Les pompes à chaleur s'imposent dans la maison neuve

Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. Les pompes à chaleur appliquent à la lettre cette citation de Lavoisier en convertissant les calories présentes dans la nature en kilowatt d'énergie. Une technologie qui s'impose dans la maison neuve. Aujourd'hui près de huit constructions sur dix sont équipées d'une Pac (air/eau ou air/air) pour se chauffer et/ou produire l'eau chaude sanitaire.

Les raisons de ce succès ? Tout simplement un haut niveau de performances pour une consommation d'électricité très mesurée. La pompe à chaleur permet de couvrir 100 % des besoins de chauffage en consommant seulement 30 % d’énergie électrique, les 70 % restants étant puisés dans l’environnement. L'air, la terre et l'eau... sont des réservoirs de calories inépuisables et gratuits.

Comment ça marche les pompes à chaleur ?

Pour faire simple, une pompe à chaleur est un réfrigérateur qui fonctionne à l'envers. Au lieu d'absorber la chaleur intérieure et de la rejeter dehors, elle capte les calories (dans l'air, le sol ou l'eau) pour les restituer dans le réseau de chauffage. Le principe théorique consiste à augmenter la température des calories récupérées pour la transmettre à des vecteurs air ou eau (radiateurs, planchers chauffants, bouches de diffusion...)

👉 Le fonctionnement et son efficacité reposent sur un processus de compression. Une Pac se compose de quatre éléments : l'évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur. Dans un circuit fermé étanche circule un fluide frigorigène qui absorbe les calories dans le milieu naturel. Le fluide frigorifique passe d’un état liquide à un état d’ébullition. La vapeur ainsi créée est aspirée, compressée et chauffée par le compresseur qui l’expédie à haute pression vers le condenseur. Le liquide réfrigérant va alors céder ses calories au condenseur. À son tour le condenseur restitue les calories au réseau de chauffage. Enfin, c'est le détendeur qui abaisse la pression du liquide frigorigène, la vaporisation s'amorce et le cycle recommence.

Qu'est-ce que la technologie Inverter pour une pompe à chaleur ?

Les pompes à chaleur sont dotées de la technologie Inverter. Celle-ci permet au moteur d'adopter un fonctionnement continu, plutôt que de subir des arrêts et redémarrages en fonction de la température, ce qui limite la consommation électrique, ainsi que l'usure de l'appareil. De plus, la Pac fait moins de bruit. On constate que la plupart des fabricants évoluent vers cette technologie.

🗣️ Les Pac sont adaptées à toutes les régions françaises, mêmes les plus froides. « Seule l'étude thermique préalable permet de bien calibrer la puissance de la machine. Une puissance de 4 à 5 kW suffit pour une maison neuve. Ce dimensionnement réalisé est ensuite adapté en fonction de la température de référence de la région dans laquelle se situe la maison et de l'altitude », indique Gaétan Maudet, chef de produit chez Toshiba.

Lexique : la Pac en bref

Les Pac sont une grande famille. Il y a les Pac air/eau qui utilisent les calories de l’air extérieur pour chauffer l’eau glycolée qui circulera dans les radiateurs ou le plancher chauffant assurant le chauffage. Dans les Pac air/air, la chaleur est transmise par le vecteur air grâce aux calories de l’air extérieur. La géothermie utilise quant à elles la chaleur du sol grâce à des capteurs horizontaux, situés à une profondeur maximale d'1,20 m ou avec une sonde verticale située dans un puits d’une profondeur d’une centaine de mètres.

Quel chauffage a été installé dans les maisons neuves en 2023 ?

• Pac air/air : 22 %
• Pac air/eau : 45 %
• Bois : 12 %
• Gaz : 16%

Un gaz plus respectueux de l'environnement

Pour mesurer la capacité de chaque gaz à effet de serre à piéger la chaleur dans l’atmosphère par rapport au dioxyde de carbone (CO2), les scientifiques utilisent la mesure du Potentiel de réchauffement planétaire (PRP). Le PRP caractérise l'effet qu'un réfrigérant peut avoir sur le réchauffement de la planète s'il est libéré dans l'atmosphère. Il s'agit d'une valeur relative qui compare l'impact d'un kilogramme de réfrigérant par rapport à un kilogramme de CO2 sur une période de 100 ans.

