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Pompe à chaleur : comment ça fonctionne ?

La pompe à chaleur (PAC) est aujourd’hui devenue un équipement très convoité des Français. En 2019, selon l’Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie (ADEME), on comptait près 2,4 millions de pompes à chaleur installées en France. Et ce chiffre augmente de 200 000 unités par an. Économique, respectueuse de l’environnement tant dans sa fabrication que son fonctionnement, la pompe à chaleur peut également apporter un confort supplémentaire au quotidien.  

Mais au fait, comment fonctionne, concrètement, une pompe à chaleur ? Comment un équipement unique peut-il chauffer une maison entière ? On fait le point ?

Une pompe à chaleur chez soi, pourquoi faire ?

Le nombre de pompes à chaleur installées chez les Français se comptent actuellement en millions. Si cet équipement a la cote, c’est pour ses nombreux avantages, et pas seulement financiers…

– Pour réduire sa consommation d’énergie, et donc ses factures

En raison de son coût de production, de transport et de commercialisation, le prix du gaz a connu une très grosse augmentation entre 2021 et 2023. Depuis 2021 et le début de la crise énergétique, les factures d’énergie (gaz et électricité) ont pour certains Français augmenté de plusieurs centaines d’euros. Investir dans une pompe à chaleur, c’est se libérer des tarifs fluctuants du gaz. En effet, cette solution de chauffage, et parfois de climatisation, réduit les besoins en énergie grâce à des systèmes performants, peu énergivores, qui utilisent l’énergie naturellement présente dans l’air ou dans les sols et cours d’eau.

“Une pompe à chaleur peut permettre, à elle seule, de chauffer une maison de 400 m2. Ce type de maison peut engendrer des factures de fioul de 4 000 euros alors qu’avec une pompe à chaleur, on tournerait plutôt autour de 1 000 euros d’électricité.

Ce sont des équipements qui peuvent réduire de 70 % les factures d’énergie puisque on n’achète plus de fioul : on utilise peu d’électricité et de l’air ambiant déjà présent.”

Pierre-Luc, Responsable Commercial FERN

– Pour réduire son empreinte carbone

Réduire ses besoins en énergie, c’est automatiquement réduire les émissions de gaz à effet de serre. Selon l’ADEME, l’impact carbone du chauffage domestique par m2 et par année peut aller de 3,7 kg d’émissions de CO2e avec un chauffage électrique et jusqu’à 53 kg d’émissions de CO2e dans le cas d’un chauffage au fioul. Le chauffage d’un appartement ou d’une maison a donc un impact considérable sur le climat.

La pompe à chaleur, dans sa consommation comme sa fabrication, permet de réduire cet impact. Au-delà d’une faible consommation en électricité, les éléments composant une pompe à chaleur sont en effet recyclables. Certaines pompes impliquent également des gaz purs – comme le R32 – qui sont recyclables.

– Pour améliorer son confort

Un appartement mal isolé et chauffé ou climatisé à l’excès peut représenter un réel inconfort. Et pas seulement au moment de payer ses factures. Il s’agit en effet de rapidement répartir la chaleur ou la fraîcheur dans son logement et de maintenir une température ambiante agréable et stable. Et c’est ici l’une des promesses des pompes à chaleur. Mais c’est également une question de confort d’utilisation. Au-delà d’une absence de bruit, ou bien de fumées et odeurs à évacuer, il n’est plus nécessaire de stocker des litres de combustible ou bien de stères de bois.

À ces avantages s’ajoutent des aides financières importantes qui peuvent accélérer le remboursement de votre pompe à chaleur. L’aide CEE (Certificats d’Économie d’Énergie), Ma Prime Renov’, Prime Énergie, aides locales… Vous êtes peut-être éligible aux aides de l’État jusqu’à hauteur de 10 000€ d’aides pour l’installation d’une PAC. Certaines offres, cumulables, peuvent vous permettre de réduire de 70 % votre facture. Attention cependant, votre situation et votre projet ne sont pas forcément éligibles à toutes ces subventions et aides. Et il vous faudra respecter certaines conditions, comme faire appel à un artisan qualifié RGE pour en profiter. Avant de vous rapprocher des équipes de FERN pour faire le point sur vos aides, vous pouvez utiliser notre simulateur d’aides en ligne.

Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

– Les premières pompes à chaleur

Les premières pompes à chaleur à destination des particuliers voient le jour en 1950. À l’époque, les foyers profitent alors d’équipement rudimentaires encore peu efficaces. Aujourd’hui, grâce à des technologies et une régulation électronique mieux maîtrisée, des compresseurs à vitesse variable ainsi que des échangeurs de chaleur haute efficacité, on peut acheter différents types de machine aux performances plus ou moins hautes. Cette nette accélération du développement des pompes à chaleur s’explique notamment par des prix de l’énergie ayant augmenté dans les années 70 et 80. Aujourd’hui, les récentes augmentations du prix de l’énergie ont poussé de nombreux Français à s’intéresser à cet équipement. Ce qui peut laisser présager de nouvelles avancées dans les fonctionnalités et performances des futures pompes à chaleur, mais aussi des coûts peut-être encore plus abordables.

 – Le principe général des pompes à chaleur

Quels que soient son modèle et son fabricant, le principe d’une pompe à chaleur est le même. Il s’agit d’un transfert de la chaleur d’une source froide vers une source plus chaude, ou bien d’une source chaude, vers une source froide, à l’aide d’un réfrigérant (fluide frigorigène). Ce fluide frigorigène peut être liquide ou bien gazeux. Il s’agit bien souvent d’HFC – qui sont des Hydro Fluoro Carbones – et plus précisément, actuellement, du gaz R32. Ce fluide est transporté grâce à un compresseur, un évaporateur, un condenseur ainsi qu’un détendeur.

“FOCUS SUR LE GAZ R32”

Si vous vous intéressez aux pompes à chaleur, vous avez très certainement entendu parler du gaz R32. Derrière ce terme énigmatique, un gaz qui peut se présenter sous forme liquide comme gazeuse, particulièrement utilisé dans le fonctionnement des pompes à chaleur actuelles.

De la famille des HFC (Hydro Fluoro Carbones), étant pur, il a pour principal atout d’être relativement respectueux de l’environnement grâce à son faible taux de potentiel de réchauffement global (PRG) et à sa possibilité d’être recyclé. Le R32 remplace le R410A. Il permet en effet, selon EDF, d’obtenir un gain de performance thermique de 6 à 7 % par rapport aux équipements alimentés en R410A. Mais, comme les technologies avancent à vitesse exponentielle dans les équipements énergétiques, un autre gaz encore plus neutre en carbone commence à s’inviter chez les fabricants : le R290.

Affaire à suivre, donc.

Et si l’on rentre encore plus dans les détails…

Le fluide frigorigène s’évapore dans ce que l’on appelle un évaporateur. Ce dernier absorbe la chaleur de l’environnement (par exemple, l’air extérieur, le sol ou bien même l’eau) et se transforme en vapeur. Cette vapeur est ensuite comprimée par un compresseur, ce qui augmente sa température mais aussi sa pression. La vapeur, alors à haute pression et haute température, est ensuite condensée dans le condenseur, où elle cède sa chaleur à l’environnement de chauffage. Le fluide frigorigène, alors refroidi et liquéfié, est ensuite détendu dans le détendeur. En résulte une diminution de sa pression et de sa température. Il est ensuite redirigé vers l’évaporateur et un nouveau cycle peut se déclencher à nouveau.

Les différents types de pompes à chaleur

S’il existe un grand nombre de modèles de pompes à chaleur, on peut tout de même en distinguer quatre grandes familles :

  • Les pompes à chaleur air-air
  • Les pompes à chaleur air-eau
  • Les pompes à chaleur géothermiques
  • Les pompes à chaleur eau-eau.

Les pompes à chaleur air-air et air-eau sont les plus répandues. Plus simples à mettre en place, on estime leur durée de vie moyenne à 25 ans. Au contraire, les pompes à chaleur géothermiques, et notamment eau-eau, peuvent être remplacées tous les 35 ans mais nécessitent généralement de la place, une installation plus complexe et un prix à l’achat plus conséquent. On estime également ces équipements un peu moins respectueux de l’environnement… Ces systèmes sont généralement installés lors de la construction-même de la maison. Notez également que ce type de pompe peut produire de la chaleur, mais en aucun cas refroidir de l’air.

 – Les pompes à chaleur air-air

Aussi appelé climatiseur réversible, ce type de pompe à chaleur est le plus répandu sur le marché. Il s’agit d’un système double-flux. Le principe ? On utilise l’air extérieur pour chauffer ou rafraîchir l’air intérieur de sa maison. Une pompe à la fois utile en hiver comme en été.

