Comprendre le rendement des pompes à chaleur

Mais savez-vous réellement sur quoi cela repose ? Pourquoi la notion de rendement d’une pompe à chaleur est aussi importante, comment cela fonctionne, comment choisir la meilleure PAC au meilleur rendement, et comment s’assurer que son équipement reste efficace longtemps ?

On vous dit tout ici.

Qu’est-ce que le rendement d’une pompe à chaleur ?

Exprimé habituellement avec le Coefficient de Performance ou COP, le rendement d’une pompe à chaleur mesure le rapport entre l'énergie thermique produite par la PAC et l'énergie électrique consommée pour assurer ce transfert d’énergie. Un COP de 4 par exemple signifie que pour 1 kWh d’électricité consommé, la pompe à chaleur restitue 4 kWh de chaleur.

La notion de rendement a un impact majeur sur la consommation énergétique de la pompe à chaleur. Grâce à leur COP élevé, les PAC consomment beaucoup moins d’électricité que les systèmes de chauffage classique pour une même quantité de chaleur produite. Leur bilan énergétique est amélioré d’autant : une pompe à chaleur bien dimensionnée permet en général de diviser par 2 à 4 la consommation d’énergie liée au chauffage.

Tout cela a aussi un impact sur les émissions de CO2 : moins d’électricité consommée c’est moins d’émissions de gaz à effet de serre, surtout dans un pays comme le nôtre où le mix énergétique est très peu carboné et où les enjeux et objectifs de décarbonation sont forts.

Tableau comparatif : 

Allons un petit peu plus loin, comment expliquer que le rendement d’une pompe à chaleur soit meilleur que celui d’un chauffage traditionnel ?

La raison essentielle réside dans le principe de fonctionnement même d’une pompe à chaleur. En effet, contrairement à un système traditionnel qui produit de la chaleur en brulant un combustible ou en consommant de l’électricité, la pompe à chaleur capte les calories présentes dans l’air, le sol ou l’eau et les transfère à l’intérieur du logement, ce qui permet d’exploiter une énergie renouvelable et gratuite.

Une pompe à chaleur est très efficace. Elle consomme peu d’électricité et restitue 3 à 5 fois plus chaleur qu’elle n’en consomme en énergie électrique (son coefficient de performance, ou COP, est généralement compris entre 3 et 5). En comparaison, un radiateur électrique classique a un rendement proche de 1 (1 kWh d’électricité pour 1 kWh de chaleur). C’est cette efficacité qui permet de réduire drastiquement la consommation d’énergie pour faire des économies massives sur la facture de chauffage. De plus, d’un point de vue purement technique, une pompe à chaleur produit une chaleur plus homogène et stable dans le logement et certains modèles réversibles peuvent aussi assurer le confort d’été. Ce qui est impossible avec un système dit « traditionnel ».

Notons aussi qu’installer une pompe à chaleur chez soi améliore le Diagnostic de Performance Énergétique (DPE) de son bien, ce qui favorise sa valeur à la revente ou à la location.

Enfin une pompe à chaleur s’impose comme un levier puissant de décarbonation : en puisant son énergie dans l’environnement extérieur, la PAC émet beaucoup moins de CO2 par kWh produit que les systèmes fonctionnant aux énergies fossiles, et elle s’inscrit pleinement dans les objectifs de transition énergétique.

Comprendre les indicateurs de performance

Il existe 3 grands types d’indicateurs de performance pour les pompes à chaleur : le COP, le SCOP et le SEER.

Le COP (Coefficient de Performance) mesure le rendement de la pompe à chaleur, ou plus précisément le rapport entre l’énergie thermique produite par la pompe à chaleur (chaleur restituée au logement) et l’énergie électrique consommée pour faire fonctionner l’appareil. Ainsi une PAC qui consomme 1 kWh d’électricité pour produire 4 kWh de chaleur a un COP de 4. Plus le COP est élevé plus la pompe à chaleur est économique et écologique. Calculé en laboratoire selon des normes européennes, le COP peut varier selon la température extérieure et le type de source lorsqu’on se place en conditions réelles.

Le SCOP (Seasonal Coefficient of Performance, ou Coefficient de Performance Saisonnier) mesure lui le rendement énergétique moyen d'une pompe à chaleur sur l'ensemble d'une saison de chauffe, en tenant compte des variations de température extérieure et des conditions réelles d'utilisation. Plus le SCOP est élevé, plus la pompe à chaleur est considérée comme performante sur l’ensemble de la saison. Cet indice est désormais obligatoire pour l’étiquetage énergétique des pompes à chaleur. Par exemple, une PAC classée A+++ affiche un SCOP supérieur à 5,1 ; une PAC classée A possède un SCOP compris entre 3,4 et 4. L’intérêt du SCOP c’est qu’il donne une vision réaliste de la performance saisonnière, permettant d’estimer précisément les économies d’énergie et l’impact environnemental sur toute la période de chauffe.

Enfin le dernier indicateur, le SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio, ou Coefficient d’efficacité énergétique saisonnière en mode refroidissement) mesure la performance d’un climatiseur ou d'une pompe à chaleur en mode froid sur l’ensemble d’une saison. Il prend en compte plusieurs niveaux de charge et des températures intérieures et extérieures variables, ce qui reflète la réalité d’une utilisation saisonnière. Il donne donc une indication plus réaliste de l’efficacité énergétique d’un appareil en mode refroidissement tout au long de l’année. Plus le SEER est élevé, plus le système est économe en énergie en mode froid, ce qui se traduit par des factures d’électricité réduites en période de climatisation. Les étiquettes énergie des appareils indiquent la classe en fonction du SEER.

COP, SCOP et SEER permettent ainsi de comparer plus facilement les performances et les différences de rendement entre les différents types de pompes à chaleur.

