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Guide d'achat : les pompes à chaleur

Guide d'achat : les pompes à chaleur
Janvier 2008
Le Particulier pratique n° 331, article complet.
Auteur : ROUSSILLE (Katia)

Les pompes à chaleur (PAC), qui utilisent des calories gratuites issues du sous-sol, des nappes phréatiques ou même de l'air extérieur, font un retour en force. Le crédit d'impôt auquel elles donnent droit, ainsi que l'augmentation du prix des autres énergies en renforcent aujourd'hui l'intérêt. Leur coût et leurs performances varient en fonction des modes de captage – aérien ou souterrain – et d'émission de chaleur – simple soufflerie ou circuit d'eau chaude. Ce circuit d'eau chaude lui-même peut prendre des caractéristiques très différentes : eau à 35 °C au maximum alimentant un plancher chauffant à 28 °C au maximum ; eau à 45 °C approvisionnant des radiateurs surdimensionnés dits “chaleur douce” ou “basse température” ; eau à 65 °C (exigeant une installation très performante) qui peut prendre le relais d'une chaudière à gaz ou à fioul ordinaire en circulant dans un réseau de radiateurs existant.

Le choix du modèle et de sa taille en fonction de la surface à chauffer et du climat est complexe. Pour aider les consommateurs à choisir les installateurs les plus à même de leur procurer le matériel adapté, l'Association française pour les pompes à chaleur (Afpac), avec le soutien de l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie (Ademe), a créé une charte de qualité. Les installateurs agréés effectuent un bilan thermique et réalisent la pose en respectant les règles de l'art. De plus, alors qu'ordinairement le coefficient de performance (COP) des appareils est indiqué seulement pour une température extérieure de + 7 °C (modèles à air, voir “Comment ça marche” p. 35), les modèles qui ont la norme NF PAC donnent deux points de mesure, un à + 7 °C et un à – 7 °C, avec même un test à – 15 °C.

Les prix des différents modèles s'échelonnent ainsi : premier prix, air/air ; deuxième, air/eau ; troisième, sol/sol ; quatrième, sol/eau ; cinquième, eau glycolée/eau avec captage plan ; sixième, eau/eau avec captage dans un puits ou en eau profonde.

Les pompes à chaleur air/air s'installent dans du neuf ou de l'ancien, sans gros travaux

Les pompes air/air remplacent très avantageusement un chauffage électrique. Elles agissent selon le même principe (mais inversé) que les climatiseurs. Et quand elles sont réversibles, assurant un rafraîchissement l'été, ce ne sont rien d'autre que des climatiseurs réversibles.

Unité extérieure et éléments intérieurs sont couplés en réseau

Ces éléments intérieurs destinés à distribuer la chaleur sont des ventilo-convecteurs, à détente directe. Il faut installer dans la maison (ou l'appartement), entre l'unité extérieure et les unités intérieures, tout un réseau de tuyaux transportant dans le sens aller et dans le sens retour le fluide frigorigène, ainsi que le retour des condensats (l'air est filtré, et déshumidifié en été).

On peut aussi placer une grosse unité centrale intérieure dans un faux plafond, des combles ou un placard, reliée à un réseau de gaines de distribution d'air chaud. Les systèmes Ribo et Cedeco préconisent l'installation de cette unité intérieure au-dessus des W.-C. ; à partir de là sont organisés le transport et la diffusion de l'air traité dans l'ensemble des pièces de l'habitation, en respectant un taux de brassage de cinq volumes par heure et une filtration d'air qualitative. Pour obtenir l'unité intérieure ou extérieure la moins bruyante possible, on choisira le label Eurovent.

En cas de grand froid, un dispositif prend le relais

Il n'est pas nécessaire d'habiter une région au climat doux pour installer de tels appareils. D'ailleurs, la Suède et la Norvège les ont largement adoptés. Mais il faut savoir qu'en période de grand froid le COP chute, et qu'à des températures de – 10 ou – 20 °C, selon les modèles, le principe thermodynamique (voir ci-contre) ne fonctionne plus. Une résistance électrique intégrée dans le système prend alors le relais, et le COP tombe à 1, c'est-à-dire que le système marche à ce moment comme un simple radiateur électrique, avec le même rendement. D'où la présence, dans les pays très froids, de chauffages au bois en relais. Et dans tous les cas, un bilan thermique est nécessaire pour dimensionner correctement la pompe.

Pour pallier les écarts de températures, Mitsubishi Electric a conçu la technologie du Power Inverter, un système révolutionnaire de variateur de vitesses qui régule le compresseur en compensant automatiquement la moindre variation de température extérieure. Avec cette technologie, adoptée aussi par tous les fabricants de matériel à COP élevé (Daikin, Carrier, etc.), la température intérieure ne varie pas.

