Les pompes à chaleur air-air et air-eau fonctionnent à l’électricité. Elles valorisent les calories de l’air extérieur pour chauffer l’intérieur de l’habitation. Ces systèmes sont intéressants car ils produisent plus d’énergie qu’ils n’en consomment. Ils ne sont toutefois pas exempts de défauts et ne répondent pas aux mêmes usages. Conseils Thermiques tente un comparatif objectif. Comparatif en 1 coup d’œil Fonctionnement Performances Technologie Dimensionnement Confort en hiver Confort en été Bruit Fiabilité Entretien Bilan environnemental Prix Avantages et Inconvénients Comparatif des pompes à chaleur air-air et air-eau Fonctionnement des pompes à chaleur aérothermiques Principe Les PAC air-air et air-eau appartiennent toutes les deux à la catégorie des pompes à chaleur dites aérothermiques ». En effet, elles puisent la chaleur de l’air extérieur pour la restituer à l’intérieur de la maison. Emetteurs de chaleur La principale différence se situe au niveau des émetteurs de chaleur. La PAC air-air restitue la chaleur par air pulsé à l’aide de ventilo-convecteurs ou de gaines de soufflage. La PAC air-eau diffuse la chaleur grâce au réseau de chauffage central par l’intermédiaire d’un plancher chauffant ou de radiateurs à eau. On note ici que la PAC air-eau est capable de chauffer de l’eau chaude sanitaire avec un appoint ce qui n’est pas le cas de la PAC air-air. Pompe à chaleur Dans tous les cas, la chaleur puisée dans l’air généralement entre -10 et +12°C en hiver n’est pas suffisante pour alimenter directement le système de chauffage entre 30 et 60°C. Il faut donc élever son niveau de température. C’est précisément le rôle de la pompe à chaleur. Pour se faire, elle utilise un fluide frigorigène en circuit fermé qui est alternativement évaporé et condensé selon les composants qu’il traverse Evaporateur Le fluide se vaporise sous l’effet de la chaleur de l’air extérieur. Compresseur La pression du fluide augmente ce qui élève sa température. Condenseur Le fluide se condense. L’énergie libérée est captée par le circuit de chauffage. Détendeur La pression du liquide diminue et sa température s'abaisse. Ce cycle thermodynamique permet une élévation de la température entre la source froide l’air et la source chaude le chauffage. La pompe à chaleur consomme bien sûr de l’électricité pour réaliser ce cycle principalement au niveau du compresseur. Mais au final l’énergie restituée est supérieure à celle consommée, c’est tout l’intérêt du système. Performances des pompes à chaleur air-air et air-eau Coefficient de performance COP Le COP traduit l’efficacité de la pompe à chaleur pour une température donnée. Un COP de 4 signifie que la pompe à chaleur consomme 1 kWh d’électricité pour produire 4 kWh de chaleur. On parle aussi parfois du SCOP qui en prend en compte toute une saison de chauffe. Mais attention, ces indicateurs ne reflètent pas les performances en situation réelle. Ils servent à comparer les produits entre eux. En pratique, les performances des pompes aérothermiques sont variables. Explications. Performances météo-sensibles On l’a vu, les PAC air-air et air-eau puisent les calories directement dans l’air extérieur. Cela signifie que lorsque les températures baissent, les performances des PAC aérothermiques chutent. A titre d’exemple, une PAC air-eau alimentant des radiateurs standards affiche un COP de à 7°C. Ce COP tombe à à une température de -7°C. On retient donc que les PAC aérothermiques restent réservées aux hivers doux On évitera les PAC aérothermiques en zone H1. Pertes de puissance Aussi, la puissance maximale des PAC aérothermiques diminue en même temps que les températures alors que les besoins de chauffage augmentent. Ainsi, une pompe à chaleur air-air de kW ne pourra délivrer que kW lorsque la température est de -7°C, soit une baisse de 31% de sa puissance nominale. Les PAC aérothermiques nécessitent donc souvent une énergie d’appoint pour les soutenir » en cas de grand froid. Appoint Pour une pompe à chaleur air-air, l’appoint peut prendre la forme une résistance électrique, d’un chauffage électrique ou d’un poêle à bois. Ici, l’ancienne chaudière fioul relève la PAC air-eau Pour les appareils air-eau, il peut s’agir d’une résistance électrique ou d’une ancienne chaudière restée en relève bien plus économique à l’usage. Rôle des émetteurs de chaleur Il est enfin à noter