Chauffage : la pompe à chaleur s’impose !

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La nouvelle Réglementation environnementale 2020 rebat les cartes du chauffage dans la maison neuve. Elle booste l’installation des pompes à chaleur.

Depuis la Réglementation thermique 2012, la pompe à chaleur domine de façon insolente le marché du chauffage dans la maison individuelle neuve. Et la nouvelle Réglementation environnementale 2020 (RE 2020) renforce plus que jamais son monopole avec la fin programmée du 100 % gaz naturel dans la maison. Ce succès ne date pas d’hier, mais depuis l’ancienne Réglementation thermique 2012. En 2021, d’après les derniers chiffres de Pôle Habitat/FFB, la pompe à chaleur équipait près de 70 % des maisons neuves. Les spécialistes estiment même qu’à terme, plus de 90 % des maisons neuves en seront équipées pour se chauffer et produire l’eau chaude sanitaire. Avec la RE 2020, qu’elle soit air/eau ou air/air, la pompe à chaleur devient le chauffage de référence dans la maison neuve. « Il y a un choix gouvernemental qui vise à faire passer les maisons neuves au tout électrique. Mais attention, on ne parle pas de radiateurs effet Joule ! La pompe à chaleur répond à la problématique chauffage en offrant le meilleur rendement possible », explique Franck Beauvarlet, directeur de la marque Heiwa, un fabricant français de pompes à chaleur.

La RE 2020 change tout !

Depuis le 1er janvier 2022, la Réglementation environnementale 2020 fixe les nouvelles règles de construction dans la maison neuve. Elle signe, entre autres choses, la fin du 100 % gaz dans la maison individuelle, ce qui ouvre un boulevard à la pompe à chaleur. L’un des volets de la nouvelle réglementation vise en effet à réduire l’impact des consommations d’énergie et les gaz à effet de serre. Pour chaque kilowatt consommé, l’État a fixé une quantité de CO2 émis dans l’atmosphère par énergie. Et force est de constater que le bois et l’électricité sont plutôt vertueux face au gaz. Pour faire baisser les émissions de gaz à effet de serre émis par les logements, il faut réduire les consommations énergétiques et faire appel à des énergies décarbonées pour le chauffage. Force est de constater que la Pac répond parfaitement à ces deux impératifs. Normal donc qu’elle soit valorisée dans le moteur de calcul de la RE 2020. « En nous basant sur une étude EDF réalisée sur une maison standard de 100 m2, nous avons calculé qu’en plantant une trentaine d’arbres, on pouvait compenser tout le CO2 généré pendant vingt ans d’utilisation d’une Pac », argumente Franck Beauvarlet. La Pac coche toutes les cases de la RE 2020.

Equivalence des rejets CO2 pour les différents usages des énergies

 Type d’énergie  Gramme de CO2 équivalent par kWh d’énergie
 Granulés de bois, pellets  24
Électricité chauffage  79
Électricité refroidissement  64
 Gaz naturel   224

Source : Sénova

La Pac, comment ça marche ?

La pompe à chaleur utilise un principe initialement conçu pour la réfrigération. Les ingénieurs ont simplement inversé le processus pour créer du chaud. Alors, au lieu d’évacuer les calories à l’extérieur, elles sont récupérées dans un évaporateur rempli d’un fluide frigorigène. Au contact de la chaleur, celui-ci se transforme en vapeur. Le compresseur aspire alors ce fluide sous forme de gaz à basse température puis le comprime pour en augmenter sa température. Ce fluide chaud est transféré à un échangeur dans lequel la chaleur de l’eau va être transférée au circuit de chauffage ou l’air en se condensant. Le gaz frigorigène va condenser, passant de l’état gazeux à l’état liquide. Le fluide revient alors dans l’évaporateur où il recommence un nouveau cycle.

La bonne puissance

Le bon dimensionnement de la Pac est essentiel. En effet, le rendement de la machine varie selon la température extérieure. Plus cette dernière est élevée, meilleures sont ses performances et inversement. Un bon dimensionnement est donc primordial pour un fonctionnement optimal. Entre le pourtour méditerranéen (zone H3) et le nord de la France (zone H1a et H1b) ou en montagne, les problématiques sont différentes. La puissance de la machine dépendra de la surface de la maison, mais aussi de la température extérieure de base de la région dans laquelle est construite la maison. Elle correspond à la température la plus faible relevée dans le département pendant cinq jours consécutifs au cours des trente dernières années. « Avec la RE 2020, dans la continuité de la RT 2012, les maisons sont parfaitement bien isolées et n’ont pas besoin de puissances importantes. Pour une maison standard, 6 à 8 kW suffisent », précise Franck Beauvarlet.