Sous la pression de plus en plus forte des contraintes environnementales, les industriels remplacent petit à petit leur ancien fluide frigorigène, le gaz R 410, par un nouveau gaz réfrigérant, le R-32. Pourquoi ce changement ? Non seulement le gaz R 32 possède de meilleures performances énergétiques mais il affiche en plus une charge équivalente CO2 beaucoup plus faible. « Nous avons basculé presque toutes nos Pac air/air sur le R 32 et ce transfert sera achevé cette année sur nos Pac air/eau », précise Gaétan Maudet. Ce nouveau gaz répond aux objectifs de la nouvelle réglementation européenne sur les gaz fluorés. Mieux vaut donc anticiper et choisir un modèle fonctionnant au R 32 plutôt qu’au R 410.

Aérothermie ou géothermie ?

L'aérothermie domine largement le marché, essentiellement pour des raisons de coût. Comme son nom l'indique, ce type de machine puise les calories dans l'air extérieur. Même avec des températures extérieures largement négatives, il existe toujours des calories à exploiter. Des fabricants garantissent même le fonctionnement de leur Pac jusqu'à - 25° ! Les performances sont toutefois en baisse. Mais une relève électrique est prévue. Elle prend alors automatiquement le relais de la pompe à chaleur lorsqu'elle ne peut assurer seule le chauffage ou la production d’eau chaude.

👉 Envisagez une enveloppe comprise entre 7 500 et 10 000 €.

Pour éviter des baisses de rendement saisonnier, notamment l'hiver, la géothermie est une alternative puisque le sol conserve une température constante tout au long de l'année. Si cette technique a longtemps été pénalisée en raison des travaux de terrassement et des surcoûts liés à l'enfouissement des capteurs, depuis peu, une solution technique a été mise au point. Il n'est plus nécessaire de décaisser le jardin pour placer le réseau de capteurs. Le coût de l'enfouissement n'est plus un frein et la baisse de rendement saisonnier est supprimée. Malgré ses qualités techniques les volumes restent faibles comparés aux ventes de matériels air/eau.

👉 Comptez un budget compris entre 10 000 et 12 500 €.

Le bon emplacement pour la Pac

Pour récupérer le plus de calories possible dans l'air, il faut que l'unité extérieure soit bien placée. On évitera notamment de l'installer face aux vents dominants. Par ailleurs, elle ne doit constituer une gêne ni visuelle, ni acoustique. Ce qui se voit s'entend ! Tous les grands fabricants ont pris à bras-le-corps ce sujet et proposent des machines très discrètes. « Le niveau sonore augmente si l'unité extérieure est placée contre un mur », souligne Gaétan Maudet. ll faut ainsi déporter la machine lorsque c'est possible.

Les Pac certifiées NF Pac respectent toutes le niveau de puissance maximal autorisé. Les Pac dotées de la technologie Inverter produisent aussi moins de bruit. Enfin, il faut que les parties techniques de l'appareil restent facilement accessibles.

Comment diffuser la chaleur ?

Pour la diffusion de la chaleur dans la maison, on utilise les vecteurs eau ou air. Il s'agit alors soit d'un plancher chauffant et/ou de radiateurs classiques, de ventilo-convecteurs, de bouches de diffusion, d'unités murales ou de consoles pour l'air.

Le plancher chauffant (qui peut aussi être rafraîchissant l'été) est particulièrement adapté aux maisons neuves. L'eau chauffée ou rafraîchie par la pompe à chaleur circule dans la chape parcourue par un réseau de tuyaux. Il est possible d'opter pour les traditionnels radiateurs muraux qui coûteront moins chers mais qui occuperont plus de place. Si la Pac air/eau met plus de temps à monter en température que les modèles air/air, son inertie est un atout. La baisse de température sera plus lente. Le ventilo-convecteur fait aussi partie des solutions à boucle d'eau chaude. Un plancher chauffant au rez-de-chaussée et des ventilo-convecteurs à l'étage dans les chambres sont une combinaison très confortable.

