La pompe à chaleur (PAC) est un appareil prélevant de la chaleur à un milieu, pour en fournir à un autre milieu à une température plus élevée, ce qui permet de produire du chauffage et/ou de l’eau chaude sanitaire. Il existe plusieurs types de PAC, qui puisent la chaleur soit dans l’air (pompes aérothermiques), soit dans le sol ou l’eau des nappes phréatiques (pompes géothermiques).
La performance énergétique d’une PAC dépend à la fois du terrain, du climat et de la technologie choisie : les conseillers de l'ALTE 69 vous aident à évaluer ces variables et vous accompagne dans vos démarches techniques et financières.
Il existe différents types de pompes à chaleur avec des performances énergétiques différentes selon la technologie utilisée.
Le principe d’une pompe à chaleur (PAC) est celui d’un « réfrigérateur inversé ». Schématiquement, la pompe à chaleur prélève des calories sur une source extérieure (l’air extérieur, le sol, la nappe phréatique…) qu’elle restitue ensuite à une source intérieure (circuit de chauffage, eau chaude, air intérieur).
Pour plus de détails sur le fonctionnement des pompes à chaleur, vous pouvez consulter cette fiche technique.
Plusieurs caractéristiques peuvent traduire la performance d'une PAC :
Bien qu’une partie de la chaleur soit prélevée dans l’environnement, la pompe à chaleur utilise généralement un compresseur consommant de l’électricité. Le coefficient de performance (COP) correspond au rapport : énergie restituée / énergie électrique consommée (par le compresseur). Exemple : avec un COP de 3, une PAC qui consomme 1 kWh d’électricité produit 3 kWh de chaleur pour le chauffage et l’eau chaude.
Mais le COP n’est pas fixe : il va varier avec les températures de la source de chaleur (ex : air extérieur) et celle de chauffage. Plus il y aura de différence entre les deux, moins le COP sera bon : d’où l’importance du choix de la PAC mais aussi des émetteurs de chaleur de la maison. De plus, le COP annoncé est un COP théorique. Il s’agit d’une donnée de laboratoire qui mesure le niveau de performance de la machine, dans des conditions d’essai spécifiques. Les installateurs annoncent couramment des coefficients de performance (COP) de 3,5 ou 4. Il s’agit du COP instantané, mesuré dans des conditions optimales de laboratoire. Il est prévu pour de basses températures de chauffage de l’ordre de 35°C (plancher chauffant) et des températures extérieures d’environ 7°C. En pratique, pour les conditions climatiques du Rhône, le COP réel d’une PAC géothermique est de l’ordre de 2,5 à 3 et celui d’une PAC sur air se situe autour de 2.
A noter : L’EER (Energy Efficiency Ratio ou coefficient d’efficacité frigorifique) traduit l’efficacité d’une pompe à chaleur quand elle produit du froid. Le SEER est l’EER sur toute une saison de refroidissement, prenant en compte plus de paramètre (voir SCOP). Ce coefficient est donc plus proche de l’efficacité réelle du système que l’EER.
Depuis septembre 2015, une directive européenne impose aux fabricants de fournir l’étiquette énergétique des systèmes de production de chauffage et d’eau chaude sanitaire. Sur cette étiquette est indiquée l’efficacité énergétique saisonnière (ETAS) du système, qui est en réalité le SCOP corrigé (d’au maximum -8%) avec surtout une prise en compte de l’énergie primaire.
L’énergie finale est celle consommée (et payée) au niveau de l’utilisateur : par exemple du combustible (fioul/gaz/bois pour une chaudière), de l’électricité pour les usages domestiques, ou encore des carburants à la pompe pour un véhicule. L’énergie primaire correspond à la quantité d’énergie contenue dans les ressources naturelles qu’il faut utiliser pour produire ce que l’utilisateur consomme. Entre les deux, il y a des pertes lors de la production, du stockage et du transport de l’énergie, qui peuvent être importantes. En France, pour 1 kWh consommé par un utilisateur, 2,58 kWh ont dû être consommé en amont, provenant de différentes sources (nucléaire, fossile, renouvelable etc.).
Le calcul de l’ETAS est basé sur le coefficient européen, qui est de 2,5 kWh à la base pour 1 kWh consommé par le particulier.
Il existe différents types de pompes à chaleur pour la production de chauffage et/ou d’eau chaude sanitaire. Vérifiez bien que le système choisi est adapté à votre terrain et à votre climat.