Un bon dimensionnement est essentiel pour tirer le meilleur partie de la Pac. Elle ne doit être ni surdimensionnée, ni sous-dimensionnée. C'est le bureau d'études thermique qui se chargera de ce calibrage. www.heiwa-france.com

Il est inutile de surdimensionner la puissance en pensant obtenir de meilleures performances ou de la sous-dimensionner en espérant faire des économies. Trop puissante, les cycles de chauffe seront plus courts, ce qui déclenchera davantage de marche/arrêt. A la clef, une surutilisation de l’appareil et un Cop plus faible ainsi qu’une usure rapide du compresseur vieillira avec ces « stop and go » permanents.

Un sous-dimensionnement n’apportera rien non plus. Il engendrera un inconfort l’hiver puisque la Pac ne remplira pas correctement sa mission. Le manque de puissance déclenchera en outre l’appoint électrique très régulièrement ou contraindra la pompe à chaleur à fonctionner en continu. Résultat, la facture d’électricité sera anormalement élevée et le compresseur s’usera plus rapidement que prévu. Mais pas d’inquiétude à avoir, c’est le bureau d’études thermiques du constructeur qui s’occupe de tout et détermine la puissance idéale.

Cop, Scop, EER ?

Pour savoir si la Pac est performante ou très performante, il faut se référer à trois indicateurs repères : le Cop et Scop et à l’EER.

Le Cop (coefficient de performance) est le ratio entre les calories fournies et l’énergie nécessaire à les produire (celle qui est donc facturée). Une Pac avec un Cop à 4 signifie que pour 1 kWh d’électricité consommée, 4 kWh d’énergie sont produits. Mais attention, le Cop est calculé dans des conditions de laboratoire pas tout à fait représentatives.

Le Scop (Seasonal coefficient of performance) colle un peu plus à la réalité. Il est calculé sur une saison de chauffe. C’est le ratio de la production thermique annuelle de la pompe à chaleur et de son appoint (en kWh) sur la consommation électrique annuelle de la pompe à chaleur et de l’appoint (en kWh). Cet indicateur est plus représentatif des conditions réelles de fonctionnement sur une saison de chauffe que le Cop. Cet indice permet également de déterminer la puissance nécessaire ainsi que la classe énergétique de l'appareil. Les Pac classées selon leur Scop se déclinent de  A+++ > 5,1 ; A++ entre 4,6 et 5,1 ; A+ entre 4 et 4,6 ; A entre 3,4 et 4.

L’EER (Energy efficiency ratio) est le coefficient d’efficacité frigorifique. Il ne concerne que les Pac air/air. L’EER caractérise la performance énergétique de la Pac fonctionnant en mode rafraîchissement. Il est compris en moyenne entre 3,5 et 4. C’est lui qu’il faut examiner si l’on souhaite bénéficier d’une climatisation efficace !

Monobloc ou bibloc ?

Les Pac se déclinent en version bibloc ou monobloc. « La Pac monobloc est la solution technique la plus répandue en Europe. Mais en France, ce sont les installations bibloc qui dominent le marché. Elles équipent près de 90 % des maisons », précise Franck Beauvarlet. La version bibloc se compose de deux unités : un groupe extérieur qui capte les calories dans l’air et les réchauffe et une unité intérieure qui se charge de diffuser la chaleur dans la maison. Cette configuration très performante nécessite un peu de place. Le bloc sera installé dans le garage ou la buanderie.

Comme son nom l’indique, une Pac monobloc se compose d’une seule unité placée à l’extérieur de la maison. C’est elle qui va capter les calories présentes dans l’air, les condenser et les acheminer vers le système de chauffage central. Certains modèles permettent en plus de produire de l’eau chaude sanitaire. Sa particularité est que les calories sont transportées non pas via un fluide frigorigène, mais par un réseau hydraulique. La Pac monobloc est à privilégier pour les petites surfaces, ne pouvant pas accueillir d’unité intérieure. Elle présente aussi l’avantage de limiter les nuisances sonores et les problèmes de voisinage.

