■ La pompe à chaleur (PAC), définitions...

Une pompe à chaleur (PAC) est un système thermodynamique qui puise des calories à l’intérieur d’une enceinte fermée pour créer du froid et libère cette chaleur via un échangeur. Une PAC puise des calories dans une source de chaleur externe (l’air, l’eau ou le sol) pour la transmettre à l’intérieur de l’habitation, c’est le phénomène inverse du réfrigérateur.
►La PAC n’est pas considérée comme une énergie renouvelable car elle nécessite une part non négligeable d’électricité pour alimenter le compresseur qui la fait fonctionner. On parle de géothermie «de surface» pour les PAC qui captent l’énergie dans le sol (80 cm). Il s’agit plutôt d’un abus de langage dans la mesure où la vraie géothermie puise à plusieurs centaines voir milliers de mètres l’énergie (à très haute température) de la croûte terrestre (région parisienne, Islande...). Cette forme de géothermie est renouvelable car seule une faible consommation d’électricité (5%) et nécessaire pour l’alimentation des circulateurs.
► La PAC est un chauffage électrique efficace, c’est-à-dire qu’il va consommer de 2 à 3,5 fois moins d’électricité qu’un chauffage électrique classique. Cependant, cette consommation d’électricité reste importante et rappelons qu’en France 1 kWh d’électricité consommé nécessite la production de 2,58 kWh d’énergie primaire (uranium, fi oul, gaz, charbon).
►Le rendement d’une PAC est appelé Coefficient de Performance (COP). Un COP de 3 indique que pour chaque kWh électrique consommé par le compresseur, le système fournit 3 kWh de chaleur dans le bâtiment à chauffer. Le COP détermine directement la quantité d’électricité qui sera nécessaire pour chauffer un bâtiment
et donc le coût de fonctionnement du chauffage. La consommation des appareils électriques auxiliaires (circulateurs, résistances électriques d‘appoint) est à ajouter à celle du compresseur.
►On observe dans toutes les installations de PAC un décalage entre le COP théorique ou instantané mesuré en laboratoire et annoncé par les documentations techniques et le COP réel moyen annuel, toujours inférieur, mesuré après une période de fonctionnement sur site. Par ailleurs, plus la différence de température entre l’extérieur et l’intérieur est grande, plus le COP diminue.
►La chaleur peut être transmise par plancher chauffant, solution la plus intéressante, mais aussi par radiateurs basses températures, ventiloconvecteurs ou système centralisé d’air pulsé qui est la solution la moins confortable.
Attention : un plancher chauffant où circule directement le fluide frigorigène (gaz) n’est pas adapté à une circulation d’eau de chauffage central (chaudière fi oul, gaz, bois...). Un changement de mode de chauffage est donc difficilement envisageable.

■ Les différents types de PAC

• PAC sur terre à capteurs horizontaux

Il ne s’agit pas de vraie géothermie car l’énergie n’est pas captée à très grande profondeur dans les zones échauffées de la croûte terrestre.
La «géothermie de surface» capte l’énergie solaire accumulée dans le premier mètre du sol.
Pour ces systèmes, un fluide (eau ou gaz) circule dans un réseau de tuyaux enterré dans le terrain. La surface de captage correspond à 1,5 ou 2 fois la surface au sol à chauffer.
L’utilisation d’un plancher chauffant basse température est primordiale. Sur radiateurs traditionnels, les performances seront très limitées.
La faisabilité d’une PAC dépend fortement de la nature géologique du sol. Plus il y a d’eau dans le sol, meilleur est l’échange thermique donc il ne faut pas goudronner. Il est préférable d’utiliser la PAC dans des sols légers et sablonneux humides plutôt que dans de l’argile franche ou du calcaire qui sont plus isolants. Il est possible de replanter par dessus les capteurs au sol, de l’herbe, des plantes vivaces, des arbustes à système racinaire superficiel mais pas d’arbre à racines pivotantes et rondes.
La production d’Eau Chaude Sanitaire n’est pas forcément assurée par la PAC. Vous pouvez cependant installer un cumulus électrique ou un chauffe-eau solaire à cet effet.

• PAC sur terre à capteurs verticaux

Ce système peut être intéressant lorsqu’il n’est pas possible d’utiliser le capteur horizontal (sol rocheux, terrain trop petit, etc.).
Le forage coûte cher, de l’ordre de 100€ à 150€ par mètre linéaire (Une installation moyenne comprend en moyenne 2 forages de 80 mètres).
Cependant, les performances (COP) sont susceptibles d’être plus intéressantes que les PAC sur terre à capteurs horizontaux.

Pour le forage, la DRIRE et la DDASS doivent être contactés et éventuellement la DIREN. Une carte des zones favorables à l’installation de pompes à chaleur géothermales verticales est consultable au Bureau Régional Géographique Minier.

• PAC sur eau

La température d’une source est relativement constante avec environ 7 à 8°C en hiver.

Une PAC sur eau de source est un système performant et peu coûteux à l’usage. De même une PAC fonctionnant sur le captage d’une nappe phréatique est également performante. Mais son intérêt est limité par le coût du forage. De plus l’utilisation de la nappe phréatique est soumise à autorisation. L’eau d’une rivière ou d’un lac peut devenir très froide en hiver ce qui limite parfois l’intérêt d’un captage par PAC.