🗣️ « La Pac air/air présente l'avantage d'être plus simple à mettre en œuvre que la Pac air/eau. Fournies posées, ce sont aussi des solutions moins chères », précise Gaétan Maudet. « Les installations gainables sont très discrètes avec leurs petites bouches d'aération. Il existe aussi les unités murales qui sont encore plus simples à mettre en œuvre. Elles sont reliées à l'unité extérieure par deux conduits frigorifiques de seulement quelques millimètres de diamètre. » Autre atout de la Pac air/air, la flexibilité. Il est possible d'équiper une pièce, deux pièces, seulement un niveau ou toute la maison.

👉 Autre innovation, les corbeilles géothermiques. C'est une solution intermédiaire entre les capteurs horizontaux et les sondes verticales qui réduit l’emprise au sol rendant ainsi possible la géothermie même sur de petits terrains. Ces corbeilles ne font que 2,70 m de hauteur. Il suffit de creuser un trou à l'aide d'une pelleteuse, de les placer et le tour est joué ! Un réseau de onze corbeilles enterrées à 4 m de profondeur, réparties en deux réseaux de six et cinq corbeilles suffit à alimenter une pompe à chaleur de 12 kW et chauffer une maison de 120 m².

Et l'eau chaude sanitaire ?

« La Pac air/eau, à la différence de la Pac air/air, permet de produire en plus l'eau chaude sanitaire », précise Gaétan Maudet. Ce sont les modèles dits double service. Dans moins d'un mètre carré d'emprise au sol, dans une seule machine, on associe une Pac à un ballon de stockage de 190 litres intégrant un module hydraulique. La Pac préchauffe l'eau qui est ensuite stockée dans un ballon équipé d'une petite résistance. Le temps de montée en température est de 1 h 45 à une température de consigne de 50 °C. En cas de besoin, la Pac donne priorité à la production d'eau chaude.

La Pac Hybride

Si vous pouvez vous raccorder au réseau de gaz, pensez à choisir une chaudière hybride. Elle répond aux exigences de la RE2020. Les émissions de gaz à effet de serre ne doivent pas dépasser 4kgCO2/m2/an, ce qui est contraignant pour les chauffages au gaz mais s'applique parfaitement aux pompes à chaleur hybrides avec préchauffage de l'eau chaude sanitaire par la Pac. Cette solution associe une pompe à chaleur et une chaudière à condensation pour choisir automatiquement le système de chauffage le plus efficace et économique, en fonction du mode économique ou écologique sélectionné. Elle optimise l'utilisation de l'énergie en temps réel en tenant compte du coût des énergies. C'est elle qui détermine la meilleure option du moment selon la température extérieure, le Cop et le prix du kiloWatt.

Si les températures extérieures sont clémentes la Pac assurera le chauffage. Si en revanche les températures extérieures sont négatives, c’est la chaudière qui assurera les besoins énergétiques si la Pac ne peut pas les assumer. Il est également possible que les deux dispositifs fonctionnent en même temps. 

👉 Côté prix une Pac hybride coûte entre 10 000 € et 16 000 €.

Un entretien régulier

Pour conserver leurs performances d'origine, les pompes à chaleur doivent être régulièrement entretenues par un spécialiste. L’unité extérieure et ses filtres doivent être nettoyés au moins une fois par an. Le plus souvent il s'agira d'éliminer les feuilles qui peuvent colmater les arrivées d'air, de contrôler l'étanchéité du système et de la pression d'eau pour les Pac air/eau.

Certaines marques proposent désormais des modèles connectés pour faciliter l'entretien. À l'aide d'une application dédiée, l'utilisateur peut accéder à son historique de consommation et au paramétrage de son installation. L'installateur, qui souvent entretient l'appareil, peut avoir accès aux données de l'installation et peut aussi intervenir à distance sur le paramétrage de la machine et ajuster les réglages pour une meilleure efficacité. La maintenance prédictive est également au programme ainsi que le télé-diagnostic pour prévenir les pannes.

Pas de Pac sans un bon Cop !

