée de vie plus courte en raison des à-coups. Le sous-dimensionnement va entraîner, quant à lui, une utilisation plus fréquente d’un chauffage d'appoint et une diminution des économies d’énergie.

Un dimensionnement réussi, c’est-à-dire avec une puissance adaptée aux besoins, est donc la condition sine qua none pour faire baisser les consommations.

Consommation d’énergie électrique : la clé des économies

Encore faut-il que l’installateur estime la consommation d’énergie électrique d’une pompe à chaleur.

Un exercice difficile dans la mesure où elle dépend, outre le bon dimensionnement, de très nombreux paramètres, souvent indépendants de la pompe à chaleur elle-même. Entrent en ligne de compte :

  • La nature de la construction : meilleure est l’isolation, plus les besoins seront faibles, et moins la pompe à chaleur consommera.
  • La zone géographique : il est évident que plus le climat est clément, moins la pompe à chaleur consomme d’électricité pour fournir la même puissance calorifique.’
  • La nature de l’installation : en relève de chaudière, avec appoint électrique ou non, avec eau chaude sanitaire ou non, etc.

Quels que soient la configuration, le type d’installation ou le type de matériel, les pompes à chaleur assurent, sur le long terme, une réduction importante des consommations énergétiques du foyer. Elles seraient ainsi 2 à 3 fois moins élevées qu’avec des radiateurs électriques. Il est admis qu’une pompe à chaleur, dans des conditions idéales d’installation, est en mesure de faire baisser les consommations jusqu’à 60%. (source Afpac)

Selon les installateurs, spécialisés dans l’installation de PAC, un système de régulation intelligent permettra de tirer profit des caractéristiques de l’installation et donc de faire baisser encore les consommations, de 10 à 25 % par rapport à une installation sans régulation.

Obligatoire depuis septembre 2015, l’étiquette énergétique est un bon moyen de s’informer rapidement sur les niveaux de consommation d’une pompe à chaleur. Si on les compare aux autres modes de chauffage, elles sont positionnées dans le haut de l’échelle de l’étiquette : A+ et A++ pour les systèmes Air/Eau et jusqu’à A+++ pour les pompes à chaleur géothermiques (source Afpac).

Quel coefficient de performance ?

Mesuré dans des conditions d’essais normalisés (EN14511), le COP, ou coefficient de performance, d’une pompe à chaleur quantifie l’efficacité des différentes PAC et permet de comparer leurs performances. Il représente le rapport entre l’énergie électrique consommée et l'énergie thermique produite. Selon nos installateurs, le rapport est variable selon l’écart de température entre la source d’énergie (eau, air ou sol) et celle utilisée dans le dispositif de chauffage ou de production d'eau chaude. Il reflète la performance possible d’une pompe à chaleur. La valeur du coefficient de performance indiquée est la valeur maximale donnée à une température extérieure théorique de + 7°C. Ce qui signifie qu’en cas de température extérieure négative, le COP baisse.
Une pompe à chaleur performante génère des économies d’énergie si son coefficient de performance est supérieur à 3. Un COP égal à 3 signifie que la pompe à chaleur consomme 1 kWh d’électricité et restitue 3 kWh de chaleur. L’énergie thermique restituée pour le chauffage est donc trois fois supérieure à l’énergie électrique consommée. Traduction : la pompe à chaleur fournit plus d'énergie qu'elle n'en consomme. Plus concrètement, plus de 60 % de la production de chaleur ou d’eau chaude fournie par la PAC est d'origine renouvelable.

La valeur minimale de 3 tient compte du rendement moyen d'une centrale électrique, qui est d'environ 33 %. Cela signifie qu'il faut consommer 3 kilowattheures (kWh) d'énergie primaire pour produire 1 kWh électrique. L’installateur vous confirmera donc qu’il faut donc que la pompe à chaleur génère 3 kWh (sous forme de chaleur) pour 1 kWh d'électricité consommée (source Engie).

En effet, plus la différence entre la température de la source de chaleur utilisée et celle de la sortie de la pompe à chaleur est faible, plus le coefficient de performance est élevé et donc, plus l’appareil est performant. Le COP sera donc plus important avec les pompes à chaleur Eau/Eau qui utilise une source plus chaude, à savoir l'eau captée dans le sol, plus stable en température. Un dispositif de chauffage à chaleur douce, comme un plancher chauffant, permet également d’optimiser le coefficient de performance.

Pour les installateurs de PAC, le coefficient de performance annuel moyen est un bon indicateur qui tient compte des conditions climatiques annuelles. En règle générale, Ces derniers conseillent qu’il vaut mieux vaut choisir des systèmes NF PAC présentant un coefficient de performance d’au moins 3,5.

À noter, certaines pompes à chaleur présentent un coefficient de performance supérieur à 5, grâce notamment aux compresseurs à vitesse variable qui limitent les consommations d’électricité.

Rendements et variations

En diffusant plus d'énergie qu'elles n'en consomment, les pompes à chaleur offrent des rendements qui génèrent 50 à 60 % d’économies d'énergie (source Afpac) par rapport à des systèmes classiques de chauffage.
Selon nos installateurs, le rendement d’une pompe à chaleur est donné par le coefficient de performance (COP) propre à chaque modèle. Concrètement, le COP est, en moyenne, compris entre 3 et 5, ce qui signifie que pour 1 kWh d'électricité absorbée, le rendement d'une pompe à chaleur est entre 3 et 5 kWh. Par exemple, pour 6000 watts consommés pour faire fonctionner la pompe à chaleur et chauffer la maison, sa consommation électrique sera seulement de 2000 watts.
Il faut savoir que la valeur du coefficient de performance indiquée pour une pompe à chaleur est la valeur maximale donnée à une température extérieure théorique de +7°C. Mais, entre hiver et été, le coefficient de performance peut chuter de 3 à 2, voire imposer un chauffage d'appoint pour combler l’intégralité des besoins calorifiques. Par exemple, pour une température intérieure de 20 °C, le coefficient de performance d’une pompe à chaleur aérothermique Air/Eau passe de 3,5 à 2,9 si la température extérieure chute de 10 à 5°C. Impacté par les fluctuations de températures, le rendement des pompes à chaleur aérothermiques Air/Air et Air/Eau peut varier de façon non négligeable. Il est dans tous les cas inférieur à celui des pompes géothermiques qui, elles, ne subissent pas les aléas de températures.

Autres facteurs susceptibles d’interférer sur le rendement et que les installateurs doivent intégrer en amont de l’installation : le niveau d’isolation et la superficie de l’habitation, ainsi que la température moyenne de la région. N’oubliez pas également de prendre en compte le bilan thermique.

Ce qui revient à dire que le bon rendement d’une pompe à chaleur dépend intimement du bon dimensionnement de l’installation et donc du bon choix de sa puissance.

Bon à savoir, le rendement d’une pompe à chaleur géothermique ou hydrothermique (Eau/Eau) sera toujours plus intéressant, dans la mesure où leur coefficient de performance dépend de la température, toujours stable et positive, du sous-sol ou d’une nappe phréatique – la température de l'eau oscillant entre 7 et 12°C.