Elles prélèvent les calories dans l’air extérieur et les restituent dans l’air du logement via des unités intérieures (que l’on appelle souvent “climatisation”) ou sur l’eau d’un réseau de chauffage pour alimenter ensuite des planchers chauffants, radiateurs, ventilo-convecteurs… Plus la température extérieure est faible, moins il y a de calories à récupérer sur l’air extérieur. Les performances de la PAC peuvent donc se dégrader car elle devra consommer plus d’électricité pour maintenir une température intérieure constante. Ainsi dans le Rhône, le rendement annuel d’une PAC sur air est généralement inférieur au COP annoncé, qui est calculé à une température extérieure de + 7°C.
Dans le cas d’un PAC air / eau, les émetteurs auront aussi une grande importance sur la performance du système de chauffage : voir notre fiche sur les pompes à chaleur.
Elles prélèvent les calories dans le sol (à plus ou moins grande profondeur) via un réseau d’eau glycolée (pour ne pas qu’elle gèle) et les restituent dans le logement grâce à des émetteurs à eau (radiateurs, plancher chauffant). Il existe deux types de PAC géothermiques :
Un forage vertical est plus onéreux qu’un capteur horizontal mais il entraîne moins de contraintes dans la gestion du terrain et sa performance est plus constante. Par contre, il requiert plus de technicité lors de la mise en œuvre et le nombre de foreurs qualifiés pour les réaliser en France est réduit. Il faut, de plus, respecter certaines démarches administratives concernant la protection du sous-sol.
La faisabilité et l’intérêt de ces systèmes dépendent fortement de la nature géologique du sol. Le sol ne doit pas être trop rocheux, trop argileux ou de type remblai, un sol sableux est idéal.
Les capteurs horizontaux sont souvent posés à 60 ou 80 cm de profondeur, voir moins. En cas d’hiver très rigoureux, dans les régions froides et/ou d’altitude, le sol peut parfois être gelé à cette profondeur : dans ce cas, la PAC consomme beaucoup mais chauffe peu ! Il est donc préférable d’enterrer les capteurs à un minimum de 80 cm de profondeur pour qu’ils soient hors-gel.
Le principe consiste à puiser les calories dans l’eau que ce soit celle d’une nappe phréatique, voire d’une source, d’un lac ou d’une rivière si la température le permet (on parle alors d’aquathermie).
Pour le captage sur eau de nappe,la très faible variation de température des nappes d’eau souterraines permet à ces pompes à chaleur d’offrir des performances élevées indépendamment de la saison. Les COP peuvent aller jusqu’à 5 ou 6. Une installation de captage sur nappe optimisée nécessite la réalisation de deux puits : un d’alimentation et un de rejet afin de restituer intégralement les volumes d’eau puisés et ainsi ne pas détériorer la ressource en eau. Le rejet est réalisé 10 mètres en aval du forage de puisage dans le sens de l’écoulement de la nappe afin de ne pas risquer un « bouclage » et s’assurer d’une eau constamment renouvelée. Ce type d’installation nécessite une attention particulière sur les points suivants :
Le respect de ces contraintes est fondamental pour assurer la pérennité de l’installation. Il existe différentes possibilités d’installation présentant un investissement et des spécificités techniques. Ainsi, une PAC sur eau de source est un système performant et peu coûteux à l’usage. De même, une PAC fonctionnant sur le captage de la nappe phréatique est un système performant. Cependant, son intérêt est limité par le coût du forage. De plus, l’utilisation de la nappe phréatique est soumise à autorisation. Par contre, l’intérêt d’une PAC fonctionnant sur l’eau d’une rivière ou d’un lac doit être étudié au cas par cas. En effet, l’eau d’une rivière ou d’un lac peut devenir très froide en hiver.
Principe de la VMC double flux – Source : ADEME
La pompe à chaleur sur air extrait ou VMC double flux thermodynamique couple une ventilation mécanique contrôlée (VMC) double flux et une PAC. Elle assure à la fois le renouvellement de l’air du logement et son préchauffage : la PAC récupère la chaleur de l’air extrait par la VMC dans les pièces de service (cuisine, salle de bains et WC) et préchauffe ainsi l’air neuf soufflé dans les pièces à vivre (séjour, chambres) et/ou assure le chauffage de l’eau chaude sanitaire. Ce type de matériel a une puissance de chauffage variant de 1,5 à 3 kW.