Pour mesurer les performances de leur matériel, les fabricants mettent en avant le Coefficient de performance (Cop). C’est le rapport entre l’énergie thermique restituée pour le chauffage et l’énergie électrique consommée pour le fonctionnement de la pompe à chaleur. Pour une quantité d'énergie électrique consommée de 1 kWh par le compresseur, si la pompe à chaleur affiche un Cop 4, elle fournit l'équivalent de 4 kWh de chaleur.

👉 Pour coller au plus près de la réalité, mieux vaut se référer au Cop saisonnier (Scop). Il prend en compte les changements saisonniers de températures extérieures et est calculé sur toute la saison de chauffe. Les valeurs affichées par le Scop sont plus faibles que celles du Cop mais elles sont plus réalistes.

🗣️ Parole d’industriel : François Deroche

Équipant six maisons neuves sur dix, la pompe à chaleur s’est imposée comme le mode de chauffage par excellence. François Deroche, vice-président de l’Association française pour la pompe à chaleur (Afpac), nous explique comment cet équipement est devenu incontournable.

Quelle est la part de marché de la pompe à chaleur (Pac) dans la maison neuve ?

Elle représente 65 % du marché soit 36 % pour la Pac air/eau, 11 % pour la Pac air/air, 1 % pour la géothermie et 18 % pour l’association Pac air/air avec des panneaux rayonnants.

La Pac est-elle réservée au climat tempéré comme les régions de l’ouest de la France ?

❌ Non. Il est vrai que l’Ouest et le Sud-Ouest faisaient partie des premières régions dans lesquelles les Pac étaient installées. Mais les maisons étant de plus en plus isolées, elles équipent désormais aussi bien des habitations du Nord que celles de l’est de la France. Et elles sont même utilisées en altitude où les hivers sont rigoureux. Ce mode de chauffage affiche en effet d’excellentes performances même si les températures sont négatives ( – 15 ou – 20 °C).

🔥 Comment le chauffage peut-il être assuré par une Pac ?

Une Pac peut assurer uniquement le chauffage de la maison qui sera diffusé soit par un plancher chauffant soit par des radiateurs. Un chauffe-eau thermodynamique (CET) récupérant la chaleur de l’air produira l’eau chaude. Autre possibilité : une Pac double service produisant le chauffage et l’eau chaude. À noter que cette Pac est plus puissante qu’un CET. Il sera ainsi possible d’augmenter la température de l’eau en une heure alors que six heures seront nécessaires pour le CET.

Quels émetteurs de chaleur sont choisis pour une maison de plain-pied ou dotée d’un étage ?

Pour une maison de plain-pied, on préconise le plancher chauffant rafraîchissant qui sera alimenté par une Pac. En revanche, concernant une habitation dotée d’un étage, nous bénéficierons de deux températures d’eau pour desservir un plancher-chauffant au rez-de-chaussée et un réseau de radiateurs à l’étage.

Quelles sont les puissances des Pac installées ?

Les Pac d’une puissance comprise entre 4 et 8 kW sont les plus répandues pour assurer le chauffage de maisons dont la surface est comprise entre 90 et 120 m². Ces machines offrent le meilleur rapport prix/performance. Rien ne sert de les surdimensionner !

Quels sont les progrès dont ont bénéficié les Pac ?

Sans aucun doute la connectivité qui s’est développée depuis quelques années. L’utilisateur visualise sa consommation, contrôle son fonctionnement et reçoit des alertes en cas de dysfonctionnement. La connectivité est aussi très utile aux professionnels qui peuvent piloter à distance la Pac. Ils peuvent ainsi mettre à jour le logiciel de la machine sans se déplacer. Et dans quelques années, les utilisateurs bénéficieront de la maintenance prédictive. L’algorithme anticipera les pannes. En cas de défaut, la Pac détectera les pièces qui seront défectueuses et enverra un message à l’installateur qui viendra les remplacer. Ce qui améliorera la performance des équipements sans pénaliser le confort puisque le client ne sera plus privé de chauffage en raison d’une panne. On y sera presque dans un an et demi.