 – Les pompes à chaleur air-eau

Ce sont les pompes à chaleur qui utilisent l’air extérieur pour chauffer un “liquide caloporteur” c’est-à-dire un fluide – généralement de l’eau – qui peut transporter de la chaleur – qui sera ensuite utilisé pour chauffer la maison via un système de chauffage central.

 – Les pompes à chaleur géothermiques

Particulièrement performantes, ces pompes, comme l’indique leur nom, puisent l’énergie – ici sous forme de calories – naturellement présente dans le sol pour assurer le chauffage et la production d’eau chaude sanitaire d’un foyer. Ces équipements impliquent des capteurs à enfouir dans le sol. Ils peuvent être installés horizontalement ou bien verticalement dans le sol et nécessitent donc généralement d’avoir du terrain. C’est pourquoi on trouve fréquemment ce type de PAC sur de grandes parelles que des fermes, notamment.

 – Les pompes à chaleur eau-eau

Ces pompes à chaleur sont des pompes à chaleur géothermiques mais elles utilisent l’eau, et seulement l’eau, naturellement présente dans les sols ou les fleuves et autres cours d’eau pour chauffer un foyer. À l’image de toutes les pompes à chaleur géothermiques, son installation est généralement plus complexe, et son usage, plus onéreux et moins écologique. Il faut en effet notamment habiter près d’une rivière ou d’un fleuve capable de lancer une turbine. D’autres part, il s’agit ici de pomper des réserves naturelles dans le sol, ce qui peut engendrer la mort de la végétation et de la biomasse initialement irriguées par les eaux concernées.

Sachez qu’il existe également des PAC dites hybrides. Ces dernières associent les fonctions d’une pompe à chaleur à celles d’une chaudière au gaz ou au fioul. On utilise généralement ces pompes à chaleur hybrides comme des chauffages supplémentaires en cas de pertes brutales de température.

Les choses à savoir avant de poser une pompe à chaleur chez soi

Choisir sa pompe à chaleur peut se révéler ardu tant les modèles, fabricants, performances, capacité de chauffage et modalités d’installations sont nombreux. Car il s’agit d’un investissement conséquent, il est nécessaire de se poser plusieurs questions avant d’effectuer son choix.

 – Comment vais-je amortir l’achat de ma PAC ?

Les prix des pompes à chaleur peuvent varier du simple au triple. Le prix moyen d’une pompe à chaleur air-air est de 6 000 euros. Celui d’une pompe à chaleur air-eau ou eau-eau, est de 12 000 euros. Cet investissement est donc important et doit être réfléchi. Il s’agit de prendre en compte le montant de la PAC, de son installation, des économies réalisées, mais aussi de la durée de vie de l’équipement. L’idéal est d’envisager un investissement qui pourra être amorti en 5 à 10 ans.

 – Quel type de pompe à chaleur choisir ?

Il est essentiel d’identifier et prioriser vos besoins pour pouvoir choisir le type de PAC adapté. Quelle surface souhaitez-vous chauffer ? Souhaitez-vous simplement réchauffer votre habitation ou également la rafraîchir en été ? Voulez-vous faire de votre pompe à chaleur votre unique équipement de chauffage ?

De plus, comme vu plus tôt dans cet article, toutes les pompes à chaleur ne sont pas forcément compatibles avec votre configuration. Appartement, maison, maison avec jardin, rez-de-chaussée, piscine… À l’image des pompes à chaleur eau-eau, certaines PAC nécessitent un environnement bien particulier. C’est en vous rapprochant d’un expert dès les premiers pas de votre projet que vous pourrez identifier la pompe à chaleur la plus adaptée à votre situation.

 – Vers quel professionnel me diriger ?

Avec plusieurs millions de pompes à chaleur installées en France, le nombre de fabricants s’est multiplié ces dernières années. Il peut ici être difficile de choisir le professionnel et la marque à qui se fier. Choisir un expert reconnu dans le métier peut ici vous sauver de bien des déconvenues.

“Chez FERN, nous ne choisissons que des gammes qui sont connues et reconnues. Panasonic, Daikin… Nous privilégions les marques qui font partie des meilleurs réseaux de recherche. Nous visons l’ultra qualité, avec des produits performants et également respectueux de l’environnement.”

Pierre-Luc, Responsable Commercial FERN

Au-delà de l’installation de nos pompes à chaleur garanties 10 ans, les équipes FERN Énergies Renouvelables vous conseillent et vous assurent un suivi personnalisé avec ses équipes techniques. Cela, de la demande, à l’installation, au dépannage. Contactez-nous pour faire le point sur votre projet de pompe à chaleur.