que plus la température des chauffages est proche de celle de l’air extérieur, plus les pompes à chaleur aérothermiques sont performantes. Il y a en effet moins besoin d’élever la température. Concrètement, cela signifie que les pompes à chaleur air-eau seront généralement plus performantes que les modèles air-air car les émetteurs de chaleur fonctionnement souvent à plus basse température Dans le cadre d’une PAC air-eau, on privilégiera donc les émetteurs basse température type planchers chauffants et RBT. A retenir On peut considérer que le COP réel d’une PAC air-air se situe entre 2 et contre plutôt et 3 pour une PAC air-eau. Types de pompes à chaleur air-air et air-eau Pompe à chaleur air-air On trouve d’abord des PAC à éléments séparés. Dans ce cas, une unité extérieure capte les calories du dehors puis distribue la chaleur par l’intermédiaire d’une unité intérieure monosplit ou de plusieurs multisplits. Ces unités intérieures peuvent prendre plusieurs formes On trouve aussi des systèmes dits monobloc ». Ici, la PAC air-air est constituée d’un seul bloc placé dans les combles. La chaleur est distribuée par un réseau de gaine. Pompe à chaleur air-eau Pour les PAC air-eau, on distingue en premier lieu les modèles basse température » capables d’alimenter des planchers chauffants et des radiateurs basse température. Cette technologie plus performante est toujours priorisée dans le neuf. En rénovation, il faut étudier la possibilité de faire travailler les radiateurs existants à basse température, voire d’installer un plancher chauffant en cas de rénovation lourde. Les planchers chauffants et les radiateurs basse température sont bien adaptés à la PAC air-eau A défaut, on envisagera de changer les chauffages ou de s’orienter vers des PAC air-eau à haute température » prévues pour alimenter des radiateurs classiques et de l’eau chaude sanitaire avec appoint. Dimensionnement des pompes à chaleur aérothermiques Problématique Que ce soit pour les PAC air-air ou air-eau, les problèmes liés à l’insuffisance de chauffage sont fréquents. Le bon dimensionnement de la pompe à chaleur suppose un bilan thermique précis du bâtiment. Une réflexion plus large autour des performances de la maison doit également être menée. En effet, il sera bien plus pertinent de renforcer en premier lieu l’isolation de façon à réduire les besoins de chauffage. De cette façon, la PAC choisie sera à la fois moins coûteuse car moins puissante et mieux adaptée aux besoins actuels et futurs. Installation d’une PAC air-eau après étude thermique Ets Noël En cas de sous-dimensionnement La PAC aérothermique ne pourra pas remplir sa mission en hiver et le confort attendu ne sera pas au rendez-vous. En cas de surdimensionnement La PAC sera trop sollicitée par des cycles marche/arrêt » trop fréquents ce qui va réduire sa durée de vie et occasionner des frais importants de maintenance. On constate bien ici qu’il serait totalement contreproductif d’installer une PAC avant de renforcer son isolation. Le nouvel équipement de chauffage deviendrait alors surdimensionné et s’userait prématurément. Confort des pompes à chaleur air-air et air-eau en hiver Pompes à chaleur air-air La chaleur est diffusée par convection forcée avec généralement une unité par pièce. Le confort est moyen car ce type de chauffage à air pulsé n’offre pas de rayonnement chauffage des personnes et des parois. Le chauffage par convection forcée n’est pas le plus agréable. Pompes à chaleur air-eau A l’inverse, le système est ici connecté au chauffage central. Les planchers chauffants et les radiateurs basse température délivrent un bon confort thermique avec une large part de rayonnement. Le confort reste satisfaisant avec des radiateurs à eau classiques, même si la part de rayonnement est un peu moins forte. Confort des pompes à chaleur air-air et air-eau en été Les PAC aérothermiques dites réversibles » peuvent contribuer au confort d’été en inversant le cycle thermodynamique. Cela occasionne en revanche des consommations électriques. Pompes à chaleur air-air L’air pulsé permet de climatiser efficacement le logement. Les PAC air-air sont parfois qualifiées de climatiseurs réversibles quant elles sont pensées pour produire d’abord du froid. La climatisation réversible offre un peu de fraicheur en été. Pompes à chaleur air-eau On parle ici d’une fonction de rafraichissement