🔊 La Pac est parfois critiquée pour ses nuisances sonores

C’est en effet l’un des axes de travail des industriels qui y consacrent beaucoup de temps en recherche et développement car le bruit est l’un des enjeux sociétaux. Les Pac de petites puissances (4 kW) ont cependant un faible niveau sonore, soit 36 dBA. Mais le bruit augmente surtout si la Pac est mal installée selon l’implantation choisie. Nous avons d’ailleurs conçu des guides dédiés à l’installation des Pac qui passent en revue les différentes configurations possibles. Il faut par exemple éviter de la placer dans l’angle d’un mur car le son se diffusera chez le voisin. Concernant les Pac plus puissantes, supérieures à 8 kW, leur niveau sonore est identique à celui d’une machine de 5 kW. C’est une tendance en France qui se développe grâce aux investissements réalisés par les industriels.

🗣️ Parole de constructeur : David Renault

Chez Maisons d’en France Bretagne, une agence ouverte il y a deux ans, la pompe à chaleur équipe environ 40 % des constructions. Son responsable technique, David Renault, nous explique comment ce mode de chauffage est installé.

Pourquoi la part des pompes à chaleur est-elle inférieure à celle des chaudières gaz ?

Certains de nos clients souhaitant s’équiper d’une pompe à chaleur sont rebutés par son prix. Nous les orientons alors vers la chaudière gaz. Pour une maison dont la surface habitable est inférieure à 110 m², il faut compter 6 186 € pour une pompe à chaleur double service qui fournira le chauffage et l’eau chaude sanitaire contre 4 276 € pour une chaudière gaz et l’installation de deux capteurs photovoltaïques. Mais certains clients sont prêts à payer plus cher pour s’équiper d’une pompe à chaleur car ils veulent éviter le gaz pour protéger l’environnement. Nous assistons à une prise de conscience.

Avez-vous des difficultés à installer les pompes à chaleur dans les villes ?

✅ Oui. Certaines interdisent leur installation dans les lotissements ou dans des zones d’aménagement concerté (Zac) en raison des nuisances sonores. C’est ce qui vient de nous arriver dans une opération comptant sept maisons. Cette interdiction est d’autant plus étonnante que les industriels ont réalisé un travail important pour diminuer le bruit. Ce phénomène se développe alors que la loi exige que nous utilisions les énergies renouvelables. L’installation des pompes à chaleur étant interdite, nous posons une chaudière gaz.

Où sont implantées les pompes à chaleur ?

Le positionnement de l’unité extérieure – le ventilateur – sera choisi selon la configuration du terrain. Elle est généralement placée en façade arrière de la maison ou en pignon. Mais il faut que la distance entre la maison et la limite de propriété soit suffisamment grande. L’unité extérieure prenant beaucoup de place – 1 mètre linéaire environ – nous déconseillons de la placer si la distance est inférieure à 3 mètres linéaires en raison du passage restant.

La façade avant est-elle parfois choisie ?

Cela peut se produire lorsque la façade avant de la construction est exposée plein nord et que le local technique s’y trouve également. L’objectif étant de ne pas avoir un module de pompe au sud, à proximité d’une éventuelle terrasse. On choisit aussi la façade avant lorsque la construction est mitoyenne des deux côtés, afin de pouvoir faciliter l’entretien ou encore le remplacement du module.

Où est placée l’unité intérieure ?

Plusieurs localisations sont possibles. Nous pouvons la placer dans le garage. Mais mieux vaut choisir les locaux isolés si c’est possible comme le cellier ou le local technique accueillant le tableau électrique. Ces pièces isolées limiteront en effet les pertes de chaleur du ballon stockant l’eau qui est intégré à la pompe à chaleur. Le local devra être également éloigné des pièces de nuit. Lors de la conception des plans, nous implantons d’ailleurs le cellier ou le local technique près de la cuisine.

Comment se passent l’installation et la mise en route de la pompe à chaleur ?

C’est le même technicien qui assure l’installation et la mise en route de la Pac. Un rendez-vous est pris avec le client après la livraison pour lui expliquer le fonctionnement de l’appareil. Cet équipement est simple d’utilisation. Le professionnel lui montre notamment comment programmer son chauffage.

