Comment choisir et installer une pompe à chaleur ?

publié le 15/06/2023 | mis à jour le 09/08/2024 | par Laurie Fouché

Pompe à chaleur, c’est quoi ?

La pompe à chaleur (PAC) est un appareil qui sert principalement à chauffer un logement ; il peut aussi remplacer le chauffe-eau de l’habitation dans certains cas. Pour ce faire, il utilise les calories présentes dans un milieu à l’extérieur du logement (air, eau ou terre) et les restitue à l’intérieur de l’habitation. Lors de son fonctionnement, la PAC ne rejette pas de gaz à effet de serre et ne nécessite pas d’utiliser des énergies fossiles, ce dispositif de chauffage est donc considéré comme propre et basé sur les énergies renouvelables (les calories présentes dans le milieu n’étant pas présentes en quantité finie). De plus, la consommation électrique d’une pompe à chaleur est faible, particulièrement comparée à des convecteurs électriques ou à une chaudière électrique. Elle n’est toutefois pas nulle, et la pompe à chaleur consomme de l’électricité pour fonctionner.

À l’intérieur, la PAC est composée soit :

• d’un appareil ressemblant à une chaudière à condensation, chaudière à gaz classique, au fioul, électrique, etc. et d’un système de radiateurs à eau alimentés par la pompe ;
• d’un appareil de type chaudière qui chauffe de l’air au lieu de l’eau. La chaleur est alors distribuée dans le logement à l’aide d’un réseau de chauffage gainable ;
• de plusieurs appareils soufflant de l’air chaud dans les pièces équipées. Ce sont souvent des blocs muraux qui ressemblent fortement à une climatisation.

Ce dispositif est également composé d’un bloc extérieur pompe à chaleur qui ressemble lui aussi à une climatisation (pour les PAC aérothermiques, les plus courantes). Il s’agit d’un caisson rectangulaire muni d’un ventilateur, généralement fixé sur un mur de la maison ou un muret.

Pompe à chaleur, comment ça marche ?

Le fonctionnement d’une pompe à chaleur repose sur l’utilisation d’un fluide caloporteur, aussi appelé liquide frigorigène ou, parfois, frigorifique. Ce fluide circule dans un circuit fermé et a la propriété de changer d’état en fonction de la température et de la pression : il est alternativement un liquide puis un gaz.

Voici comment fonctionne une pompe à chaleur :

1. le fluide caloporteur est à basse pression et à basse température lorsqu’il arrive dans l’unité extérieure ;
2. ce bloc extérieur contient un évaporateur dans lequel le fluide se réchauffe et devient gazeux ;
3. il est ensuite envoyé vers le compresseur où sa pression est augmentée, ce qui a pour conséquence d’élever encore sa température ;
4. ce gaz à haute pression et température arrive dans l’unité intérieure où il passe dans un condenseur. Il transmet sa chaleur à de l’air ou de l’eau (selon la PAC installée) qui chauffera le logement. Ce faisant, le fluide redevient liquide et froid, mais reste à haute pression ;
5. il part vers un détendeur où sa pression et sa température diminuent ;
6. le cycle peut recommencer dans l’évaporateur.

Ce fonctionnement est l’exact opposé d’un réfrigérateur, d’un congélateur ou d’une climatisation. Ces appareils refroidissent un espace et rejettent l’air chaud créé à l’extérieur. Les fabricants de pompe à chaleur ont réussi à créer des systèmes capables d’assurer les deux cycles opposés, c’est ce que l’on appelle un chauffage réversible ou une climatisation réversible, selon l’objectif principal.

De plus, il est possible d’utiliser la chaleur récupérée à l’extérieur pour chauffer de l’eau pour la consommation du ménage (bain, douche, vaisselle, etc.) plutôt que pour chauffer l’habitation. C’est le principe du chauffe-eau thermodynamique qui a l’avantage d’être très économique par rapport aux consommations électriques d’un chauffe-eau classique. Certaines PAC assurent ces deux fonctions en même temps.

Pourquoi acheter une pompe à chaleur ?

