Est-ce qu'une pompe à chaleur est efficace par grand froid ?

La pompe à chaleur (PAC) séduit de plus en plus de foyers, mais une question persiste : une PAC fonctionne-t-elle vraiment quand les températures chutent ? Une inquiétude compréhensible, mais qui repose souvent sur des installations anciennes ou mal dimensionnées. On décrypte pour vous le fonctionnement des différents types de PAC par grand froid pour vous aider à choisir un chauffage économique, même dans les régions les plus rigoureuses.

Pour comprendre les avis sur les pompes à chaleur en hiver, il est essentiel de revenir sur leur principe de fonctionnement et sur l’impact réel des températures négatives sur leur technologie.

Une PAC fonctionne en captant les calories de l’air ou du sol et les élève en température via un cycle frigorifique pour chauffer le logement :

1. captation des calories présentes dans l’environnement (air, sol ou eau) ;

2. compression de ces calories pour élever leur température ;

3. restitution de la chaleur à l’intérieur via un circuit de chauffage.

Elle utilise donc de l'électricité, mais en faible quantité puisqu’elle puise aussi l'énergie de l’air ou du sol. Or, lorsque la température baisse, la quantité de calories disponibles diminue. Cela oblige le compresseur à travailler davantage, réduisant ainsi mécaniquement le rendement* du système (on parle de COP, ou coefficient de performance, pour une pompe à chaleur).

La PAC continuera donc de fonctionner, mais elle deviendra moins économique car elle aura besoin de plus d'électricité et aura notamment recours à une résistance électrique d’appoint si nécessaire pour conserver un bon confort thermique.

Toutefois, les équipements récents conservent une capacité de chauffe significative à des températures très basses grâce à des compresseurs améliorés et des cycles optimisés.

🔎 À noter : la majorité des avis négatifs sur les pompes à chaleur par grand froid provient d’installations anciennes ou non adaptées aux conditions climatiques locales. En principe, si la PAC est bien dimensionnée pour votre habitation, elle reste une solution économique. Il est donc essentiel de confier son dimensionnement à un professionnel !

*Le rendement énergétique désigne le rapport entre l’énergie nécessaire à un équipement pour fonctionner (l'énergie absorbée) et sa capacité à produire lui-même de l’énergie (l'énergie utile).

Quelle température est considérée comme un grand froid pour une pompe à chaleur ?

On parle généralement de grand froid pour une pompe à chaleur lorsque la température extérieure descend en dessous de -5 °C à -7 °C sur plusieurs jours consécutifs.

À partir de ce seuil, le rendement diminue progressivement, sans empêcher la PAC de chauffer si elle est adaptée et bien dimensionnée.

Est-ce qu'une pompe à chaleur est efficace à une température négative ?

La performance d’une PAC par grand froid dépend surtout de sa technologie : les solutions aérothermiques (air-eau ou air-air) sont généralement moins performantes que les géothermiques (eau-eau ou sol-eau).

En effet, les premières puisent les calories de l’air et plus il fait froid, moins l’air en contient. À l’inverse, les secondes puisent les calories du sol, où la température est constante toute l'année.

Le dimensionnement est un deuxième élément déterminant dans la performance d’une PAC. Correctement dimensionnée (donc d’une puissance adaptée à votre climat, à votre maison et à vos besoins) elle peut continuer à chauffer efficacement même par températures négatives, mais certaines limites techniques peuvent réduire son rendement.

💡 Notre conseil : ne basez pas votre choix uniquement sur l’idée que « la PAC ne marche pas en grand froid ».  Analysez : le type de PAC adapté à votre terrain et à votre budget, la qualité de l’installation et le niveau d’isolation du logement. Avec ces trois piliers, une PAC moderne restera performante et économique même par grand froid.

Pompe à chaleur air-eau : souvent résistante au grand froid

La PAC air-eau est la plus répandue en rénovation énergétique. Elle remplace facilement une ancienne chaudière puisque c’est aussi un chauffage central, raccordé à des radiateurs à eau ou un plancher chauffant.

S’ils sont bien dimensionnés, les modèles récents sont conçus pour fonctionner efficacement, même en hiver, parfois jusqu’à -15 °C voire -20 °C pour certains équipements haut de gamme !

