La Pompe à Chaleur est-elle efficace en dessous de 0°C ?

Quelle est la performance des pompes à chaleur en saison froide ?Après le pic de nouvelles installations en 2008, le marché français des pompes à chaleur reste dans les trois premiers à l’échelle européenne.
De plus en plus de particuliers s’interrogent désormais sur l’efficacité de ces installations en saison hivernale : quelle est la performance réelle des pompes à chaleur lorsque le mercure passe sous 0°C ? Quels sont les risques de dysfonctionnement et que penser des annonces de technologies providentielles ? Quelle Energie rouvre le dossier pour tenter d’y voir un peu plus clair.

Quelle technologie est la plus adaptée à votre situation ? Vous aussi, évaluez votre potentiel d’économies pour les différents types de pompe à chaleur, à l’aide de notre simulateur gratuit.



« Il vaut mieux pomper même s’il ne se passe rien que risquer qu’il se passe quelque chose de pire en ne pompant pas. »
(devise Shadok)

Un parc renouvelable ?

Ventes de PAC en FranceSuite à une première vague dans les années 1980, la France est redevenue en 2008 second marché européen de la pompe à chaleur (hors PAC air-air), immédiatement après la Suède, pourtant peu réputée pour la clémence de ses hivers. Cette flambée récente, alimentée par le renchérissement du pétrole et les crédits d’impôt avantageux, a reflué de concert avec le ralentissement économique et le rabotage fiscal de 2011 : réduction des crédits d’impôt, exclusion des PAC air-air de l’assiette. Ce qui distingue les deux marchés ? Le type de machines installées. Premier parc géothermique mondial en Suède, émergence poussive de la géothermie et installation massive de PAC aérothermiques en France.

Revenons brièvement aux fondamentaux. Une PAC, tout d’abord, ne produit pas de chaleur, mais la transfère d’une source froide (l’air extérieur, le sol, l’eau) vers le logement, la piscine ou le ballon d’eau à chauffer, exactement comme un réfrigérateur extrait la chaleur d’un compartiment pour le refroidir.

La source de chaleur est donc bien renouvelable, dans la majorité des cas. En revanche, l’équipement n’est qu’une variante de chauffage électrique, mais bien plus performante. Il existe également des systèmes de PAC au gaz, encore peu répandus pour les particuliers.

Le fameux COP, à distinguer du COP annuel !

Le COP ou coefficient de performance d’une pompe à chaleur est un multiple de la puissance électrique consommée. Il détermine la quantité de chaleur produite à partir d’une quantité d’électricité donnée. Plus le chiffre est élevé, plus le système est performant. Exemple : avec un COP de 3, une pompe à chaleur consommera 3 fois moins d’énergie électrique qu’un équipement conventionnel de chauffage électrique direct (convecteur, grille-pain etc.). Ce qui ouvre a priori de substantielles économies par rapport à un mode de chauffage tout électrique.

Il faut toutefois se garder d’extrapoler trop rapidement le COP nominal d’un appareil avec la consommation réelle d’un logement. En effet, le COP machine d’une pompe à chaleur, ou COP conventionnel, est mesuré par le constructeur entre de 7°C et 35°C. Cet indicateur permet de distinguer les appareils entre eux mais en aucun cas d’estimer la performance en situation réelle. Le COP saisonnier ou annuel de l’appareil, et a fortiori de l’ensemble de l’installation de chauffage (production, distribution, émission et régulation) dépendra, en effet, du climat tout au long de la saison considérée, mais surtout des conditions d’utilisation : écart de température entre sources, régime de fonctionnement de l’appareil tout au long de la période de chauffe.

COP théorique entre deux sourcesLe COP, ensuite, est d’autant plus élevé que l’écart de température entre sources sera faible, en vertu d’un principe physique indépassable. Quelle que soit la machine, la performance sera moins élevée si l’écart de température entre sources augmente. Ainsi il sera bien plus avantageux d’alimenter un plancher chauffant à basse température (25°C) qu’un réseau de radiateurs traditionnel à 60°C.