qui permet de perdre 3 ou 4°C et qui concerne uniquement les installations sur plancher chauffant. Cela consiste à faire circuler une eau plus fraiche dans le plancher chauffant en prenant soin que la température ne descende pas trop bas risque de condensation. A noter qu’il est aussi possible d’installer des ventilo-convecteurs à eau dans les pièces à climatiser. Dans ce cas, le confort en mode chauffage est limité. Bruit des pompes à chaleur aérothermiques Bruit de l’unité extérieure Que ce soit pour les modèles air-air ou air-eau, l’unité extérieure peut représenter une vraie gêne sonore pour les habitants et le voisinage ce qui provoque parfois des tensions. L’Association Française pour la Pompe à Chaleur AFPAC a édité des règles de bonnes pratiques pour le positionnement de l’unité extérieure dont voici quelques exemples Eviter les angles et les cours intérieures pour limiter la réverbération Ne pas diriger la ventilation vers le voisinage S’éloigner des limites de propriétés Ne pas installer sous les fenêtres Placer sur un support désolidarisé de la maison pour éviter les vibrations Un mur antibruit doit être envisagé si ces contraintes ne peuvent pas être respectées. Bruit des unités intérieures Pour la pompe à chaleur air-air, les unités intérieures peuvent aussi représenter une gêne notamment dans les chambres. Il reste souvent possible d’activer un mode discret » pour limiter le flux d’air la nuit. A noter que les gaines de soufflage représentent la technologie la plus discrète car le ventilateur est placé dans les combles. Fiabilité des PAC air-air et air-eau Fiabilité L’Agence Qualité Construction a pointé la relative fiabilité des pompes à chaleur notamment au niveau de la carte électronique et du compresseur. Ces composants semblent être relativement fragiles par rapport à d’autres appareils ». Cette fragilité peut être aggravée par des conditions d’installation défavorables. Une unité extérieure trop encastrée qui ne peut pas se refroidir correctement par exemple ou un mauvais dimensionnement de la PAC sur sollicitation du compresseur. Aussi, ces appareils sont sensibles aux coupures d’électricité, il faut donc éviter l’installation d’une PAC en bout de réseau électrique. Entretien et dépannage d’une pompe à chaleur AJW Mechanical Les coûts de réparation sont généralement importants car la majorité des composants de la pompe à chaleur ne sont pas réparables » selon l’étude et supposent le changement de tout un module. Garantie De base, les pompes à chaleur sont garanties 2 ans. Une extension de garantie à 5 ans peut être proposée sur le compresseur moyennant finances ou en échange d’un contrat d’entretien. Certains fabricants vendent aussi des extensions de garantie sur tout le système jusqu’à 7 ans. Attention, il s’agit le plus souvent d’une garantie pièce » uniquement. Entretien des pompes à chaleur aérothermiques Les PAC air-air ou air-eau sont peu contraignantes en termes d’entretien par rapport au chauffage au bois notamment. Il suffit de s’assurer que l’air circule correctement autour de l’unité extérieure en enlevant les feuilles ou le pollen. Les unités intérieures des pompes à chaleur air-air nécessitent aussi une attention régulière concernant les différents filtres à air mais la contrainte reste limitée Tous les ans, un entretien par un technicien améliore la durée de vie du système. Il assure un nettoyage plus en profondeur et vérifie notamment l’étanchéité du circuit frigorifique ainsi que les performances de la PAC. Bilan environnemental des pompes à chaleur air-air et air-eau Les PAC aérothermiques renferment du fluide frigorigène un puissant gaz à effet de serre qui s’avère dangereux en cas de fuite. On privilégiera donc les PAC qui utilisent le gaz le moins pire » comme le R32 par exemple qui a un PRG Pouvoir de Réchauffement Global 3 fois moins important que le R410a FluidePRGExemple CO21Concrètement, cela signifiequ’1 kg de R410a rejeté a le mêmepouvoir de réchauffement que 2088 kg de fluides avec un PRG > 750 seront interditsdès 2025 réglementation européenne. R2903 R32675 R134a1 430 R410a2088 Pour autant, l’institut Négawatt a calculé que l’intérêt des pompes à chaleur aérothermiques était réel par rapport aux chaudières gaz avec des émissions de CO2 au moins divisées par 4. On peut retenir que les pompes à chaleur aérothermiques présentent un