Fonctionnement et principe d’une pompe à chaleur

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur diffère d'un appareil à un autre. Chaque type présente ses avantages et inconvénients (prix, configuration, travaux préalables nécessaires, performance...). Nous vous les présentons pour vous aider à faire un choix économique et durable

Quel est le fonctionnement d’une pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur a réussi à trouver sa place dans l’offre de chauffage de maison. Elle est donc encore assez méconnue des particuliers, qui optent plus souvent pour une chaudière classique. Pourtant, le fonctionnement d’une pompe à chaleur est relativement simple et ce type d’appareil est très efficace. Son principe ? Récupérer la chaleur présente dans l’eau, l’air ou le sol et le restituer dans le logement.

fonctionnement pac

La pompe à chaleur réalise cette opération grâce à un fluide réfrigérant. Ce dernier change d’état en fonction de la température de l’air circulant dans les liaisons entre l’unité extérieure et l’unité intérieure. La pompe à chaleur peut ainsi réchauffer l’air (voire le refroidir, si elle est réversible). Toutes les pompes à chaleur ne fonctionnent pas exactement de la même manière : il existe de nombreux types de pompes à chaleur et toutes présentent un fonctionnement légèrement différent. 

Quels sont les différents types de pompe à chaleur ?

La pompe à chaleur air air

La pompe à chaleur air air est l’une des pompes à chaleur les plus répandues. Son fonctionnement est simple : elle récupère l’air extérieur, le chauffe et le retransmet dans le logement via des unités extérieures. Ces unités, installées dans les murs, ressemblent aux unités intérieures des climatiseurs. IL s’agit de petits modules, généralement rectangulaires, équipés de grilles de soufflage.

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Les pompes à chaleur air air peuvent être monosplit ou multisplit. Lorsqu’elles sont monosplit, chaque unité intérieure doit être reliée à une unité extérieure. Il faut donc cumuler les modules extérieurs pour chauffer plusieurs pièces. Les modèles multisplit, eux, possèdent une unité extérieure pouvant être couplée à plusieurs unités intérieures à la fois. Elles prennent moins de place et consomment moins d’énergie.

La pompe à chaleur air eau 

La pompe à chaleur air eau est une pompe à chaleur qui puise les calories dans l’air extérieur et utilise l’eau pour transporter la chaleur. Elle transmet la chaleur via un système de chauffage hydraulique, comme des radiateurs à eau ou un plancher chauffant. Cette PAC est coûteuse à poser en rénovation, lorsqu’on ne possède pas de réseau de chauffage hydraulique.

fonctionnement pompe a chaleur

Elle correspond davantage aux maisons déjà équipées de ce mode de fonctionnement ou aux constructions neuves. Ce type de pompe à chaleur supporte mal les températures extérieures et fait office de chauffage d’appoint seulement dans les régions trop froides. Elle peut en revanche être une solution de chauffage unique dans les zones tempérées. 

La pompe à chaleur géothermie 

La pompe à chaleur géothermique puise la chaleur dans les sols. Performante, elle permet de réduire le montant de ses factures énergétiques. Son installation est cependant complexe et exige de nombreux travaux préalables (forage, terrassement…). Ce type de pompe à chaleur est donc particulièrement coûteux. 

La pompe à chaleur aquathermie (eau eau)

Cette pompe à chaleur puise les calories directement dans une source d’eau, à savoir les nappes phréatiques, un lac, une rivière ou un ruisseau. Cet appareil possède bon rendement et permet de faire des économies d’énergie importante. Elle est néanmoins coûteuse à l’achat et à l’installation et est donc plutôt utilisée par les professionnels possédant de grands locaux.

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La pompe à chaleur haute température 

La pompe à chaleur haute température fonctionne comme une pompe à chaleur air eau. Elle puise les calories contenues dans l’air extérieur grâce à son module extérieur et les retransmets dans la maison via un circuit de chauffage hydraulique. La chaleur se répand dans la maison via un système de chauffage hydraulique (plancher chauffant ou radiateurs).

fonctionnement pompe a chaleur air air

Le mode de fonctionnement de cette pompe à chaleur lui permet également de produire de l’eau chaude sanitaire (pour la douche, vaisselle etc.). Pour ce faire, elle doit  posséder un chauffe-eau intégré ou ajouté à l’installation. On dit que la pompe à chaleur haute température est l’une des pompes à chaleur les plus économiques. Ce n’est pas toujours le cas : elle est conçue pour alimenter des radiateurs possédant une température d’entrée d’eau élevée, supérieure à 65°C. Les logements récents, bien isolés, n’ont jamais besoin d’être chauffés à une telle température. Nous vous recommandons donc de bien réfléchir, car ce type de PAC fait partie des appareils les plus coûteux.

La pompe à chaleur réversible

Il ne s’agit pas à proprement parler d’un type de pompe à chaleur, puisque tous les types de PAC cités précédemment peuvent être réversibles. Ce type de modèle permet de chauffer, mais aussi de refroidir l’air quand il fait trop chaud. Les pompes à chaleur air air sont les plus efficaces dans ce domaine, car elles soufflent directement l’air froid via les grilles de ses unités intérieures.