Dans la mesure où la source d’énergie, l’air extrait, est réduite, ce type d’appareil ne pourra assurer l’ensemble du chauffage que pour des maisons parfaitement isolées, ayant de très faibles besoins (moins de 30 kWh/m2/an), ou comme complément de chauffage.
Pour plus d’informations, vous pouvez consulter la page 4 de notre fiche sur les pompes à chaleur.
Le chauffe-eau thermodynamique est un chauffe-eau à accumulation pour la production d’eau chaude sanitaire basé sur la technologie d’une pompe à chaleur aérothermique. C’est-à-dire qu’il récupère l’énergie dans l’air.
Le CET, selon la configuration de son installation, va puiser les calories de l’air de provenances différentes :
Pour mieux connaître les critères de choix d’un CET et son principe de fonctionnement, il est possible de se référer à notre fiche sur les pompes à chaleur à la page 3 et 4.
Attention, il ne faut pas surdimensionner le volume du ballon au risque de voir sa performance chuter. Ces appareils peuvent présenter des COP moyens allant de 2 à 3,5 selon la provenance de l’air d’où sont extraites les calories.
Vous envisagez d’installer une pompe à chaleur ? Nous avons listé dans cette fiche les points qui nous semblent importants à étudier sur le devis et/ou avec votre installateur : Points de vigilance PAC.
Le document ci-après peut vous aider à choisir entre différents devis : Devis type PAC.
Contactez-nous et/ou procédez à une étude thermique (et géologique pour la géothermie) afin de déterminer la pertinence d’installer ou non une pompe à chaleur.
Pour avoir des devis adaptés à vos besoins. Privilégiez un installateur ayant un agrément. Depuis le début de l’année 2010, Qualit’EnR délivre une appellation « QUALIPAC ». Celle-ci impose à l’entreprise de s’engager à accepter le contrôle de certaines de ses installations et à disposer de personnel ayant suivi un cursus de formation. Il ne faut pas hésiter à demander des références y compris à rendre visite à des clients déjà équipés.
Dans le cas d’un projet de géothermie verticale, sur eau de nappe ou en aquathermie, procédez aux différentes démarches administratives et règlementaires.
Le devis retenu doit comporter des mentions obligatoires : la somme globale à payer, le décompte détaillé des prestations et des produits utilisés, le nom et l’adresse de l’entreprise, la durée de validité de l’offre et l’indication du caractère gratuit ou payant du devis. Il est possible d’ajouter sur le devis d’autres mentions non obligatoires comme : les modalités de règlement avec un échéancier précis des paiements et la date limite prévue pour la fin des travaux, la date de début des travaux, d’éventuelles pénalités de retard…
Réalisez les demandes de subventions, avec l’aide de votre installateur et / ou de votre Espace Info-Énergie qui vous aidera à remplir tous les documents nécessaires.
Attention : certaines subventions nécessitent de monter le dossier bien avant le début des travaux et la signature du devis avec l’entreprise.
Pour plus de renseignement ou assistance au montage des dossiers de financement,
contactez l’ALTE 69. Votre projet n’est pas dans le département du Rhône ? Contactez votre Espace INFO-ÉNERGIE au 0810 060 050 pour connaître les démarches dans votre région.
La visite de maintenance annuelle garantit un bon fonctionnement de l’installation.
Il existe différents dispositifs d’aides financières pouvant aider à l’installation de pompe à chaleur. Vous trouverez le détail des conditions d’attribution dans
cette rubrique.
Pour plus de renseignements ou assistance au montage des dossiers de financement,
contactez l’ALTE 69
Ces évaluations s’entendent hors coût des émetteurs (radiateurs ou plancher chauffant) pour une maison de 100 m2 bien isolée (niveau RT2005).
SYSTÈME | COÛTS |
---|---|
PAC air/air | 5 000 € |
PAC air/eau | 12 000 € |
Géothermie horizontale | 14 000 € |
Géothermie verticale | 25 000 € |
Géothermie sur nappe | 13 000 € |
Chauffe-eau thermodynamique | 3 000 € |
PAC 3 en 1 (double flux thermodynamique)* | 12 000 € |
*La double-flux thermodynamique ne peut assurer 100% des besoins de chauffage que pour les maisons très économes en énergie (maison basse consommation ou passive).
À noter : Ne pas oublier la visite de maintenance annuelle garantissant un bon fonctionnement de l’installation et sa pérennité. Comptez environ 150 € par an.
Sachez également qu’en général, les devis n’incluent pas le coût du terrassement et de la remise en état du terrain. N’oubliez pas d’ajouter ces coûts afin d’avoir le coût global d’investissement de l’installation.