Qualité de la source froide

Arrivons-en à la source froide. Les pompes à chaleur dites géothermiques sont relativement peu sensibles au climat extérieur. La terre ou l’eau opèrent en effet comme des réservoirs de chaleur intersaisonniers. L’impact d’une soudaine chute de température sera d’autant plus faible que le gisement est profond : les capteurs verticaux y seront quasiment insensibles ; les PAC à capteurs horizontaux (eau glycolée/eau), enterrés à faible profondeur, bien moins que des systèmes aérothermiques. Pour ces capteurs surfaciques existe cependant un risque de dégradation de la qualité de l’échangeur en raison des cycles de gel/dégel au contact qui peuvent réduire la capacité d’échange du réseau d’eau glycolée avec le sol. Les systèmes dits géothermiques présentent donc des performances relativement stables au long de l’année, et d’autant plus élevées que la source sera à l’abri du climat extérieur.

PAC aérothermiques

Les systèmes aérothermiques (ou aéroliques) sont en revanche beaucoup plus vulnérables aux variations climatiques. La chaleur est puisée dans l’air, sous l’influence directe du climat extérieur. Par temps froid, la performance des pompes à chaleur air/air et air/eau se dégradera en conséquence directe de la baisse de la température, pour devenir médiocre sous 0°C (COP proches de 2 voire inférieurs par grands froids) et inopérante sous -7°C environ. Une résistance chauffante prend alors le relais sur beaucoup de modèles. Les échangeurs extérieurs ont également tendance à givrer à l’approche de 0°C, d’où la nécessité d’un système de dégivrage qui amputera d’autant le bilan global du dispositif. Différentes technologies, par exemple Zubadan et EVI, permettent à la PAC de fonctionner jusqu’à -15 à -20°C en assurant une température de sortie d’eau constante, mais à nouveau au détriment du COP.

Au final, les systèmes air/air (et autres « climatisations réversibles ») sont des technologies matures et généralement robustes, mais elles ne sont pas forcément adaptées à un chauffage tout au long de la période de chauffe. En revanche elles conviendront fort bien en complément d’une chaudière ou de convecteurs électriques qui prendront la relève les jours les moins cléments.

Qualité de l’installation

Pour l’ensemble des systèmes de PAC, la performance est très sensible au dimensionnement de l’appareil, la qualité de son installation, à son régime d’utilisation et à son entretien. La règle du surdimensionnement par précaution, souvent observée dans les installations antérieures, n’est pas à recommander. La technologie « inverter » est à préférer aux systèmes fonctionnant en « tout ou rien ». Cette technologie permet de moduler la puissance, évitant les arrêts/redémarrages successifs préjudiciables en termes de performance comme de longévité.

En conclusion, nous ne saurons trop vous recommander de recourir à du matériel de qualité (normes NFPAC) et adapté à vos besoins, et de faire appel à des installateurs du réseau QualiPAC pour dimensionner, installer et maintenir votre installation. Pour être mis en relation avec un ou plusieurs installateurs qualifiés, demandez un devis.

Nouveaux indicateurs d’efficacité énergétique

Une nouvelle directive européenne (règlement CE 626/2011, applicable au 1er janvier 2013) impose désormais aux fabricants de climatiseurs et pompes à chaleur air-air d’afficher un coefficient de performance saisonnier (SCOP), plus proches des conditions d’utilisation réelles, avec des exigences de performance accrues dès 2014. Ce dispositif devrait entraîner à terme le bannissement des technologies les moins efficaces, tout en assurant une meilleure information de l’utilisateur, ce que nous ne pouvons que saluer.

On en parle dans cet article

Les pompes à chaleur

La pompe à chaleur aérothermique ou géothermique extrait de l’énergie à l’extérieur de l’habitation pour l’injecter à l’intérieur via un radiateur, un plancher chauffant ou un ventilo-convecteur.

