La pompe à chaleur air/eau est aujourd’hui l’une des solutions de chauffage les plus efficaces pour allier confort et économies d’énergie. En utilisant les calories de l’air extérieur, elle chauffe le logement et produit l’eau chaude sanitaire, tout en réduisant l’impact environnemental.
Dans cet article, découvrez le fonctionnement d’une pompe à chaleur air/eau et pourquoi elle s’impose comme un choix idéal pour une rénovation énergétique durable.
Les informations à retenir :
La pompe à chaleur air-eau est une solution de chauffage innovante et écologique, de plus en plus prisée pour son efficacité énergétique et sa capacité à réduire l’empreinte carbone des bâtiments :
- Principe de fonctionnement : La pompe à chaleur air-eau fonctionne sur le principe de la thermodynamique, captant les calories de l’air extérieur pour chauffer l’eau du réseau de chauffage. Elle peut s’adapter aux radiateurs, au plancher chauffant, et même au ballon d’eau chaude.
- Étapes de fonctionnement :
- Évaporateur : Capte les calories de l’air et transforme le fluide frigorigène en gaz.
- Compresseur : Comprime le gaz pour augmenter sa pression et sa température.
- Condenseur : Transmet la chaleur aux circuits d’eau chaude et de chauffage.
- Détendeur : Diminue la pression et la température du gaz, le ramenant à l’état liquide.
- Mise en Place : Nécessite un circuit de chauffage central et un espace extérieur pour l’unité extérieure.
- Performances : Le COP (coefficient de performance) moyen est d’environ 3, variant en fonction de la température extérieure et de la qualité de la PAC.
- Coût : Le prix moyen varie entre 8 000 et 15 000 euros, avec des aides publiques disponibles pour amortir l’investissement.
Quel est le principe de fonctionnement d'une pompe à chaleur air eau ?
Une pompe à chaleur air/eau repose sur un principe de la thermodynamique : transfert de chaleur d’une source froide vers une source chaude. Le module extérieur puise les calories présentes naturellement dans l’air extérieur. Ces calories sont ensuite utilisées pour chauffer l’eau de votre réseau de chauffage. L’unité intérieure, elle, va diffuser la chaleur dans le logement.
La pompe à chaleur air-eau s’adapte aussi bien aux radiateurs qu’au plancher chauffant, et même au ballon d’eau chaude.
Les étapes de fonctionnement
Ci-dessous, le schéma d’une pompe à chaleur air/eau :
La pompe à chaleur air-eau est composée de quatre éléments indispensables : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur. Il y a donc quatre étapes de fonctionnement :
L’évaporateur
Ou échangeur thermique capte les calories dans l’air extérieur et transforme le fluide frigorigène, alors en état liquide avec une température négative, en état gazeu
Le compresseur
Alimenté par un moteur électrique, comprime le gaz pour faire augmenter sa pression et ainsi sa température.
Le condenseur
Second échangeur thermique, est situé dans l’unité intérieure. Il va transmettre cette chaleur aux circuits d’eau chaude et de chauffage de la maison.
Le détendeur
Diminue la pression du gaz donc sa température, il permet au fluide de retrouver son état liquide et de redémarrer un nouveau cycle.
Pour produire du chauffage, la PAC air-eau consomme de l’électricité, au niveau du compresseur. Mais elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme, là est tout l’intérêt du système.
Une pompe à chaleur air/eau capte les calories de l’air via l’évaporateur, les comprime pour élever la température, puis cède la chaleur à l’eau du chauffage au condenseur. Le détendeur referme le cycle. Résultat : chauffage et ECS avec une électricité pilotant le compresseur, pour un rendement supérieur à la conso.
La mise en place de la PAC air/eau
Comme tout équipement de chauffage, il y a différents aspects à prendre en compte au niveau de sa mise en place.
Tout d’abord, si vous vous équipez d’une PAC air/eau, vous devez absolument disposer d’un circuit de chauffage central puisque c’est via le circuit d’eau de ce dernier que la chaleur de l’air est transportée à l’intérieur du logement.
Enfin, l’unité extérieure de la PAC doit se trouver à l’extérieur du logement. C’est un dispositif assez imposant et qui peut s’avérer bruyant. Avoir une cour ou un jardin est donc l’idéal.
Sachez également que si vous êtes équipes d’une chaudière à gaz ou au fioul, il est facilement possible de la remplacer par une pompe à chaleur air/eau.
Assurer le bon fonctionnement d’une pompe à chaleur air/eau
Le dimensionnement, pierre angulaire de la performance
Le bon fonctionnement d’une PAC air/eau commence par un dimensionnement maîtrisé. Surdimensionner l’appareil conduit à des démarrages et arrêts répétitifs. Les cycles courts qui provoquent des pics de consommation à chaque relance, accélèrent l’usure du compresseur et renchérissent inutilement l’investissement.