Investir dans une PAC est une bonne idée pour les personnes dont le système de chauffage est ancien, énergivore et peu efficace. Par exemple, de nombreux foyers décident d’acheter une pompe à chaleur pour remplacer une chaudière fioul, cet appareil ayant généralement toutes les caractéristiques négatives listées ci-dessus. Les anciennes chaudières gaz peuvent également laisser place à une PAC chez les personnes ayant décidé de changer d’énergie entre chauffage gaz et électricité. Les avantages de la pompe à chaleur sont nombreux :

• elle est plus respectueuse de l’environnement que les systèmes basés sur les énergies fossiles comme les chaudières basse température ou à condensation qui, bien que très performantes, fonctionnent au gaz ;
• elle consomme peu d’énergie, et permet donc de faire des économies, surtout en comparaison des consommations d’une chaudière gaz. En effet, la rentabilité d’une pompe à chaleur est généralement bonne, particulièrement lorsque son coefficient de performance énergétique est élevé ;
• elle ne fonctionne qu’à l’électricité, une personne choisissant un contrat d’électricité vraiment vert peut donc se chauffer uniquement avec des énergies renouvelables. Pour trouver l’offre d’électricité idéale, il est recommandé d’appeler un conseiller Choisir.com (service gratuit, prix d’un appel local) ;
• son installation est simple et peut s’adapter sur le réseau de radiateurs hydraulique déjà en place (monotube, bitube ou pieuvre) ou sur un chauffage au sol à eau, comme dans le cas d’un simple changement de chaudière ;
• dans un logement qui était chauffé à l’électricité jusque-là, il n’est pas obligatoire d’installer un circuit d’eau chaude, grâce à la PAC air-air. De plus, nul besoin de percer un conduit d’évacuation des fumées, il n’y a pas de combustion ;
• elle peut faire office de ballon d’eau chaude et remplacer un ancien cumulus trop gourmand en électricité ;
• certains modèles permettent de refroidir le logement en été.

Il serait cependant faux d’affirmer que la PAC est un appareil absolument parfait. Les inconvénients de la pompe à chaleur sont les suivants :

• bien que l’impact environnemental du chauffage avec une PAC soit faible par rapport à d’autres énergies, ce dispositif utilise un fluide caloporteur qui peut être néfaste pour l’environnement s’il n’est pas recyclé correctement ;
• en cas de période de grand froid, la PAC peut être insuffisante pour chauffer le logement, en particulier s’il s’agit d’un modèle air-air. Dans ce cas-là, il peut être nécessaire d’avoir un chauffage d’appoint électrique ou au bois. Une autre solution consiste à investir dans une pompe à chaleur hybride, mais il faut pour cela être raccordé au réseau de gaz ;
• certains modèles sont bruyants, en particulier l’unité extérieure. Cela peut causer des problèmes si elle est installée sur un mur donnant sur une chambre ou trop près du voisinage.

Quelle pompe à chaleur choisir ?

Il existe différents types de pompes à chaleur selon :

• le milieu dans lequel les calories sont puisées (air ou sol) ;
• la manière dont la chaleur est distribuée dans le logement (air soufflé ou circuit d’eau chaude) ;
• la ou les énergies utilisées pour son fonctionnement (électricité uniquement ou gaz en complément) ;
• les fonctions qu’elle remplit (chauffage, chauffage + eau chaude ou eau chaude uniquement).

Tous ces modèles sont détaillés ci-dessous.

Pompe à chaleur air-air

Les PAC air-air font partie des pompes à chaleur aérothermiques, car ce sont les calories de l’air extérieur qui sont valorisées. Ces modèles font partie des plus populaires, notamment parce qu’ils sont très simples d’installation et relativement abordables. Ici, aucun réseau de distribution d’eau chaude vers des radiateurs, contrairement aux logements où a été fait le choix d’une chaudière. Un bloc extérieur sert à réchauffer le fluide caloporteur et un bloc intérieur se trouve dans chaque pièce qui doit être chauffée. Le fluide frigorigène alimente toutes les unités intérieures grâce à un circuit dédié et chaque bloc souffle de l’air chaud dans sa pièce.