En savoir plus

Vos réactions

08 Nov

Bonjour, c’est le premier hiver où j’utilise mon nouveau mode de chauffage en remplacement d’une chaudière à condensation au gaz. Il s’agit d’une pompe à chaleur Daikin 14kw air/eau, couplée avec un chauffe-eau thermodynamique. Avec les premiers froids je commence à m’inquiéter. En effet le thermostat commande une température de 22° mais avec une température extérieure de 0 à 2° la nuit et ces derniers jours j’arrive péniblement à une température intérieure de 19° en journée et 18° la nuit (moins encore à l’étage). J’ai une maison correctement isolée de 110m2 habitables et avec un étage. Ai-je fait une grosse erreur en remplaçant ma chaudière à gaz par cette pompe à chaleur ? Merci pour vos avis.

Danièle
10 Nov

Oulaaa ont lit beaucoup de tout et de n’importe quoi.
Je suis à ma deuxième pac, sur ma deuxième maison, et avec du AIR/EAU en Daikin avec des température de -10 je chauffait sans problème. La je suis en Mitsubishi AIR/AIR 4 splits pour chauffé 95m2 et en dessous de 0 ca fonctionne très bien.
Je n’ai pas d’aide de l’Etat et ma pompe actuelle installation comprise m’a couté en tout 6000€ pour du Mitsubishi contrôlée en Wifi pour les 4 Splits. Pour ce type de produit payers au dessus de 8000€ c’est du vol, le système doit être rentable le plus vite possible. Et l’avantage des pompes à chaleurs c’est que l’été ont climatise et l’ont peu aussi déshumidifier ou ventilé. Un poêle ou une chaudière ne fait pas cela.
Il y à trop de mauvais installateur dans le secteur qui se gavent, et beaucoup de marque qui ne tiennent pas la route.
Pour partir sur de bonne base c’est soit Mitsubishi soit Daikin, rapport qualité prix correct et ces pac ont fait leurs preuves.
Sur dimensionné un peu la PAC pour qu’elle puissent avoir de la réserve de marche et ne pas tourner tout le temps à fond, avec l’Inverter pas de soucis.

Alain
09 Déc

jaie fais instalee une pompe a chaleur daikin pour maison de 90me une monosplit on ma affirmee que cela allez chauffer toute la maison et la il faut que je mette le thermostat a 24pour avoir 20dans la maison et les autres pièces on 18 jaie payee 5533e dinstalation on nous as pas ditsi mondevais mettre les ventilos rien ces un frigoriste qui a instaler que faire ca fais 6 mois
merci jean marie

gerard jean marie
09 Déc

jaie fais lachat et fais faire instalation dune pompe air air qui devais me chauffer toute ma maison sois disant une dakin ma maison fais 90m2 a ce jour un epiece et bien chauffer la pompe et souvent allumer ces mon seul chauffage
mais les autres pièces ce svraiment tres limite avec une enfant handicapee pas cool je suis tres decue et on a beau appellee on nous réponds pas on apaye 5530em merci que dois je faire jean marie gerard

gerard jean marie
29 Déc

Bonjour,
Nous avons acheté une maison de 100m2 , paliers de 50m2,sur sous sol total. Elle est équipée d’un PAC AJTech zuran air/eau qui chauffe l’eau pour les radiateurs en fonte.
Pour l’eau chaude sanitaire, nous avons un chauffe eau thermodynamique.
Cette saleté de pompe aurait été installé en 2013, le vendeur n’a jamais fourni de facture.
Depuis un mois, nous avons du mal a chauffer au dessus de 17 dans le salon et les chambres mieux isolees au premier ont 21, car la chaleur du rdv monte et elles st mieux isolees et pieces clousonnees.
par contre, j’ai relevé consommation edf, et en un mois 2900 kwh, soit environ 430€ de facture pour un mois, sachant qu’on a pas chaud, entre 15 et 17 dans salon, et que c la pompe qui consomme +++ car on a pas de lave vaisselle, seche linge, congelateur…on a juste un frigo, une télé cathodique..donc j’ai eteint le bouton appoint résistance électrique, pour limiter la consommation, car je pense que c ca…et depuis la T° ne depasse pas les 13 dans salon..bref, on se gele mais on consomme deux fois moins… comment faire? je suis perdue, on est en région parisienne, donc la T° ne descend pas trop en dessous de 0, peut etre la nuit? mais la notice d cette pompe dit qu’elle marche jusqu’à -20°!