Dans tous les cas, les coûts d’installation d’une PAC, quel que soit son type, peuvent varier selon les spécificités de l’habitation. Par exemple en géothermie verticale, selon la facilité pour forer : comptez en moyenne 100 €HT/m (tubage compris) et 2 000 € d’équipement.
Une PAC avec un COP de 3 est présentée comme produisant 3 kWh de chaleur renouvelables pour 1 kWh d’électricité. La part de renouvelables semble donc majoritaire. Mais l’électricité est une énergie finale, qui est déjà transformée et sa production a généré beaucoup de pertes… Le rendement de la production et de la distribution de l’électricité étant d’environ 38 % en moyenne en France, il aura fallu environ 2,58 kWh de combustibles (uranium, hydraulique, gaz, charbon) pour produire le kWh que consomme la PAC. Au final, une PAC avec un COP moyen annuel de 3 utilise donc environ 2,58 kWh de combustibles non renouvelables pour produire 3 kWh de chaleur. A noter également, les PAC consomment beaucoup d’électricité lors des pointes de consommation hivernales, moment où les centrales nucléaires, mais aussi les centrales au charbon ou au fioul lourd sont fortement mobilisées. Pour que la PAC soit renouvelable, il faudrait que la part de renouvelables augmente dans l’électricité consommée et que le COP soit nettement supérieur à 3, deux choses tout à fait possibles dans l’avenir. À l’heure actuelle, il semble plus adapté de considérer la PAC comme un chauffage électrique performant.
Énergie géothermique : « une énergie emmagasinée sous forme de chaleur sous la surface de la terre solide ». Les « zones à fort gradient géothermique » sont des zones où la chaleur du centre de la terre remonte assez près de la surface, ce qui permet d’accéder à de l’eau chaude ou de la vapeur avec un forage de quelques dizaines ou quelques centaines de mètres. En dehors de ces zones remarquables (bassin parisien notamment), la chaleur des premières dizaines de mètres du sol n’est pas due à la chaleur profonde de la terre, mais au rayonnement solaire. La PAC sur sol avec capteur horizontal est donc qualifiée de « géothermique » de manière abusive : il s’agit en réalité d’un « chauffage solaire différé utilisant l’électricité ».
Dans l’habitat individuel, on parle beaucoup en ce moment de ce système en le présentant comme un chauffage « naturel, écologique, économique et propre » : ces qualificatifs ne sont pas tous justifiés. Il s’agit en réalité d’un mode de chauffage électrique amélioré ou optimisé. Comme expliqué précédemment, la PAC consomme nettement moins d’électricité qu’un chauffage électrique classique (à convecteurs, radiants, systèmes d’accumulation, etc). Elle lui est bien sûr préférable. Par rapport à une chaudière, la PAC consomme à peu près autant d’énergies fossiles ou fissiles qu’un chauffage gaz, propane ou fioul. La PAC émet nettement moins de CO2 que les chaudières, mais produit plus de déchets nucléaires. Les PAC seront donc vraiment écologiques quand leur rendement réel sera nettement supérieur à 3, et qu’elles consommeront une électricité majoritairement renouvelable
L’option « rafraîchissement » peut être une « fausse bonne idée » : dans une maison bien conçue, sous notre climat, il n’y a pas besoin de rafraîchissement, ni de climatisation. D’autre part, il est dommage de consommer l’économie réalisée l’hiver pour la climatisation ou le rafraîchissement.
Dans ce cas-là, la chaudière pré-existante prend le relais de la PAC lorsqu’il fait trop froid et que le rendement de la PAC se détériore. L’idée peut apparaître séduisante. Cependant, en essayant de chiffrer les gains potentiels, il s’avère que les gains, tant financiers qu’environnementaux, ne sont pas au rendez-vous. En effet, pour une maison isolée (niveau RT 2005), l’économie annuelle attendue sera d’environ 450 €. Pour un investissement, crédit d’impôt déduit, d’environ 10 000 €, on obtient un temps de retour sur investissement d’environ 22 ans. De plus, en conservant ces deux systèmes de chauffage, l’occupant doit entretenir deux appareils de production thermique, il continue le cas échéant de payer des frais de location de cuve de fioul ou propane et voit généralement ses frais d’abonnement d’électricité augmenter du fait d’une augmentation de la puissance souscrite. L’économie d’énergie primaire est très faible voire inexistante.