intérêt environnemental par rapport aux énergies fossiles sans toutefois faire aussi bien que le chauffage au bois ressource locale et renouvelable, faiblement émettrice de CO2. Prix des pompes à chaleur air-air et air-eau Pour une PAC air-air installée par un professionnel, il faut compter entre 5 000 et 10 000€ TTC selon la puissance nécessaire et le nombre d’unités intérieures. Mais attention, cette technologie n’est pas subventionnée par les aides publiques pour la rénovation. Sans aide publique, la PAC air-air est plus incitative dans le neuf Ets Robart Pour une PAC air-eau, le prix moyen est de 12 250€ TTC. Comme le système est plus performant, il est éligible aux aides financières ce qui fait que le reste à charge se situe plutôt entre 4 000 et 10 000€ TTC selon les conditions de ressources de chacun. Dans tous les cas, il convient de contacter plusieurs professionnels pour établir une certaine concurrence et obtenir la meilleure proposition. Pour cela, Conseils Thermiques s'associe à plusieurs partenaires afin de vous mettre en relation avec des artisans locaux certifiés RGE. Vous pourrez ainsi étudier plusieurs propositions techniques et commerciales gratuitement et sans souhaite rencontrer des entreprises > Ces travaux de rénovation énergétique donnent droit à des subventions prime énergie. Si vous avez déjà un devis non signé, vous pouvez encore y souhaite obtenir ma prime énergie > Rappelons qu’une proposition sérieuse s’accompagne toujours d’une étude thermique précise pour dimensionner correctement la PAC. Les qualifications suivantes vous orienteront vers des professionnels spécialisés QualiPAC module chauffage et ECS » Qualifelec PAC1 ou PAC2 Qualibat PAC Avantages et inconvénients des pompes à chaleur aérothermiques PAC air-airPAC air-eau Avantages Performant quand l’hiver est douxPerformant quand l’hiver est doux Climatisation en étéRafraichissement possible en été Bénéfice environnementalBénéfice environnemental Entretien limitéEntretien limité Pas de stockage de combustiblePas de stockage de combustible Conso. divisées par 2 par rapportà un chauffage électriqueBien adapté aux planchers chauffants35°C et RBT 45°C -Confort du chauffage central -Eligible aux aides publiques Inconvénients Peu adapté au climat rigoureuxPeu adapté au climat rigoureux Appoint souvent nécessaireAppoint souvent nécessaire Bruit de l’unité extérieureBruit de l’unité extérieure Conso. électriques en été si élec. en été si rafraichissement Fiabilité et coût de maintenanceFiabilité et coût de maintenance Gaz à effet de serre puissantGaz à effet de serre puissant Confort moyen en chauffagePas d’eau chaude sanitaireMoins adapté aux radiateurshaute température Non éligible aux aides publiques- Conclusion Des pompes à chaleur aérothermiques pour des usages bien différents Les pompes à chaleur aérothermiques sont des solutions intéressantes qui permettent de produire plus d’énergie qu’elles n’en consomment. Comme la chaleur est puisée dans l’air, ces systèmes seront bien plus adaptés aux hivers doux et à éviter en zone H1 climat rigoureux. Le choix du type de pompe à chaleur dépend principalement du réseau de chauffage. Absence de chauffage central On peut étudier la possibilité d’une PAC air-air qui est une solution intéressante en remplacement du chauffage électrique réduction par deux des consommations et pour les maisons bien isolées. Le confort en hiver est moyen convection forcée mais les ventilo-convecteurs offrent une possibilité de climatisation en été. Ce système entre en concurrence notamment avec les poêles à granulés qui assurent une solution de chauffage écologique et soutenue par les aides financières. L’entretien est en revanche quotidien. Pour en savoir plus, consultez notre article relatif au choix entre un poêle à granulés et une pompe à chaleur air-air. Présence d’un chauffage central On pourra étudier la possibilité d’une PAC air-eau et d’autant plus si les émetteurs de chaleur sont à basse température plancher chauffant et RBT. Ce système performant est éligible aux aides financières et entre en concurrence avec les chaudières gaz et les chaudières à granulés. Consultez notre comparatif entre une chaudière à granulés et une pompe à chaleur air-eau pour en savoir plus. Pour aller plus loin, notre publication sur les PAC géothermiques les plus performantes pourrait aussi vous intéresser.