kim
02 Jan

Bonjour,
Même situation que pour Kim ci-dessus mais avec une pompe à chaleur Dalkin.
Le choix d’une température depuis le thermostat ne semble avoir aucun effet. J’ai donc défini une température d’eau de sortie.
Même en mettant 70°C, on a une température dans les pièces de 16°C lorsque dehors il fait -1°C.
La facture pour 2 mois (octobre et novembre) s’élève à 900 € et nous avons froid.
Quelqu’un connait-il un chauffagiste de confiance, spécialisé dans les pompes à chaleur, dans la région lilloise ?
Merci pour votre aide.

Mathieu
20 Jan

Bonjour Kim,
Des radiateurs en fonte avec une PAC c’est très mauvais. Ils ont généralement été dimensionnés pour fonctionner avec une eau à haute température (60 à 80°C!). les PAC sont conçues pour fonctionner avec une eau à 35°C. Donc il faut un plancher chauffant ou des radiateurs sur dimensionnés.
S’il y a une modification à faire c’est mettre des grands radiateurs, sans doute très grands.
Il vous faut connaître la puissance nécessaire par pièces et comparer aux courbe de puissance des radiateurs données en fonction de la température de l’eau qui y rentre.
Ou faire appel à un chauffagiste qualifié capable de faire ce genre de calcul, ce qui ne courre pas les rues

Marc
24 Jan

Bonsoir j’ai installè un pompe a chaleur daikin moins 8 la nuit j affiche une temperature de 16 alors que j’ ai regle le thermostat a 20 es ce normal?

Roze
25 Jan

Bonjour, Votre thermostat est peut-être mal placé pour que la température réelle soit vraiment celle que vous avez programmée. Si le thermostat est interne à la pompe à chaleur, il se peut que la température mesurée soit plus élevée que la température du reste de la pièce et ceci peut créer la différence de température que vous évoquez. La solution peut être d’installer une sonde de température externe à l’autre extrémité de la pièce. Bien à vous,

Céline Lequeux
26 Jan

Bonsoir,
nous avons fait installer dans notre maison de 196m2 une pompe a chaleur Hitachi s80 très haute température ,le model le plus puissant de la marque, avec Ecs inclus, qui en principe devrais chauffer 80° a -20° extérieur, elle n’as jamais réussit a chauffer plus de 52° a -2 extérieur !
prix total 27’000.- Euro a la poubelle et une température de 14° dans la maison !!!
et 15’000 euro de facture EDF
je vais revenir au bon système de chaudière bois,peller,etc….
Merci les super publicité mensongère de Hitachi

Bekim
20 Fév

Le Pb de la PAC c’est quand elle gèle. il y a de la glace sur l’évaporateur ( le module dehors ) et la PAC s’arrete pour degivrer. Pendant ce temps pas de chauffe dans la maison sauf si vous avez un chauffage alternatif ( autre technologie ) et si la PAC fait aussi l’eau sanitaire, alors plus d’eau chaude. Ici, les constructeurs ont prévu de switcher sur des resistances pour chauffer. environ 6kW ( enorme ). Preferer 1kW d’un petit radiateur résistif à air pulsé à mettre dehors derriere l’évaporateur. Celui-ci va reprendre des calories de l’air ambiant et la PAC va refonctionner comme en 40. ( à quand le gilet chauffant pour PAC ? )
Autre possibilité, orienter le flus de sortie de la VMC vers l’évaporateur de la PAC ( en protégeant les conduites du froid ). @+, billz77280.