La performance d’une PAC peut être évaluée à partir de son SCOP, autrement dit COP moyen annuel. Ce dernier est le rapport entre la chaleur délivrée par la machine et sa consommation électrique. Pour contrôler les performances de la machine et évaluer son SCOP il est donc nécessaire de mettre en place un sous comptage électrique (une trentaine d’euros) et un compteur de chaleur en sortie ce PAC (environ 200 €).
Avant de vous engager dans la voie contentieuse, dans un premier temps, il faut reprendre contact avec l’entreprise pour faire fonctionner la garantie légale de conformité. Cette garantie d’une durée de 2 ans (articles L211-4 à 14 du code de la consommation) présente un caractère obligatoire comme la garantie des vices cachés (sans limite dans le temps – articles 1641 à 1649 du code civil). Si ce contact n’est pas suivi d’effets, vous pouvez contacter la DGCCRF (Direction Régionale de la Concurrence, de la Consommation et de la Répression des Fraudes) (Immeuble Aurealys, 192 avenue Thiers – 69457 Lyon cedex 6). Vous pouvez également solliciter l’assistance juridique comprise parfois dans les contrats d’assurance habitation. À ce jour, il n’existe pas d’organisme médiateur pour les litiges concernant les dysfonctionnements liés aux PAC.
Tout va dépendre des conditions dans lesquelles s’est effectuée cette vente. S’il y a eu démarchage à domicile. Ce sont les articles Ll21-21 à Ll21-33 du code de la consommation qui s’appliquent. Toutes les ventes conclues au domicile des consommateurs sont concernés, y compris si le professionnel intervient sur leur demande, mais également en magasin si le consommateur a été personnellement sollicité pour venir retirer un cadeau par exemple. Dans ce cas, le consommateur dispose d’un délai de 7 jours pour se rétracter. Durant ce délai, le professionnel ne peut accepter aucune contrepartie financière, ni aucun engagement, ni effectuer une quelconque prestation. Si la vente a eu lieu lors d’une foire et salon, cette réglementation ne s’applique pas. Il en découle que, contrairement à une idée reçue, une vente signée à cette occasion est ferme et définitive, sauf en cas d’achat à crédit. Toutefois, si lors de la visite au domicile du client, il s’avère indispensable de modifier de façon substantielle le bon de commande ou son prix, le professionnel devra rédiger un nouveau bon de commande afin de respecter les dispositions en matière de démarchage à domicile.
Les contraintes réglementaires à respecter et les démarches administratives à effectuer dépendent du système installé. La géothermie verticale et l’aquathermie nécessitent une déclaration de sondage. Cette dernière s’effectue auprès de la DREAL Auvergne-Rhône-Alpes (04 78 62 50 50) ou directement sur le site http://www.forages-domestiques.gouv.fr/ . Ceci s’applique à tous les forages de plus de 10 m de profondeur (Code Minier art. 131), quel que soit leur usage (eau potable, géothermie, etc…). Une démarche supplémentaire est nécessaire pour l’aquathermie. La déclaration de forage doit être déposée en mairie pour utiliser l’eau de la nappe.
Le niveau de bruit (pression acoustique) engendré par l’appareil extérieur ne doit pas provoquer, au niveau de la limite de propriété, une émergence supérieure de 5 [dB(A)] le jour et de 3 [dB(A)] la nuit, au bruit ambiant mesuré appareil éteint.
Si votre projet est situé dans le périmètre (500 mètres) de protection d’un immeuble classé ou inscrit, l’Architecte des Bâtiments de France sera consulté lors du dépôt de votre déclaration de travaux auprès de votre mairie. Celui-ci émettra un avis conforme (positif ou non), s’il y a co-visibilité ou bien un simple avis consultatif s’il n’y a pas co-visibilité, dans ce dernier cas, le maire peut éventuellement passer outre cet avis.
A noter qu’il existe des « caches » pour les unités extérieures, qui sont juste des caissons en bois laissant bien passer l’air (sinon il y a un risque de diminuer les performances de la PAC).
Des fiches techniques de projets sont disponibles sur la carte des projets exemplaires du Rhône. Un filtre permet de sélectionner les fiches spécifiques à votre projet.
Il existe plusieurs systèmes d’aides financières pour les particuliers : pour les connaître, cliquez ici.
Vous avez un projet collectif ?
Si vous avez un projet collectif ou tertiaire, contactez :
Une liste des installateurs agrées Qualipac ou Qualiforage est disponible sur le site de Qualit’ENR.
Quelques vidéos :