Le vrai rendement des pompes à chaleur !

En théorie, les pompes à chaleur ont des rendements calculés par le COefficient de Performance appelés «COP» qui varient aujourd’hui principalement entre 3 et 4,5.
Il faut néanmoins bien comprendre qu’il s’agit de résultats obtenus en laboratoire dans des conditions «idéales» souvent différentes d’une installation réelle.
Pour déterminer les COP en chambre d’essai, les PAC sont testées pendant 2 heures, sans interruption, sans vent contraire, sans pluie et autre intempérie. La machine est alors testée avec de l’air à 7° C, de l’eau qui arrive à 30° C et qui repart à 35° C.
Ainsi, le COP donné est noté sur les documentations : COP 7°C 30/35°C.
Si ce COP est de 4, cela signifie donc que dans une chambre d’essai, avec de l’air à 7° C et de l’eau chauffée à 35° C, la machine restitue 4 KW de chauffage en ayant consommé 1 KW d’électricité. Des tests surprenants qui ne reflètent pas la réalité du terrain. Une étude indépendante a été menée, les résultats sont surprenants et bien différent de ce qu’affichent les fabriquants de PAC…

Tests de performance énergétique des PAC géo et aérothermique

En 2004 – 2005, l’état accorde des crédits d’impôt pour les pompes à chaleur ayant des COP théoriques à 7° C 30/35 ° C supérieurs à 3,3 en chambre d’essai.
Néanmoins, l’état demande à Edf et à l’Ademe de mandater alors un bureau d‘études (le bureau MD3E) pour mesurer le rendement des PAC sur site et non plus en chambre d’essai pour vérifier que la théorie colle à la réalité. Ces 2 machines Air Eau, leader de l’étude nationale, ont des caractéristiques théoriques similaires aux autres machines mais sont installées différemment :
Les 2 PAC air-eau sont protégés des intempéries et récupèrent l’air des combles. Le plancher chauffant alimenté est sur dimensionné avec des tuyaux espacés de 5 à 10 cm ce qui permet à la PAC de travailler à très basse température (25°C).

L’opération de test in situe a été mené sur 40 maisons neuves RT 2005 équipées d’aérothermie et de géothermie sont testées pendant un an.

Les résultats sont alors surprenants car les COP annuels des géothermies testées ne dépassent jamais les 3,3 avec des moyennes à 2,5.
Les aérothermies ont des résultats similaires sauf pour 2 machines ayant des COP annuels atteignant les 4.

Par Xavier Mounier, chargé d’étude chez Innovert Europe

Mise en garde sur les rendements des PAC

Dans la pratique, les pompes à chaleur une fois installées ont des rendements qui peuvent être complètement différents, et cela en fonction de plusieurs paramètres :

1. La température de l’air (pour une aérothermie) : plus la PAC récupère de l’air froid, plus le COP diminue.
2. La température de l’eau chauffée : plus la PAC chauffe l’eau à haute température, plus le COP diminue. Attention donc aux machines qui font de la haute température. Il faut absolument regarder les COP non pas à 35°C, mais à 65°C.
3. Les cycles courts : une machine trop puissante qui s’arrête et se remet en route trop souvent aura des COP et une durée de vie amoindris. Ce n’est pas le cas en chambre d’essai car les PAC sont testées sur un cycle sans interruption pendant 2 heures.
4. Les débits d’eau : si les liaisons hydrauliques n’assurent pas les débits d’eau nécessaires, la PAC voit ses rendements diminuer. Il faut donc privilégier des grosses sections de tuyaux, avec le moins de coude possible. En rénovation, veillez aussi à exiger un nettoyage des circuits de vos radiateurs, car toutes les boues accumulées dans les radiateurs ralentissent l’eau et n’assurent pas les débits d’eau suffisants pour avoir les COP théoriques.

Les consommations annexes ne sont pas prises en compte lors des mesures des COP en chambre d’essai, notamment en géothermie. Les circulateurs, qui travaillent sans interruption, peuvent plomber les bilans annuels.
Pour les PAC géothermiques, attention donc aux consommations des pompes qui font circuler l’eau jusqu’à la nappe phréatique ou dans le terrain. Ces consommations ne sont pas prises en compte dans les mesures de COP théoriques. Pourtant l’effort à fournir pour remonter plusieurs M3 d’eau par heure, d'une nappe phréatique, représente une quantité d’énergie importante. En conséquence, plus la nappe phréatique est profonde, plus les COP annuels diminuent.