Billz77280
15 Mar

pour ma part je fabrique depusi env 20 ans de pompes a capteur entérré eau glycolée /eau et des eau/eau mais aussi quelques hybrides qui sont capable de capter dans l’ air et dans la terre alternativement en fonction de la température extérieure , au dessus de 7° je pompe dans l’ air , du coup la terre se régénère parfaitement jusqu’ a la prochaine période de gel ; mon record de conso avec compresseur on/of est de 1250 kw/H pour chauff /ecs d ‘ une maison ossature bois de 550 M3 chaufée à 21°, le conseil que je donne est de bricoler soit même , d’ apprendre et de fuir les commerciaux . Ce produit est ultra fiable et réellement trés économique , mais il vaut mieux dépensser vos sous dans de bons gros échangeur , ne pas hesiter a mettre a sous refroidisseur si on fait l’ ecs ou si on est sur radiateurs .
quand on a assimilé le tout . c est un taux de pannes inf a 1/1000 par an , et les pannes restent toujours réparable avec du matos froid de base .

Claude
01 Sep

Bonjour,
je voudrais faire quelques commentaires sur le témoignage de Bekim (26 janvier, maison 196 m2, prix de la PAC : 27000 euro, 15000 euro de facture EDF (on supposera que c’est pour une année !)

A partir de ces données on peut estimer l’énergie qui serait nécessaire pour chauffer la maison.
Supposons que cette maison soit une maison chauffé à l’électricité et soit de qualité très médiocre du point de vue de son isolation : elle serait dans la classe G d’une échelle qui va de A à G et qui correspond à plus de 450 kW.h/an/m2. Appliquons le coefficient de correction de 2,58 qui pénalise le chauffage électrique de telle manière qu’une telle maison, dont chaque pièce est équipée d’une chauffage electrique classique consomme 451/2,58 = 175 kW.h/m2. Pour une maison de 196m2 (arrondi à 200 m2) on aurait donc une consommation annuelle de 35000 kW.h/an, soit un coût annuel de 5300 euro. Reprenons, il s’agit de la situation la pire : la maison est mal isolée, elle est chauffée à l’électricité avec un convecteur dans chaque pièce, et le coût de l’électricité consacré à son chauffage (on ne parle pas ici de tous les autres usages de l’électricité mais seulement du chauffage) est de 5300 euro.

Il est alors extrèmement surprenant que la facture soit trois fois plus élevée (même en considérant les autres usages de l’électricité). La seule explication possible à mon avis est que la pompe fonctionne dans un mode très dégradé, où la grande majorité de l’énergie consommée ne sert même pas à chauffer la maison, mais part à l’extérieur…

Prenons maintenant le cas de cette maison mal isolée et chauffée par des convecteurs électriques. On consomme 5300 euro par an pour lui fournir 35000 kW.h/an.
Supposons que la PAC achetée 27000 euro fonctionne correctement : elle chauffe la maison avec un COP saisonnier classique de 4. La consommation électrique sera donc de 35000 kW.h /4 et l’économie annuelle que l’on peut espérer en étant optimiste serait alors de 26250 kW.h/an soit 3937 euro/an auque il faut ajouter les frais de maitenance : disons 400 euro/an. Le retour sur investissement serait alors de 27000/3527 soit près de 8 ans, dans un contexte optimiste et sans aucune panne. La durée de vie en bon fonctionnement d’un tel équipement étant de 10 à 15 ans, on voit bien, que même si le système fonctionne correctement, son prix d’achat est beaucoup trop élevé par rapport au rendement annuel pour en faire un bon choix économique.

Meme si elle fonctionnait, cette PAC serait un très mauvais achat à ce prix là. Et en plus elle ne marche pas, elle chauffe la rue…
(notez ici qu’à aucun moment la qualité des matériels du fournisseur n’est en cause). Il ne s’agit ici que des marges exorbitantes de l’installateur inversement proportionnelle à la compétence de ses techniciens.

D’où l’intérêt de faire ce calcul de retour sur investissement pour un tel achat. Pour moi, la morale de l’histoire c’est qu’il aurait été préférable de consacrer cet investissement à une isolation de la maison (par l’extérieur, avec 27000 euro ce devrait être correct).
Merci de m’indiquer si ces calculs surprenants sont le résultat d’une erreur de ma part… ou pas