Un des inconvénients de ce système est qu’il est sensible aux variations de température de l’air extérieur : une température trop basse fait chuter drastiquement son efficacité. De plus, à partir de -10 ou -20 °C (selon le modèle choisi), la pompe à chaleur air-air ne fonctionne plus du tout. Pour les personnes habitant dans un lieu où les hivers sont très rudes, la PAC aérothermique n’est probablement pas la meilleure solution de chauffage. Il est alors plutôt conseillé de se tourner vers une chaudière biomasse pour les personnes décidées à se chauffer grâce aux énergies renouvelables ou des radiateurs électriques économiques, par exemple des radiateurs à inertie sèche ou fluide, pour celles qui souhaitent rester au tout électrique.

Il faut savoir qu’il existe également des PAC air-air qui utilisent l’air présent dans le logement pour chauffer l’habitation. Ce système, appelé VMC double flux thermodynamique, fonctionne ainsi :

1. l’air vicié est extrait des pièces à vivre ;
2. il est dirigé vers une pompe à chaleur où il transmet ses calories à un échangeur thermique. Il est ensuite évacué vers l’extérieur ;
3. de l’air frais est prélevé à l’extérieur puis réchauffé dans la pompe à chaleur ;
4. l’air réchauffé est insufflé dans le logement.

Il existe aussi des pompes à chaleur air-air réversibles qui servent à chauffer le logement l’hiver et à le rafraîchir en été.

Pompe à chaleur air-eau

La PAC air-eau se compose, elle aussi, d’une unité extérieure qui puise de la chaleur dans l’air extérieur, ce qui en fait un autre type de PAC aérothermique. La différence se situe à l’intérieur où les calories du fluide caloporteur sont transférées à un circuit d’eau chaude qui alimente des radiateurs hydrauliques installés dans toute l’habitation. Ce système permet également de faire fonctionner un plancher ou un mur chauffant. Pour les personnes ne disposant pas encore d’un système de chauffage central hydraulique, l’installation d’une pompe à chaleur air-eau peut se révéler complexe et coûteuse, car tous les radiateurs doivent être installés en même temps que la PAC.

Ces modèles combinent parfois chauffage du logement et production d’eau chaude sanitaire. Ainsi, pas besoin de faire installer et d’entretenir un cumulus (détartrage du chauffe-eau, purge du ballon d’eau chaude, etc.), tout se passe au niveau de la pompe à chaleur. Cependant, comme les systèmes air-air, les PAC air-eau sont sensibles au froid et un hiver particulièrement rigoureux peut nécessiter l’utilisation d’un chauffage d’appoint au gaz, électrique ou à bois.

Pompe à chaleur sol-eau

Les pompes à chaleur géothermiques récupèrent quant à elle la chaleur dans le sol plutôt que dans l’air. L’avantage principal de cette technique est que les températures du sol sont bien plus stables que celles de l’air. Une PAC géothermique peut donc fonctionner efficacement même lorsque les températures extérieures deviennent très basses. Généralement, la PAC géothermique est associée à un circuit de chauffage hydraulique : c’est ce que l’on appelle une pompe à chaleur sol-eau.

Comme les calories sont captées dans le sol, ces appareils n’ont pas d’unité extérieure munie d’un ventilateur mais un circuit de fluide frigorigène enterré. Deux options existent :

• des capteurs horizontaux qui se trouvent entre 0,6 et 1,2 m sous terre et sur une surface correspondant à 1,5 à 2 fois la surface habitable du logement. Cet espace ne peut ensuite pas être terrassé, ni planté, ni construit. Il faut donc disposer d’un grand jardin pour envisager cette possibilité ;
• des capteurs verticaux qui vont chercher la chaleur en profondeur dans le sous-sol (50 à 70 m en moyenne). Ces capteurs prennent donc bien moins d’espace, mais un forage est nécessaire pour les mettre en place. Ils peuvent aussi être utilisés pour capter la chaleur d’une nappe phréatique s’il s’en trouve une sous le terrain. Toutefois, les démarches administratives pour poser des capteurs verticaux peuvent être lourdes.

Les travaux de terrassement et/ou de forage nécessaires à la pose de ces capteurs sont complexes et coûteux. Mieux vaut donc s’assurer avant de se lancer que les ressources géothermiques du terrain sont suffisantes pour justifier l’installation d’une pompe à chaleur sol-eau.