Le plancher chauffant avec captage air ou sol demande de gros travaux

Le plancher chauffant, dans la mesure où il fournit de la chaleur par rayonnement (et non plus par convection), est beaucoup plus confortable. Du moins en fonction chauffage, car sa fonction rafraîchissement, en été, est assez limitée : il peut rafraîchir le logement de 3 à 4 °C seulement par rapport à l'extérieur. Par ailleurs, c'est l'émetteur le plus économique à l'usage. Il est formé de tubes dans lesquels circule de l'eau réchauffée par la pompe à chaleur. Idéal en construction neuve, il ne prend aucune place et reste invisible. Il faut prévoir une épaisseur d'environ 6 cm, plus le carrelage ou la pierre, un revêtement parfait pour transmettre la chaleur ou la fraîcheur. Le réseau de tubes prend place sur des dalles isolantes à plots en polystyrène qui recouvrent la dalle en béton, ou sur des plaques d'isolants (laine minérale incompressible, polystyrène extrudé...), fixé sur un treillis métallique. On coule ensuite une chape de béton désolidarisée des murs. Le réseau de tubes de chaque pièce est relié à des collecteurs qui permettent de régler le débit. Le chauffagiste choisira la densité des tubes dans la chape. Plus ils sont serrés, meilleur est l'échange thermique entre le sol et l'eau chaude. Bien sûr, si l'on accepte de casser son sol (et de raboter ses portes), il peut aussi s'installer pour une rénovation. On utilise alors des plaques de 2 cm d'épaisseur composées de polystyrène revêtu d'une feuille d'aluminium où vient s'encastrer le réseau de tubes, qui sera recouvert d'un plancher flottant.

Deux types de capteurs souterrains, horizontaux ou verticaux

Le mode de captage est aérien ou souterrain. Le premier est le moins cher (80 à 110 €/m2), mais le COP chutera plus vite par grand froid (un relais électrique est toujours prévu). Le second (110 à 150 €/m2) demande d'installer des capteurs soit horizontaux à faible profondeur, soit verticaux sur une petite largeur.

Pour des capteurs horizontaux (boucles enterrées à 0,60-1,20 m), il faut un grand jardin : comptez d'une fois et demie à deux fois la surface habitable à chauffer (pour une maison de 150 m2, le capteur occupera entre 225 et 300 m2 de jardin). De plus, le réseau doit rester perméable à la pluie et au soleil, ce qui exclut une terrasse. C'est évidemment le terrassement qui augmente le prix de cette installation. Celle-ci ne convient pas non plus à tous les types de terrain. Il est parfois nécessaire de remblayer pour pouvoir disposer d'une épaisseur suffisante de terre, et pour certains sols peu perméables (argileux), il est préférable de placer les capteurs sur un lit de sable.

Pour installer des capteurs verticaux, il faut faire intervenir une entreprise de forage qualifiée (une liste de sociétés ayant adhéré à une charte de qualité mise en place par l'Ademe, EDF et le Bureau de recherches géologiques et minières [BRGM] est disponible sur www.geothermie-perspectives.fr), et respecter les procédures administratives concernant la protection des sous-sols. Deux sondes géothermiques de 70 m de profondeur et espacées de 10 m peuvent convenir pour chauffer une maison de 120 m2.

Une pompe à chaleur haute température peut remplacer une chaudière à fioul ou à gaz

En remplacement d'une chaudière, vous avez deux solutions. Soit vous gardez les radiateurs du chauffage central qui sont en place, soit vous les changez pour des modèles “chaleur douce”, grands panneaux surdimensionnés. Les radiateurs existants sont conçus pour être alimentés par une chaudière qui fournit, au plus fort de l'hiver, de l'eau à 65-75 °C. Il va donc falloir, pour les réutiliser, une pompe à COP très élevé (4 à 5,50), munie d'un compresseur spécial et capable d'atteindre les températures sus-citées : des modèles à captage aérien ou souterrain que l'on trouve chez Viessmann, France Géothermie, Atlantic, De Dietrich ou Dimplex, et qui coûtent une fois et demie le prix d'une pompe à chaleur classique, délivrant, elle, de l'eau moins chaude convenant pour de grands radiateurs. Dans les deux cas, à moins d'ajouter des émetteurs supplémentaires, vous devrez renoncer à la fonction rafraîchissante.

Katia Roussille


Mots-clés :

CHAUFFAGE , CHAUFFAGE INDIVIDUEL , PAC , POMPE A CHALEUR




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