Tout savoir sur le rendement d’une pompe à chaleur

Lorsqu’on parle de rendement d’une pompe à chaleur, cela fait généralement référence à son efficacité énergétique. Mais qu’est-ce que c’est ? Il s’agit tout simplement du rapport entre l’énergie produite et la consommation d’énergie (électricité). Comme tout appareil fonctionnant sur le cycle thermodynamique, c’est-à-dire avec du fluide frigorigène, la pompe à chaleur nécessite de l’énergie électrique pour pouvoir actionner ses composants (compresseur, évaporateur, condenseur et détendeur) afin que le liquide caloporteur puisse changer d’état : passer de l’état liquide à l’état gazeux pour pouvoir transmettre la chaleur. Cette efficacité énergétique se traduit par des coefficients de performance indiqués sur les fiches technico-commerciales de chaque appareil, appelées communément étiquettes énergétiques.

C’est en laboratoire que le rendement d’une pompe à chaleur est mesuré. Le calcul de l’efficacité énergétique se fait dans des conditions de fonctionnement déterminées (température de l’air et de l’eau) pour un taux de charge spécifique. Deux indices sont calculés : celui en mode chaud (chauffage) appelé COP – coefficient de performance thermique et celui en mode froid (climatisation/rafraîchissement) appelé EER – coefficient de performance frigorifique.

Pour une pompe à chaleur, le COP prévaut sur l’EER puisque sa fonction principale est le chauffage. Le rendement d’une pompe à chaleur en mode chaud est supérieur, et de loin, à celui d’une chaudière classique ; au minimum 240 % soient 2,4 kWh d’énergie produite pour 1 kWh d’électricité consommée (nécessaire au fonctionnement du dispositif thermodynamique) contre 100 % environ. Cette valeur est d’ailleurs la plus basse pour une PAC et correspond à la classe énergétique G. Les pompes à chaleur les plus performantes sont de classe A au minimum avec un COP supérieur à 3,60 ; c’est à partir de ce coefficient que les économies d’énergie se font sentir.

Sur l’étiquette énergétique des appareils, c’est toujours la valeur maximale pour une température extérieure de +7°C qui est donnée. Toutefois, le rendement d’une pompe à chaleur dans des conditions théoriques de laboratoire baissera significativement dans des conditions réelles, surtout à l’approche de l’hiver. Entre la saison estivale et la saison hivernale, le COP peut ainsi diminuer jusqu’à 75 % et dans certains cas lorsque les températures descendent en flèche (-15°C, -20°C…), il sera nécessaire d’adopter un chauffage supplémentaire pour répondre aux besoins thermiques du logement. C’est pour cette raison que le COP n’est plus effectif aujourd’hui et a été remplacé par le SCOP – coefficient de performance thermique saisonnier.

Le SCOP démontre plus le rendement d’une pompe à chaleur, qu’il s’agisse d’une pompe à chaleur air-air, d’une pac air-eau ou d’une pompe à chaleur géothermique (eau-eau, sol-eau ou sol-sol). Cet indice fait référence au rapport entre la production énergétique (chaleur) et l’approvisionnement en électricité sur une période d’utilisation spécifique (saison de chauffe). Les mesures sont réalisées en prenant en compte la situation géographique :

• Trois types de climats européens : Helsinki pour le climat froid, Strasbourg pour le climat tempéré et Athènes pour le climat chaud ;
• Quatre températures d’essais : -7°C, +2°C, +7°C et +12°C.

Pour que les consommateurs puissent faire des économies d’énergie avec leur pompe à chaleur, le gouvernement a pris les choses en main. Suivant le règlement UE N°206/2012, les systèmes de chauffage et de climatisation réversible, dont fait partie la pompe à chaleur air-air/air-eau/eau-eau/sol-eau/sol-sol, avec une classe énergétique inférieure à A pour un climat de Strasbourg ne sont plus commercialisables depuis le 1er janvier 2014.

Sur les pompes à chaleur disponibles sur le marché, les consommateurs pourront ainsi retrouver des appareils avec un SCOP minimum de 3,4 soit 3,4 kWh d’énergie produite pour 1 kWh d’électricité consommée, ce qui fait un rendement de pompe à chaleur minimal de 340 %. En image :

Il faut savoir que le rendement d’une pompe à chaleur ne sera pas le même à Strasbourg qu’à Montpellier ou en Corse pour une pompe à chaleur aérothermique (pac air-air/air-eau). En effet, celui-ci est soumis aux aléas de la température extérieure. Ainsi, pour une température de 20°C dans le logement (maison ou appartement), un rendement de 3,5 passera à 2,9 lorsque la température tombera de 10°C à 5°C. Par contre pour la pompe à chaleur géothermique, aucun souci à propos de cette fluctuation de rendement puisque l’énergie exploitée dans le sous-sol n’est pas influencée par les températures extérieures. Celle-ci oscille entre 7°C et 12°C.

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