Pompes à chaleur : tout dépend de la source d'énergie

Dans les constructions nouvelles, la pompe à chaleur est de loin le système de chauffage le plus en vogue. Cela étant, bien que l'air extérieur soit plus souvent utilisé comme source d'énergie que le sous-sol, ce dernier permet une exploitation de pompes à chaleur géothermiques nettement plus efficace.

Les chiffres de vente sont éloquents. Les pompes à chaleur sont de loin le système de chauffage le plus prisé pour les constructions neuves. Leur part de marché est de tout juste 60 % dans les immeubles résidentiels construits récemment, petits et grands. D'ailleurs, les deux tiers des maisons familiales neuves sont équipées d'une pompe à chaleur. En cas de rénovation toutefois, on recourt moins fréquemment à ce système de chauffage pauvre en émissions, comme le montre la statistique sectorielle de Wüest + Partner : en 2014, les pompes à chaleur installées après une transformation ont atteint une part de marché comprise entre 30 % (immeubles collectifs) et 50 % (maison individuelles).

Basses températures de flux

La raison de cet écart est la suivante : on ne remplace pas sans autre formalité des chauffages existants par une pompe à chaleur. D'une part, le bâtiment doit être bien isolé et d'autre part, il faut veiller à une diffusion de la chaleur uniforme dans les pièces chauffées. Indépendamment de la source d'énergie - sol, air extérieur ou nappe phréatique - les pompes à chaleur se prêtent le mieux à des températures d'eau de chauffage entre 30 °C et 55 °C au maximum. Les chauffages par le sol et les radiateurs de parois sont parfaitement adaptés aux basses températures de flux dans le cycle de chauffage. Afin de réduire au minimum la consommation de courant et d'augmenter l’efficacité de la production de chaleur, il est conseillé en outre de baisser la température de chauffage de 5 °C, ce qui permet d'augmenter le coefficient de performance annuel des pompes à chaleur d'environ 10 %.

Les pompes à chaleur air-eau  sont plus vendues que les agrégats de chauffage, pour lesquels on enfonce des sondes dans la terre.
Les pompes à chaleur air-eau sont plus vendues que les agrégats de chauffage, pour lesquels on enfonce des sondes dans la terre.

L'air extérieur prédomine

Les statistiques actuelles montrent une autre disparité : les pompes à chaleur air-eau sont plus vendues que les agrégats de chauffage, pour lesquels on couple des sondes géothermiques La proportion de leurs ventes respectives est d'environ 3 :2 (air extérieur vs. nappe phréatique). Ceci est dû entre autres aux frais d'investissement plus faibles des pompes à chaleur air-eau. Le perçage et l'enterrage des sondes géothermiques doublent souvent le prix du système de chauffage plus efficace, les sondes étant placées à environ 150 mètres dans le sol. Or, là où on doit respecter les strictes règles de protection de la nappe phréatique, il est souvent interdit d'effectuer des travaux de forage. C'est pour la même raison que les pompes à chaleur sur nappes phréatiques ne sont que rarement autorisées, malgré un rendement très élevé. Les coefficients de performance annuels varient selon la source d'énergie : les pompes géothermiques se distinguent en principe par un rendement élevé, parce qu'elles tirent leur énergie du sol, dont la température constante est de 12 ºC environ. En revanche, avec les pompes à chaleur air, il peut arriver que l'efficacité baisse considérablement surtout pendant les journées d'hiver les plus froides. Lorsque la température extérieure est inférieure à zéro, cette source d'énergie n'est plus exploitable alors que la consommation de courant augmente. Pour les bâtiments résidentiels mal isolés, mais aussi pour les maisons de vacances, surtout en altitude, les pompes à chaleur air ne sont guère intéressantes comme variante de chauffage écologique.

Par contre, dans les immeubles résidentiels construits selon des normes de construction dont l'efficience énergétique est supérieure à la moyenne et dans les maisons passives, les petites pompes à chaleur air se sont imposées : le besoin de chaleur de chauffage est si faible qu'il n'est pas absolument nécessaire de prévoir un poêle à bois supplémentaire dans les pièces.

Solutions combinables

Les pompes à chaleur couplées au sol (avec  sonde géothermique) présentent aussi un autre avantage  les jours de grosse chaleur. Ainsi, en été, le sol peut être utilisé comme source de fraîcheur : des pompes à chaleur acheminent la chaleur des pièces dans le sous-sol. Sans enclencher le compresseur, le circuit de la sonde géothermique ne fonctionne qu'entre le chauffage par le plancher et le sol. La conception des sondes géothermiques doit cependant être adaptée à l'avance : les couches profondes de la terre sont plus chaudes et améliorent le fonctionnement du chauffage. En revanche, les couches plus proches de la surface contrecarrent l'effet de rafraîchissement.

Niveau sonore des appareils extérieurs

Tous les composants des pompes à chaleur air sont installés au-dessus du sol, raison pour laquelle il faut faire attention au niveau sonore des appareils extérieurs possédant  un ventilateur à aspiration. Dans chaque cas, il faut observer les dispositions en matière de protection acoustique, faute de quoi l'appareil, « trop bruyant », provoquera des réclamations immédiates de la part des voisins. Des contrôles de qualité et des essais de type sont effectués périodiquement concernant le rendement des installations et la protection acoustique.  Le centre indépendant des tests de pompes à chaleur (www.wpz.ch) publie les résultats des mesures rapportés aux différents types d'installations.

Informations concernant le label de qualité et les fournisseurs : www.pac.ch

Caractéristiques des différents types d'installations

Source d'énergie Avantages Inconvénients
Sol
  • températures constantes
  • approprié pour le rafraîchissement
  • enterrage des sondes entre 100 et 200 mètres de profondeur
  • perçage parfois interdit dans les zones de protection de la nappe phréatique
Air extérieur
  • disponibilité illimitée
  • le rendement diminue avec la baisse de la température extérieure
  • niveau sonore : ventilateur des appareils extérieurs
Nappe phréatique
  • températures constantes
  • quelques mètres sous la surface
  • haut rendement
  • protection des nappes phréatiques : réglementations strictes des autorités
  • danger de pollution

Rendements des pompes à chaleur

Installations Coefficient de performance annuel
  Valeur limite label de qualité Valeurs WPZ les plus récentes Valeurs de la norme Minergie (chauffage)
Pompes à chaleur air 3 env. 3,3 2,3
Pompes géothermiques 4 4,5 à 5,0 3,1
Pompes à chaleur sur nappe phréatique 4,5 5,0 à 6,0 3,2

Groupement promotionnel suisse pour les pompes à chaleur Imprimer l'article