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Les pompes à chaleur air eau, elles, peuvent seulement récupérer un peu de la chaleur du logement via le plancher chauffant et l’évacuer à l’extérieur. Cela permet de rafraîchir une pièce de quelques degrés, mais pas réellement d’y apporter de l’air frais. 

La pompe à chaleur hybride

Certaines pompes à chaleur possèdent un fonctionnement hybride. Ces appareils sont des pompes à chaleur couplées à un autre système de chauffage (chaudière bois, granulés, au gaz…). La pompe à chaleur hybride priorise un mode de chauffage à l’autre en fonction de vos besoins. Elles permettent de faire des économies d’énergie tout en préservant notre planète.

Pompe à chaleur hybride : bonne ou mauvaise idée ?

Les pompes à chaleur hybrides sont considérées comme économiques. Ces appareils sont toutefois récents et nous disposons de peu de retours sur leurs performances et leur durabilité. Ils sont à l’heure actuelle encore très coûteux et rien ne démontre leur efficacité sur la durée. Peut-être est-il préférable d’attendre encore quelques années avant de se lancer ? 

Quels sont les avantages et inconvénients de la PAC ? 

Les pompes à chaleur présentent des avantages certains… Mais aussi quelques inconvénients à connaître. Nous levons le voile pour vous.

fonctionnement pompe a chaleur geothermique

Les avantages 

  • Des économies d’énergie importantes : la pompe à chaleur consomme seulement 1 kWh d’électricité pour 3 à 4 kWh restitués dans le logement. De ce fait, les factures énergétiques peuvent être divisées par 3 ou 4. La PAC est donc un bon investissement, rentable en quelques années seulement. 
  • Une utilisation facile : la PAC fonctionne de manière totalement autonome. Il vous suffit de régler votre plancher chauffant ou vos chauffages pour obtenir une température stable. 
  • Une solution écologique : les pompes à chaleur ne rejette pas de fumées dans l’air.
  • Des aides financières : étant écologiques et performantes, certaines pompes à chaleur vous ouvrent le droit à certaines aides financières (comme MaPrimeRénov’ par exemple)

Les inconvénients

  • L’installation d’une pompe à chaleur peut être complexe et coûteuse en fonction du type d’appareil choisi et de la configuration de votre logement. La pose coûte parfois plus cher en rénovation qu’en construction, car implique parfois des modifications importantes des installations déjà en place. L’installation peut en revanche être très simple dans certains cas. 
  • Le bruit émis peut être important. L’emplacement des unités extérieures doit être bien pensé, car elles peuvent occasionner des nuisances sonores importantes pour vous et votre voisinage.
  • Un confort de chauffe variable, selon l’appareil choisi, le climat dans votre région et la configuration de votre logement.
  • Le prix d’une pompe à chaleur est élevé, voire très élevé en fonction du modèle choisi.

Quel est le prix d’une pompe à chaleur ? 

Type d’appareil Prix entrée de gamme TTC (hors pose) Prix haut de gamme TTC (hors pose)
Air air 6 000 € 14 000 €
Air eau 2 500 € 10 000 €
Aquathermie 9 000 € 20 000 €
Géothermie 6 000 € 19 000 €
Hybride 8 000 € + prix d’un autre système de chauffage 18 000 € + prix d’un autre système de chauffage
Installation 1 500 € 10 000 € et plus

Comment choisir son appareil ? 

Vous souhaitez acheter une pompe à chaleur ? Nous vous présentons plusieurs critères auxquels il est important de prêter attention pour faire le bon choix : 

  • La gamme : le prix ne doit pas être le seul critère à vous guide. En effet, les appareils entrée de gamme, soit les moins chers, sont souvent moins performants et durables que les appareils moyenne gamme ou haut de gamme.
  • La marque : il existe de nombreuses marques fiables de pompes à chaleur. N’hésitez pas à faire des comparatifs des différents fournisseurs et modèles proposés pour faire le bon choix.
  • La puissance : la puissance de votre PAC doit être adaptée à vos besoins. Un appareil pas assez puissant ne vous permettra pas d’obtenir un confort thermique suffisant, tandis qu’un appareil trop puissant vous fera faire des dépenses superflues.
  • Le type : comme évoqué précédemment, il existe de nombreux types de pompes à chaleur. Analyser soigneusement vos besoins et la configuration de votre terrain pour ne pas vous tromper.

fonctionnement pompe a chaleur air eau

Quel entretien prévoir ?

L’entretien de la pompe à chaleur est vivement recommandé, mais pas toujours obligatoire. En effet, l’entretien des PAC n’est réglementé que pour les appareils contenant 2 kilogrammes de fluide frigorigène ou présentant une puissance supérieure à 12 kW.

Dans ce cas, l’entretien doit être réalisé par un chauffagiste professionnel. Nous vous conseillons néanmoins de souscrire à un contrat d’entretien quelle que soit la puissance de votre appareil. Ce type de contrat coûte de 100 à 300 € par an, selon les tâches convenues avec votre artisan. Le nettoyage régulier de votre pompe à chaleur et le changement des pièces défectueuses vous permettront de conserver votre appareil pendant de nombreuses années… Mais aussi de l’utiliser en toute sécurité.