Philippe

Philippe
15 Nov

je suis thermicien. et j’ai fait construire ma maison en passant par un grand constructeur.
La pompe à chaleur etait au meme prix que la chaudiere à condensation. Ici il n’y a pas de pb d’installation, leurs compétences sont acquises, ils passent par divers sous traitants spécialisés.
Donc au stade de plan de maison , j’avais le choix PAC ou chaudiere gaz à condensation dont le rendement et fiabilités sont connus de tous. Le gros inconvénient de la PAC est une chute importante et constante du rendement à en dessous de 5°, à 0° ou -10°C elle est très energivore lorsqu’on a vraiment besoin de bien se chauffer (periode de grand froid). La qualité et fiabilité des PAC n’est pas l’egale de la chaudiere, et pour une PAC , la température d’eau sortante pour le chauffage est de la basse température, cela entraine inévitablement a doubler la taille des radiateur dans les pieces, donc encombrement majoré dans les pieces.
Mon choix a surpris le vendeur et mes voisins, je suis le seul à avoir prit la chaudiere à condensation gaz + un ballon d’eau chaude thermodynamique.
un an, puis 2 ans plus tard on compare, nos facture d’energies anuelles, mes voisins avec surfaces similaires, depensent 50% de plus. Les plans des maisons sont tres similaires (isolations, surfaces et fenetres). Pour moi la PAC c’est pas encore au point, j’ai preferé eviter le risque de fiabilité et la chute de rendement, en gardant qqch de bien connu et amélioré (condensation)

bobby
29 Nov

Le système de PAC est vraiment le meilleur chauffage qui soit aujourd’hui. Le problème est que ce chauffage est bien plus complexe que les anciens (gaz, mazout, bois, etc) et que certains chauffagistes ne gèrent pas du tout… C’est un nouveau métier! Sans parler des commerciaux…. Quand je lis vos commentaires ci-dessus, je ne vois pas d’autres explications q’une mauvaise installation! Petit conseil: n’installez pas une PAC dans une ancienne maison avec vieux radiateurs, le rendement sera mauvais! La PAC est à conseiller par contre dans les maisons modernes avec chauffage sol. Combiné à un petit feu au bois pour les journées les plus fraîches, c’est la combi parfaite car une résistance ne devra pas prendre le relais les journées les plus froides! La Suède et la Russie ont énormément de chauffage par PAC, si ça ne marchait pas par temps froid, ils le saurait…

Bruno
29 Nov

Bonjour,

Mon mari et moi venons de signer un compromis pour une maison située en Lorraine, d’une surface habitable de 210 m2.
La maison bénéficie d’un système de chauffage au sol mis en place, mais il n’y a actuellement pas de moyen de chauffage installé (l’ancien propriétaire utilisait une chaudière au Fioul mais étant défectueuse, elle a été retirée et la vente se fait sans moyen de chauffage en place pour nous laisser libre choix).
La maison a un DPE à D (163 kWh ep/m2).
Nous n’avons pas le gaz de ville.
Nous souhaitions mettre en place une pompe à chaleur air-eau mais nous posons question sur l’efficacité de ce système sur une telle surface habitable, dans notre région où les températures l’hiver descendent très régulièrement en négatif, et par rapport à nos habitudes de vie (plutôt frileux et friands de bain chauds).
Quelqu’un pourrait nous renseigner sur la ou les meilleures options qui s’offrent à nous?
Merci beaucoup
Lucie

Fourrier
30 Nov

Bonjour @Lucie

En remplacement de la chaudière au fioul, il y a principalement 3 solutions : une pompe à chaleur air-eau, une pompe à chaleur géothermique ou une chaudière à bois. La pompe à chaleur air-eau n’est pas forcément judicieuse en Lorraine car les températures peuvent souvent être très basses. La géothermie (captage de chaleur sous terre) peut régler ce problème puisque ses performances dépendent très peu de la température extérieure. En revanche, c’est un budget conséquent et il vous faut avoir un terrain suffisamment grand. La chaudière au bois me parait bien adaptée dans votre cas. Elle peut être à bûches ou à granulés, cette dernière étant bien sûr plus autonome mais aussi un peu plus chère. Pour plus d’infos sur la chaudière à bois, je vous invite à consulter notre page dédiée https://www.quelleenergie.fr/economies-energie/chaudiere-bois/

Bien vous,

Corinne Garnier



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