Pompe à chaleur hybride

La PAC hybride est un système deux-en-un qui combine :

• une pompe à chaleur air-eau ;
• une chaudière à condensation ou un autre type de chaudière à haute performance. Elle fonctionne généralement au gaz naturel, mais certains modèles sont aussi compatibles avec du gaz propane en citerne.

Cet appareil fonctionne ainsi :

1. lorsque le logement a besoin d’être chauffé, le système se met en route ;
2. si les températures extérieures permettent à la PAC de fonctionner correctement, c’est elle qui chauffe le circuit d’eau ;
3. si les températures sont trop basses, la chaudière gaz prend le relais et alimente les radiateurs en eau chaude comme avec un chauffage au gaz classique.

Ce dispositif permet également d’assurer la production d’eau chaude sanitaire et, pour certains modèles, de rafraîchir la maison en été. L’avantage de la pompe à chaleur hybride est qu’elle fonctionne toute l’année, quelles que soient les conditions météo. De plus, l’utilisateur n’a pas à s’occuper de mettre en route son chauffage d’appoint : la PAC le fait pour lui en priorisant toujours l’utilisation des énergies renouvelables. Ce chauffage allie confort, simplicité d’utilisation et économies d’énergie.

Comment trouver la meilleure pompe à chaleur ?

Répondre à la question « quelle est la meilleure pompe à chaleur ? » suppose de prendre en compte les caractéristiques du logement dans lequel elle doit être installée. En effet, la meilleure PAC dans une situation ne sera pas forcément la plus adaptée dans une autre. Comme expliqué ci-dessus, le type de pompe à chaleur est à déterminer en fonction :

• du système de chauffage déjà en place ;
• de la configuration du logement ;
• du climat, particulièrement des températures hivernales ;
• de l’espace disponible à l’extérieur ;
• des ressources thermiques disponibles (géothermie, nappes phréatiques, etc.).

Une fois le type d’appareil choisi, d’autres points doivent être étudiés pour acheter la pompe à chaleur la plus adaptée à la maison, notamment :

• la puissance de la pompe à chaleur, exprimée en kW (kilowatt), tout comme il est nécessaire de choisir la puissance d’une chaudière. Cette puissance doit être adaptée à la quantité de chaleur qui doit être produite et donc à la surface habitable du logement. Si elle est trop faible, les performances sont insuffisantes en hiver et si elle est trop élevée, l’appareil risque de s’abîmer rapidement du fait de l’utilisation inadaptée ;
• le coefficient de performance énergétique de la pompe à chaleur (COP). Plus il est élevé, moins la PAC consomme d’électricité pour générer la même quantité de chaleur ;
• le Energy Efficiency Ratio (EER) ou COP froid est le coefficient de performance pour les PAC réversibles.

Pour être sûr de bien choisir sa pompe à chaleur, mieux vaut demander conseil à des professionnels de la région. Les entreprises spécialisées ont l’habitude de déterminer la puissance et le COP nécessaires dans chaque cas pour répondre aux besoins de leurs clients. De plus, ils connaissent les meilleures marques de pompe à chaleur, car ils sont aussi amenés à intervenir sur des réparations.

Enfin, le critère auquel s’intéressent le plus les ménages est bien sûr celui du prix, qui conditionne de nombreux projets de rénovation des logements.

Combien coûte une pompe à chaleur ?

Le tarif d’une pompe à chaleur dépend de nombreux critères : type d’appareil, puissance, marque, etc. Pour aider nos lecteurs à se faire une idée des montants qui peuvent être attendus, voici des fourchettes de prix.

Le coût d’une pompe à chaleur est donc relativement élevé, surtout pour les modèles les plus performants. Cependant, lorsque l’on compare l’investissement et les consommations sur plusieurs années d’une PAC avec des radiateurs économiques comme les radiateurs électriques basse consommation, l’installation d’une pompe à chaleur est rentable lorsqu’elle est bien dimensionnée et adaptée à l’environnement du logement.