Toutefois, son COP chute lorsque la température extérieure est très basse et la production d’eau chaude à haute température peut nécessiter un appoint dans les régions les plus extrêmes.

🔎 À noter : pour éviter une surconsommation électrique en climat froid, une PAC air-eau doit toujours être dimensionnée sur la température extérieure la plus basse observée localement, et non sur une moyenne annuelle. Par ailleurs, on recommande généralement l’installation d’un modèle haute température dans ces zones.

Pompe à chaleur air-air : limites et usages en climat froid

La pompe à chaleur air-air fonctionne comme une PAC air-eau, mais avec des émetteurs différents puisqu’elle chauffe en soufflant de l’air chaud (ou froid lorsqu’elle est réversible pour agir comme une climatisation). Cela la rend plus sensible aux basses températures et explique des avis plus contrastés en période de grand froid.

En effet, l’air soufflé doit souvent être à une température assez élevée lorsqu’il fait très froid dehors pour procurer une sensation de confort immédiat. Plus la différence de température entre l’air extérieur froid et l’air soufflé chaud est important, plus la machine doit « forcer », ce qui impacte le COP et augmente la consommation électrique .

🔎 À noter : typiquement, le COP réel d’une PAC air-air tourne autour de 2 à 2,5, alors que celui d’une PAC air-eau est plutôt de 3 en conditions comparables.

Elle reste performante pour des climats modérément froids ou en intersaison, mais montre ses limites comme système principal dans les régions très froides, où il est recommandé de l’associer à un chauffage d’appoint, comme un poêle à bois ou à granulés, pour plus de confort.

Pompe à chaleur géothermique : la plus stable par grand froid

La PAC géothermique est souvent considérée comme la solution la plus fiable en conditions hivernales car la température du sol, où elle puise les calories, varie peu sur l’année. Résultat : elle profite d’un rendement élevé et stable, très adapté aux régions froides.

En revanche, c’est une technologie coûteuse et complexe à mettre en place, car pour puiser dans le sol, elle utilise des capteurs géothermiques qu’il faut enfouir via un forage ou terrassement de terrain. Il faut donc disposer d’une surface de terrain importante et d’un budget conséquent pour son installation, car le prix de cette pompe à chaleur s'élève entre 20 000 et 40 000 € en moyenne (hors aides).

Pompe à chaleur hybride : l’alternative pour les climats froids

Les pompes à chaleur hybrides associent une PAC air-eau à une chaudière gaz à condensation. Cela permet un basculement intelligent vers l’utilisation de la chaudière lorsque les températures chutent et que la PAC perd en performance, afin d'assurer un fonctionnement plus économique.

Aussi appelée chaudière hybride, cette solution s’adapte donc très bien aux climats plus froids, où une pompe à chaleur air-eau classique perdrait en efficacité. Les retours montrent que cette solution est particulièrement pertinente dans les régions où les températures descendent durablement sous -10 °C.

Tableau comparatif des performances par temps froid selon la technologie

En résumé, pour une maison en zone froide, privilégiez la géothermie si le budget et le terrain le permettent. Sinon, optez pour une PAC air-eau haut de gamme bien dimensionnée et pensez à un système hybride.

Comprendre le COP et le SCOP en conditions hivernales

L’efficacité d’une pompe à chaleur est généralement évaluée à l’aide de deux indicateurs, le COP (coefficient de performance) et le SCOP (coefficient de performance saisonnier).

Le COP indique la puissance thermique produite par rapport à l’énergie électrique consommée à un instant donné et le SCOP donne une vision sur la saison, en tenant compte des aléas climatiques notamment.

Concrètement, un COP de 3 signifie que 3 kW de chaleur seront produits en ne consommant qu’1 kWh d'électricité.

Sur les fiches techniques, les fabricants indiquent généralement :

• le COP théorique, mesuré dans des conditions de laboratoire, souvent à +7 °C ;
   

• le COP réel, observé en situation hivernale (souvent à -7 et à -15 °C) ;
   

• le SCOP, qui reflète la performance moyenne sur l’ensemble de la saison de chauffe en tenant compte des aléas de température et d’usage de l'équipement de chauffage.

