Principe de la pompe à chaleur

Une pompe à chaleur capte l’énergie présente naturellement dans l’environnement extérieur sous forme de calorie et de les restituer à l’intérieur pour produire de la chaleur ou de la fraîcheur. Particulièrement écologiques, les pompes à chaleur génèrent 3 à 4 fois moins d'émissions de CO2 qu’une chaudière à énergie fossile. Les trois possibilités de pompe à chaleur sont l'arothermie, la géothermie et l'aquathermie.

Les pompes à chaleur peuvent produire, sans apport électrique, de l’eau à 65°C et s’adaptent à toutes installations de chauffage central classique (fioul, gaz …) sans modification d’installation. Les radiateurs existants (ou le plancher chauffant) sont conservés, seule la source de chaleur est remplacée.

En France, elles permettent de réduire la facture de gaz ou de fioul d’environ 70 %, tout en bénéficiant d'aides de l'Etat.

Elément déterminant pour la pompe à chaleur : son COP

Le coefficient de performance (COP) d’une pompe à chaleur est l’élément déterminant de la rentabilité économique d’une PAC. Elle permet de comparer les composants des pompes à chaleurCOP est défini et mesuré sur de courtes durées et doit être garanti par le fabricant selon la norme EN 14511.

La norme européenne EN 14511 spécifie les conditions d’essai pour la détermination des caractéristiques de performance des entre eux mais donne peu d’informations sur les installations réelles. Les pompes à chaleur (air-air ; eau-air ;air-eau ;eau-eau) avec compresseur entraîné par moteur électrique pour le chauffage des locaux.

Le COP annuel est plus complet car il intègre les rendements de régulation, les fluctuations des sources de chaleur, le dégivrage,…et permet de comparer des installations complètes.

Il faut être prudent pour comparer les PAC entre elles et vérifier que les performances sont données pour les mêmes points de fonctionnement de température et que les essais ont été réalisés suivant les normes en vigueur. Le COP d’une machine correspond au rapport entre l’énergie thermique utile restituée pour le chauffage (Q2) et l’énergie électrique nécessaire pour faire fonctionner la pompe à chaleur (W).

Un COP de 3 signifie que pour 1 kWh électrique consommé la PAC restitue 3 kWh thermiques, ce qui entraîne que 2/3 de l’énergie de chauffage est une énergie renouvelable gratuite et non polluante alors que 1/3 est d’origine électrique. Il ne faut pas perdre de vue que l’énergie électrique n’est pas une énergie primaire et que le rendement des centrales est de 40%. Donc l’économie réalisée dépend du COP de la pompe à chaleur mais égaleemnt du rendement moyen de la production d’électricité.

Efficacité des pompes à chaleur

Le COP de la pompe à chaleur est d’autant meilleur que la source chaude est à basse température (chauffage par le sol ou radiateurs « basse température ») et que la source froide est la plus chaude possible (nappe phréatique ou sol car l’air peut descendre jusqu’à -10°c). Dans ce cas, l’énergie électrique consommée est la plus basse possible (W) et le COP plus élevé.

Généralement, les fiches techniques des fabricants de pompes à chaleur indiquent un COP instantané mesuré en usine dans des conditions idéales, les valeurs proposées diffèrent donc de la réalité.
Le site www.express-canalisation.com a révélé qu’il y avait une différence significative entre le COP annoncé et le COP réel de la pompe à chaleur. Par exemple, dans un cas de PAC géothermique, le COP annoncé était de 4,42 dans des conditions de -5°C/30°C et celui mesuré sur 5 mois était de 2,90.