Pour trouver le meilleur rapport qualité/prix, il est conseillé de demander des devis à plusieurs entreprises locales, pour pouvoir comparer les prestations et les tarifs. Dans le domaine de l’énergie et de la rénovation énergétique, il est important de faire jouer la concurrence pour éviter de payer trop cher. Il est d’ailleurs désormais possible de faire cela aussi pour les contrats d’électricité et de gaz des particuliers. Les experts énergie Choisir.com se tiennent à votre disposition par téléphone pour vous accompagner dans cette démarche et trouver l’offre la plus adaptée à votre situation.

Quelles aides de l’État pour une pompe à chaleur ?

Ces dernières années, plusieurs primes et aides ont été mises en place pour aider les Français à améliorer les performances énergétiques de leur logement. Certaines sont disponibles pour le financement d’une pompe à chaleur :

• MaPrimeRénov’, une aide pour tous les ménages dont le logement a au moins deux ans. Les montants alloués sont toutefois fixés sur condition de revenu ;
• la prime énergie, en particulier le « Coup de pouce chauffage » ;
• l’éco-prêt à taux zéro et le prêt avance rénovation qui permettent d’obtenir une avance sans passer par une banque aux taux d’intérêt parfois très élevés ;
• la TVA à taux réduit appliquée automatiquement à tous les travaux d’amélioration des performances énergétiques ;
• le chèque énergie est envoyé automatiquement aux foyers les plus modestes. Il s’agit d’une aide pour payer les factures d’énergie, mais il peut aussi être utilisé pour des travaux de rénovation énergétique, comme la pose d’une PAC.

Pour savoir quelles aides demander, dans quel ordre faire les démarches et qui contacter dans chaque cas, l’idéal est de se rapprocher d’un conseiller France Rénov’. Ce service public de la rénovation énergétique a pour but de donner des conseils de professionnels en toute indépendance et uniquement dans l’intérêt du demandeur. Attention, certaines de ces aides doivent être demandées avant d’obtenir des devis de professionnels, c’est donc par là qu’il faut commencer.

Comment installer une pompe à chaleur ?

Depuis 2015, il est interdit de poser une pompe à chaleur soi-même : la manipulation du fluide frigorigène nécessite des connaissances et compétences techniques, et seuls les professionnels sont habilités à le faire. Seule une installation réalisée par un professionnel disposant de la certification RGE est conforme à la loi et permet de bénéficier des aides financières de l’État.

Les étapes de l’installation d’une pompe à chaleur pour le particulier sont donc :

1. se renseigner sur les différentes possibilités et déterminer la plus adaptée à la maison ;
2. contacter des installateurs pompe à chaleur proches de chez soi pour demander des avis professionnels et des devis ;
3. prendre un temps de réflexion avant de choisir son artisan. En cas de doute sur la fiabilité ou la justesse des prix, il est conseillé de demander d’autres devis ;
4. signer le devis de l’entreprise choisie et la laisser réaliser les travaux.

La durée du chantier et l’étendue des travaux dépendent de la configuration du logement et des disponibilités de l’artisan. Il est important d’avoir ces informations avant la signature du devis.

Quel entretien pour la pompe à chaleur ?

Depuis 2020, il est obligatoire de faire réviser sa pompe à chaleur par un professionnel tous les deux ans si sa puissance est comprise entre 4 et 70 kW. Pour une PAC plus puissante, la révision doit être faire tous les cinq ans. Cette obligation est donc moins contraignante que l’entretien annuel obligatoire de la chaudière.

Cette tâche doit être réalisée par un professionnel certifié, et il est en aucun cas possible de s’en occuper soi-même. En moyenne, les prix constatés pour cette visite varient de 100 à 400 €.

Au quotidien, il est possible de mettre quelques actions en place pour prolonger la durée de vie de la pompe à chaleur :

• nettoyer et dépoussiérer les blocs intérieurs et extérieurs régulièrement ;
• s’assurer que rien ne bloque les unités intérieures et extérieures ;
• dégivrer et couvrir le dispositif en extérieur en hiver pour le protéger du gel ;
• en hiver, vérifier la pression dans le circuit d’alimentation des radiateurs pour les PAC air-eau ou sol-eau, comme pour la pression dans une chaudière.