Quels sont les facteurs influençant le rendement d’une pompe à chaleur

Un certain nombre de facteurs vont avoir une influence sur le rendement d’une pompe à chaleur. L’un des premiers est la température extérieure : plus il fait froid dehors, plus la pompe à chaleur va fournir des efforts pour extraire les calories de l’air, ce qui fait diminuer son rendement. Ensuite vient la qualité du logement en lui-même : mieux il sera isolé, plus la PAC fonctionnera à puissance réduite et meilleur sera son rendement. Dans la même logique, le dimensionnement de la pompe à chaleur est déterminant : une PAC mal dimensionnée entraine des cycles de marche/arrêt fréquents ou une sollicitation excessive, ce qui nuit au rendement global du système.

Les facteurs inhérents aux usages du chauffage ont aussi leur importance : la façon dont est programmée et utilisée la PAC (température demandée, horaires, gestion de l’appoint électrique, etc.) joue également sur son efficacité réelle. Plus la température sera constante, meilleure sera le rendement de la PAC.

Enfin un entretien régulier et des réglages précis réalisés au moment de l’installation sont autant de garanties du maintient d’un bon rendement. 

Économies d’énergie et rentabilité d’une pompe à chaleur

Les pompes à chaleur se démarquent fortement des autres systèmes de chauffage de par les importantes économies d’énergies qu’elles génèrent, et leur rentabilité, même si souvent le coût à l’installation est reste plus important qu’un système traditionnel.

Et toutes ces performances s’expliquent par le rendement élevé des pompes à chaleur. En effet, face à un chauffage 100% électrique, on constate qu’une PAC consomme jusqu’à trois fois moins d’électricité que des radiateurs électriques. Pour une maison de 100 m2, la facture annuelle estimée pour le chauffage avec des radiateurs électriques est d'environ 1 440 €/an, contre 720 €/an avec une pompe à chaleur air-eau, soit 50 % d’économies. Plus encore, lorsqu’on remplace une chaudière fioul par une pompe à chaleur air-eau, on divise la facture de chauffage par trois. Même face au chauffage au gaz une PAC reste intéressante : l’économie peut varier de 20 à 50 % selon l’ancienneté de la chaudière remplacée, malgré un prix du kWh d’électricité plus élevé que celui du gaz, grâce au rendement supérieur de la pompe à chaleur.

Coté rentabilité, on estime généralement le prix moyen d’une pompe à chaleur à environ 10 000 € pour une maison de 100 m², contre 1 500 € pour des radiateurs électriques neufs. Les chaudières à gaz coûtent en général entre 3 000 à 6 000 €. Il existe toutefois de nombreuses aides de l’état qui permettent de réduire le cout total pour l’utilisateur.

En général une pompe à chaleur est amortie en 7 à 15 ans. Cela va dépendre du type de PAC, de son coût initial, des aides financières obtenues, de la qualité de l'installation, des économies d'énergie réalisées chaque année, et enfin du climat de la région où elle est installée.

Ces durées sont indicatives : une PAC bien dimensionnée et utilisée dans une maison bien isolée, bénéficiant d'un maximum d’aides, sera amortie plus rapidement. À l’inverse, un mauvais dimensionnement ou une utilisation dans un logement mal isolé peut allonger ce délai.

Comment optimiser le rendement de sa pompe à chaleur ?

Il existe de nombreux moyens pour améliorer le rendement de sa pompe à chaleur tout en minimisant sa consommation et conservant un niveau de confort optimum. 

Le premier reflexe va être d’intégrer la notion de rendement de la pompe à chaleur avant même son achat. En effet il faudra avant tout veiller à ce que celle-ci soit bien dimensionnée. Privilégiez également des modèles aux COP et SCOP élevés : plus ces indices sont hauts, moins la PAC consommera d’énergie à l’usage. Veillez aussi à l’isolation de votre maison.

Ensuite sachez qu’il existe aussi de nombreuses bonnes pratiques qui permettent de s’assurer du bon rendement de votre pompe à chaleur.

Tout commence par la température de chauffe ! Ajustez là à un niveau qui soit confortable mais pas excessif (souvent on recommande 19°C dans les pièces de vie, 17°C dans les chambres). C’est important : chaque degré supplémentaire entraîne environ 7 % de consommation d'énergie en plus ! Pour l'eau chaude sanitaire, une consigne de 50–55°C est recommandée. Utilisez également des thermostats programmables et définissez des plages horaires pour ne chauffer que lorsque c’est utile. Ajustez la température en fonction des besoins réels de chaque pièce et des périodes d’absence. Vérifiez à ce que le débit et le volume d’eau dans le circuit de chauffage soient corrects, des déséquilibres réduisent les performances, surtout pour les pompes à chaleur air-eau.

Enfin en cas de grand froid, évitez au maximum les déperditions de chaleur lorsque la PAC fonctionne et privilégiez les modèles assurant un bon maintien de la puissance même à basse température extérieure.*

Conclusion

On a vu ici que la notion de rendement est au cœur du principe même du fonctionnement d’une pompe à chaleur. Si celle-ci est naturellement plus efficace qu’un autre type de chauffage on a vu également qu’il y avait un certain nombre de choses à savoir pour bien comprendre ce rendement et choisir, utiliser, et entretenir sa pompe à chaleur pour que le rendement de celle-ci reste toujours optimum.

En respectant ces règles et bonnes pratiques vous garantirez un rendement optimal pour votre pompe à chaleur avec à la clé un chauffage et un confort d’été agréable, économique et respectueux de l’environnement. Pourquoi attendre ?

Pour en savoir plus sur nos solutions :

Gamme de pompes à chaleur air-eau 

Gamme de pompes à chaleur air-air