Le SCOP est l’indicateur le plus pertinent pour juger de l’efficacité réelle d’une PAC par grand froid, car il intègre les variations de température et les phases de dégivrage et se rapproche donc davantage des conditions de fonctionnement réelles.

Rendement d’une pompe à chaleur à -7 °C, -15 °C et -20 °C

Plus la température extérieure baisse, plus le rendement diminue, mais cela ne signifie pas que la PAC devient inefficace. En réalité, il faut surtout que l’appareil choisi pour chauffer votre maison soit adapté aux conditions climatiques de l’installation. Par exemple :

• à -7 °C, une PAC air-eau bien dimensionnée conserve un rendement élevé, toujours plus intérressant que celui de radiateurs électriques ;
   

• à -15 °C, le COP baisse mais reste supérieur à celui d’un chauffage électrique direct, à condition que l’appareil soit conçu pour fonctionner efficacement dans ces plages de températures ;
   

• à -20 °C, les modèles haut de gamme continuent de chauffer, souvent avec un appoint.

🔎 À noter : les pompes à chaleur spéciales grand froid, souvent haut de gamme, sont généralement proposées par des marques reconnues, avec un pôle R&D dédié au développement de solutions résistantes aux climats extrêmes. Logiquement, ces appareils sont commercialisés à un prix plus élevé que le coût d'une PAC plus classique.

Quelle est la consommation d'électricité d'une pompe à chaleur en hiver ?

Les valeurs constructeur sont mesurées dans des conditions standardisées. En situation réelle, le COP chute en hiver, mais les PAC restent souvent plus efficaces qu’une résistance électrique.

Par exemple, les études récentes montrent un COP moyen observable proche de 2,5 à -7 °C et ≥ 1,8 à -15 °C pour de nombreuses installations air-eau sur saison, ce qui reste économiquement intéressant par rapport aux énergies fossiles. Pour la géothermique, le COP saisonnier est souvent > 4 selon les études.

Bien entendu, ces chiffres varient selon le modèle, le dimensionnement et l’installation.

Pour qu’une pompe à chaleur reste efficace en hiver, il faut d’abord être attentif lors de son installation, en choisissant notamment une PAC dont la « température minimale de fonctionnement » est compatible avec vos hivers. Pour cela, le mieux reste de prévoir un dimensionnement sur mesure par un professionnel via une étude thermique.

Ensuite, de bons réglages permettront de préserver un bon confort tout en évitant les surconsommations lorsque les températures chutent.

Par ailleurs, il est recommandé de :

• régler la température intelligemment : programmez une température de consigne raisonnable (19 ou 20 °C dans les pièces de vie, un peu moins dans les chambres) plutôt que de surchauffer le logement ;
   

• privilégier un fonctionnement continu et doux : laissez la PAC tourner à une puissance modérée, plutôt que de multiplier les arrêts/redémarrages brutaux qui provoquent des pics de consommation ;
   

• soigner l’isolation et les déperditions : dans l’idéal, prévoyez des travaux d’isolation (murs, combles, fenêtres, sol) si votre maison en a besoin pour réduire la demande de chauffage. Sinon, calfeutrez les fuites d’air (joints de fenêtres, coffres de volets, portes) pour limiter les courants d’air froid qui obligent la PAC à fonctionner en permanence ;
   

• entretenir la pompe à chaleur : nettoyer ou remplacer les filtres des unités intérieures et dégager l’unité extérieure (feuilles, neige, givre) pour garantir un bon échange thermique. Faites aussi vérifier périodiquement l’installation par un professionnel (pression de fluide frigorigène, régulation, courbes de chauffe) afin de conserver les performances d’origine ;
   

• gérer l’appoint et les pics de froid : il vaut mieux prévoir un chauffage d’appoint ponctuel (poêle, radiateurs électriques d’appoint) pour les quelques jours de grand froid extrême, plutôt que de surdimensionner la PAC.

Bien installée et bien dimensionnée, une pompe à chaleur peut représenter jusqu'à 70 % d'économies sur la facture de chauffage !