Air/eau ou air/air ?

Deux technologies sont en concurrence : la solution air/eau ou air/air pour diffuser les calories. Lorsqu’elle est dite air/eau, la chaleur est transmise à une boucle d’eau chaude qui circule, soit dans un plancher chauffant, soit à des radiateurs muraux. Comme pour le chauffage central. La diffusion de la chaleur sera plus efficace et plus douce avec un plancher chauffant avec une eau basse température (35 °C). Niveau confort la version air/eau procure un haut niveau de confort grâce à la chaleur douce et à l’inertie du plancher. Seul inconvénient, le prix. Il faut compter autour de 12 000 € pour la Pac et le plancher chauffant.

Avec la Pac air/eau, la diffusion de la chaleur se fait par le plancher. Il pourra aussi rafraîchir la pièce l'été. Dans ce cas, de l'eau fraîche circulera dans le réseau de tubes. www.tece.com

Avec une Pac air/air, la diffusion de la chaleur ou du froid se fait par le vecteur air, soit par des cassettes murales, des consoles ou mieux par des gaines dissimulées dans le plafond. « La Pac air/air est plébiscitée dans le sud de la France pour sa fonction climatisation », constate Franck Beauvarlet. Propos confirmés par les chiffres de Pôle Habitat-FFB. En 2021, sur le pourtour méditerranéen, 71 % des acquéreurs ont opté pour le air/air. Les raisons de ce succès ? Tout simplement la possibilité de refroidir la maison en cas de fortes chaleurs. L’autre atout de la Pac air/air, c’est son prix fourni posé, moins cher que celui de la Pac air/eau. À partir de 5.000 € et jusqu’à 12.000 € pour une installation gainée dans toutes les pièces. Mais attention, la production d'eau chaude sanitaire sera assurée par un ballon indépendant.

La pompe à chaleur air/air équipe une majorité de maisons neuves dans la sud de la France. www.qlima.fr

Le confort d'été et la RE 2020
Un nouvel indicateur, les degrés-heures d’inconfort (DH), prend en compte les effets du changement climatique. La RE 2020 considère qu’à partir de 350 DH, le risque est grand que les occupants décident d’investir dans une climatisation. C’est pour cela que les systèmes de refroidissement actif (climatisation) sont désormais pris en compte dans le moteur de calcul, au même titre que les matériels de chauffage.

La Pac fait aussi du froid

Avec des étés de plus en plus chauds, le confort d’été fait partie des grands thèmes abordés dans la nouvelle RE 2020. Là encore, la Pac est incontournable, car elle sait aussi faire du froid ! Seule condition, elle doit être réversible. Pour passer en mode rafraîchissement, il suffit le plus souvent de modifier le sens de fonctionnement de la pompe à chaleur grâce à une commande qui en fait va inverser le cycle de la Pac. Si elle est air/eau, on parle de rafraîchissement. Dans ce cas, de l’eau fraîche circule dans le plancher du rez-de-chaussée. La température peut être abaissée de 4 à 6 °. « Aujourd’hui, il est inconcevable d’acheter une voiture sans climatisation ! Dans la maison neuve, c’est pareil », annonce Franck Beauvarlet. Et d’ajouter : « Le rafraîchissement ou le refroidissement sont de vraies plus-values en cas de revente ».

Cette Pac air/air est conçue pour une puissance de chauffage constante, jusqu’à - 25 °C ! confort.mitsubishielectric.fr

Autre solution, la climatisation active. Plus efficace et rapide, elle n’est envisageable qu’avec les Pac air/air. La pompe aspire alors les calories de l’air intérieur pour les évacuer à l’extérieur. Le froid sera diffusé comme pour l’air chaud, soit dans des splits, des consoles ou un réseau de gaines. Dans ce cas, la température intérieure s’alignera sur la température de consigne.

Une Pac, ça s’entretient !
Depuis l'arrêté du 24 juillet 2020 et le décret du 29 juillet 2020, l’entretien des pompes à chaleur dont la puissance nominale est comprise entre 4 et 70 kW est obligatoire tous les deux ans.