• PAC sur air (aérothermie, thermodynamique réversible)

Pour une PAC sur air, un compresseur récupère les calories de l’air extérieur nécessaires au chauffage de la maison. Le chauffage est assuré soit par de l’air chaud pulsé à travers un réseau de distribution aéraulique desservant les différentes pièces du logement (pompe à chaleur air/air), soit par le biais d’un circuit hydraulique
(par l’intermédiaire d’un échangeur sur le circuit frigorifique) alimentant un plancher chauffant, des radiateurs Basse Température ou des ventilo-convecteurs (pompe à chaleur air/eau).
Les systèmes air/eau associés à un plancher chauffant offrent un meilleur confort d’utilisation que les systèmes air/air. La valeur du COP moyen annuel d’une PAC air varie en fonction du type de système :
- pour des systèmes air/air, le COP est d’environ 2
- pour des systèmes air/eau, le COP peut atteindre 2.7
Un appoint électrique (convecteur, radiant...) peut être nécessaire par sécurité pour les jours de grand froid et pour les maisons situées en altitude. C’est pendant ces périodes que l’électricité est la plus chère et la plus émettrices de CO2.
Le coût de fonctionnement d’une PAC air est de 3 à 5 € TTC/m² chauffé, en fonction du système choisi. L’entretien est sommaire, limité au contrôle régulier de la pression des circuits et à la vérification du bon fonctionnement du compresseur. Il est important de contrôler les filtres pour les systèmes air/air. Il est cependant conseillé que cet entretien soit effectué 1 fois par an au minimum (environ 100 €TTC/contrat).

Si la PAC à air compte un grand nombre de détracteurs parmi les organismes de protection de l’environnement,
c’est que son bilan n’est pas formidable. Les consommations d’électricité induites et les fluides frigorigènes utilisés sont des aspects à bien prendre en compte dans une démarche environnementale.

■ Recommandations

Exigez un comptage d’électricité dédié uniquement au système ainsi qu’une garantie de consommation maximale pour les premières années de fonctionnement.
- N’hésitez pas à visiter des maisons équipées avec une PAC depuis plusieurs années et faites toujours réaliser plusieurs devis.
- Obtenez un maximum de précisions sur le contrat d’entretien et les garanties du matériel (documents signés et entièrement étudiés).
- Ces systèmes ne sont pas 100 % écologiques car ils consomment de l’électricité émettrice de CO2 (centrales thermiques en hiver, fabrication du combustible nucléaire…) et utilisent un fluide frigorigène (R 410 A ou similaires), inoffensif pour la couche d’ozone mais contient du fluor qui a un impact 1300 fois supérieur à celui du CO2 sur l’effet de serre.
- On considère que 3% des fluides du circuit s’échappent chaque année dans l’atmosphère par micro fuites (notamment PAC air). De plus ces appareils sont très mal recyclés avec en moyenne 20% des fluides perdus dans l’environnement.
- La législation par rapport aux fluides frigorigènes peut être modifiée, mais n’est pas rétroactive.
- Veillez aussi à votre isolation qui reste prioritaire sur le choix du mode de chauffage

■ Les coûts

Les devis n’indiquent que rarement le coût du terrassement et de la remise en état du terrain pour les PAC sur terre.

>> Coût d’investissement rapporté au m² pour une maison de 150 m² hors émetteurs (plancher chauffant, radiateurs basse température) :
• PAC air/air = 60 à 75 € TTC / m², soit environ 10 000 €
• PAC air/eau = 80 à 110 € TTC / m², soit environ 15 000 €
• PAC eau/eau à capteurs horizontaux = 90 à 120 € TTC / m², soit environ 15 000 € (hors terrassement)
• PAC eau/eau à capteurs verticaux = 120 à 150 € TTC / m², soit environ 21 000 € (hors forage)

- Le coût du forage pour des capteurs verticaux est de 100 à 150 € du mètre linéaire soit 7000 € en moyenne.
- Pour un COP réel de 3, le coût d’exploitation est environ de 5 c€/kWh soit 750 €/an pour le poste de chauffage d’une maison bien isolé chauffée à 19°C.
Le coût d’abonnement (EDF) reste cher du fait de la puissance importante sollicitée au démarrage.
- La durée de vie d’un compresseur à pistons est de 8 à 10 ans, celle d’un compresseur à vis est de 20 à 25
ans, mais est plus coûteuse.
- Le compresseur a une durée de vie d’environ 10 à 15 ans et son coût de remplacement n’est pas négligeable allant de 1 000 à 2000 €
- Une PAC bénéficie d’un crédit d’impôt de 50% à partir d’un COP de 3 et sous certaines conditions (demandez la fiche «crédit d’impôt» - cf ci-après) .

Consultez aussi notre Foire aux Questions afin de trouver réponses aux questions fréquemment posées.

Si vous souhaitez connaître et obtenir :

les normes et caractéristiques auxquelles doivent répondrent les matériels pour donner droit à crédit d'impôt ;
la fiche descriptive de l'installation : techniques, mise en oeuvre ;
les autorisations et déclarations d'exploitation à prévoir ;
la liste (non exhaustive) des installateurs travaillant sur le Grand Lyon,

nous possédons plusieurs documents à l'ALE.

Ces documents étant régulièrement actualisés et mis à jour , il est difficile de les laisser en téléchargement libre sur le site. Toutefois, notre service Espace Info Energie (financé et suivi par l'ADEME, le Grand Lyon et la Région Rhône-Alpes) peut, sur simple demande de votre part via le formulaire de demande d'informations en ligne, vous l'envoyer par retour de mail. Merci de votre compréhension.