À l’inverse, une PAC sous-dimensionnée tourne presque en continu pour tenter d’atteindre la consigne, le confort devient instable et la facture électrique grimpe.
Notre outil en ligne de calcul du dimensionnement d’une pompe à chaleur fournit une première estimation de puissance, point de départ avant l’étude technique détaillée sur site.
Avant toute installation, une visite technique s’impose. Elle permet d’évaluer le volume et la surface à chauffer, l’état de l’isolation (combles, murs, menuiseries), la configuration du circuit existant, les besoins en eau chaude sanitaire, les usages du foyer (plages horaires, consignes), le type d’émetteurs (plancher chauffant, radiateurs basse ou haute température) ainsi que la zone climatique. Les contraintes électriques doivent aussi être vérifiées : pour de grandes surfaces (autour de 200 m² et plus), un abonnement supérieur à 12 kVA peut nécessiter le triphasé.
Pour affiner les réglages, retenez deux repères clés :
- D’une part, mieux isoler réduit la puissance nécessaire, donc la consommation et le coût global.
- D’autre part, par grand froid, les performances baissent naturellement (dégivrage, COP en retrait). Il est alors pertinent de prévoir un point de bivalence avec appoint ou d’envisager une PAC hybride.
Un bon dimensionnement, appuyé par une étude sur site et une régulation soignée, garantit des performances durables et une consommation maîtrisée.
Quel entretien pour garantir le fonctionnement optimal de ma pompe à chaleur air/eau ?
Pour garantir le fonctionnement optimal d’une PAC air/eau, réalisez un entretien régulier : nettoyez l’unité extérieure (feuilles, poussière, neige), dépoussiérez les filtres/échangeurs, vérifiez le débit/pression du circuit et l’évacuation des condensats.
Faites contrôler par un professionnel l’étanchéité et la charge de fluide, les réglages de régulation (loi d’eau) et l’état des fixations. En France, une maintenance au moins tous les 2 ans est obligatoire pour les PAC de 4 à 70 kW.
Quel est l'intérêt de passer à la PAC pour réduire son empreinte carbone ?
Le secteur du logement représente près de 20 % de l’empreinte carbone d’un Français, principalement à cause du chauffage et de la production d’eau chaude. Ces usages, souvent alimentés par le fioul ou le gaz, comptent à eux seuls pour plus de 60 % des émissions liées à l’habitat.
Ces chiffres illustrent clairement l’urgence de réduire la dépendance aux énergies fossiles et d’adopter des solutions plus durables.
La pompe à chaleur (PAC) s’impose aujourd’hui comme l’une des alternatives les plus performantes et les plus vertueuses. En moyenne, elle émet jusqu’à sept fois moins de CO₂ qu’une chaudière au fioul et consomme bien moins d’énergie primaire.
Remplacer un ancien système de chauffage au gaz ou au fioul par une pompe à chaleur permet donc de réduire significativement son empreinte carbone, tout en améliorant l’efficacité énergétique du logement.
En puisant les calories présentes naturellement dans l’air, l’eau ou le sol, la pompe à chaleur les restitue sous forme de chaleur à l’intérieur du logement. Ce principe simple et écologique assure un confort thermique optimal tout en limitant l’impact environnemental.
Questions fréquentes
Une PAC air/eau capte les calories de l’air extérieur, les compresse via un fluide frigorigène, puis transfère la chaleur à l’eau des radiateurs/plancher (et éventuellement à l’ECS) via un condenseur.
Le détendeur referme le cycle. Résultat : 1 kWh électrique pilotant le compresseur peut fournir 2 à 4 kWh de chaleur (selon conditions).
En moyenne, le prix d’une pompe à chaleur air/eau varie entre 8000 et 15 000 euros. Mais de nombreuses aides publiques sont disponibles pour amortir cet investissement.
Une pompe à chaleur air/eau de bonne qualité a une durée de vie moyenne de 20 ans si son entretien est régulier.
Le principal inconvénient d’une pompe à chaleur air/eau est la baisse de performance par temps froid : le COP diminue, les cycles de dégivrage augmentent, la consommation s’élève et un appoint (électrique/chaudière) peut être nécessaire. Un bon dimensionnement, des émetteurs basse température et une bonne isolation limitent cet impact.
Pas nécessairement. Une PAC air/eau consomme d’autant moins que son SCOP est élevé : en moyenne, 1 kWh électrique fournit 2 à 4 kWh de chaleur. La consommation réelle dépend de l’isolation, du dimensionnement, des émetteurs basse température, du climat et de la régulation.
Oui, si elle est correctement dimensionnée et que le logement est bien isolé. Avec des émetteurs basse température, une PAC air/eau couvre la majorité des besoins annuels ; un appoint peut être prévu en grand froid (point de bivalence).