🗣️ Parole de technicien : Roland Bouquet

Depuis le 28 juillet 2020, les pompes à chaleur d’une puissance comprise entre 4 et 70 kW doivent être entretenues tous les deux ans d’ici 2022. Roland Bouquet, président du Synasav, Syndicat professionnel de la maintenance, qui a milité pour l’adoption de cette mesure, nous détaille les enjeux d’un entretien régulier.

Pourquoi souhaitiez-vous qu’un entretien des pompes à chaleur soit désormais obligatoire pour les particuliers ?

Contrairement aux chaudières fioul ou gaz qui sont soumises à un entretien obligatoire depuis 2009, les pompes à chaleur n’étaient pas concernées ! Alors que la France compte un parc important avec 1,2 million de Pac air/eau. Et depuis six à sept ans, ce dernier augmente car les constructeurs de maisons proposent huit fois sur dix cette installation pour produire le chauffage et l’eau chaude sanitaire. Une Pac est un matériel vivant qui demande une surveillance.

🧑‍🔧 Que se passe-t-il faute d’entretien ?

L’appoint électrique peut se déclencher de façon intempestive augmentant la facture d’énergie du client. Il peut aussi y avoir des fuites de fluides frigorigènes. Or ces derniers utilisés depuis longtemps comme le R410 ont un pouvoir important de réchauffement climatique. Une fuite d’un kilo représente un rejet dans l’air équivalant à plusieurs tonnes de CO2. Des boues peuvent se former dans le circuit hydraulique sans oublier des pannes à répétition qui peuvent occasionner des frais importants de remise en état de l’installation.

Quelle est selon vous la part des Pac entretenues ?

Le syndicat Uniclima estime que seules 20 % des machines sont entretenues contre 80 % des chaudières. « La qualité de l’eau devra être contrôlée »

En quoi consiste l’entretien d’une Pac ?

Conformément au décret instaurant l’entretien obligatoire, le technicien effectuera un relevé de température de l’unité extérieure et intérieure. Il vérifiera aussi le déclenchement de l’appoint électrique. La régulation de la Pac doit en effet le déclencher selon la température extérieure définie par l’industriel. Il examinera également la tension électrique et nettoiera les ailettes du ventilateur des mousses, feuilles et pollens qui ont pu s’y déposer. Des opérations devront être par ailleurs réalisées sur le système de distribution de chauffage que ce soit des radiateurs ou un plancher chauffant. La qualité de l’eau devant être contrôlée.

Le décret prévoit que le technicien apporte des conseils sur le bon usage aux particuliers. C’est une nouveauté ?

✅ Oui. Le professionnel peut conseiller par exemple au client de ne pas baisser de trois degrés son chauffage la nuit. L’inertie de la dalle étant forte, il faut chauffer tout le temps car la montée en température est lente. En cas de baisse de pression de l’eau, il faut remettre de l’eau le cas échéant. Et il faut également chauffer de façon homogène toute la maison et non fermer plusieurs radiateurs.

💰 Combien coûte un contrat d’entretien ?

Il faut compter entre 180 et 210 € pour un contrat annuel incluant la visite d’entretien, le dépannage et ajouter le prix des pièces détachées. Mais ce contrat est une assurance tranquillité pour les particuliers car le technicien a l’obligation d’intervenir dans un délai de vingt-quatre heures. La souscription d’un contrat d’entretien est aussi importante pour l’activation de la garantie du fabricant. Si la Pac fonctionne mal au bout de trois ans, l’industriel peut refuser de faire jouer sa garantie en cas d’absence de contrat d’entretien.

Quel est le prix d’une intervention sans avoir souscrit ce contrat ?

En comptant les frais de déplacement et l’heure de main-d’œuvre il faut compter un coût horaire HT compris entre 120 et 130 €.

⏰ Quelle est la durée de vie d’une Pac ?

Sa longévité atteint environ dix-sept ans. Des pièces d’usure comme les ventilateurs, les pompes peuvent être changées dans le cadre de la maintenance de l’appareil. Mais s’il s’agit de pièces maîtresses comme le compresseur, un nouvel achat devra être envisagé plutôt qu’une réparation qui sera coûteuse.