Moins polluantes que les chaudières au bois ou au fioul et moins énergivores que les radiateurs électriques, les pompes à chaleur (PAC) air-eau sont, en quelques années, devenues les stars de la rénovation énergétique. Les professionnels français en ont installé 170 390 en 2020, puis 253 140 en 2021. Et les ventes ont encore augmenté de 30 % au cours de l’année 2022, selon Uniclima, le syndicat des industries thermiques, aérauliques et frigorifiques. En 2016, seulement 74 475 unités avaient été vendues.

Ce succès s’explique par le fait qu’elles permettent de chauffer l’eau en puisant les calories de l’air extérieur, ce qui en fait un mode de chauffage écologique, mais aussi (et surtout ?) car l’État a décidé de les financer massivement pour remplacer les autres modes de chauffage fossiles.

Pourquoi choisir une pompe à chaleur air-eau ?

Un fonctionnement écologique et économe en énergie

Une pompe à chaleur est un système qui utilise de l’énergie thermique provenant de l’air, de l’eau ou de la terre pour chauffer ou refroidir une maison ou un bâtiment. Dans le cas d’une pompe à chaleur air-eau, l’énergie est captée dans l’air extérieur afin de chauffer de l’eau, d’où leur nom. Le système comprend généralement une unité extérieure et une unité intérieure, reliées par des tuyaux. L’unité extérieure capte les calories de l’air extérieur et le module intérieur restitue la chaleur à l’intérieur du logement.

Le groupe extérieur est composé d’un compresseur, d’un évaporateur et d’un condenseur. Le compresseur comprime le gaz frigorigène, qui se transforme en un gaz chaud. Ce gaz chaud est ensuite détendu dans l’évaporateur, où il absorbe les calories de l’air extérieur. Le gaz froid est ensuite condensé dans le condenseur, où il restitue la chaleur à l’eau du circuit de chauffage. L’eau chaude est ensuite distribuée dans le logement par un réseau de radiateurs ou de planchers chauffants.

En résumé, une pompe à chaleur air-eau utilise une source d’énergie renouvelable, l’air, pour produire de la chaleur ou de la fraîcheur en utilisant un cycle thermodynamique. C’est donc une solution écologique et économe en énergie pour les besoins de chauffage ou de refroidissement d’un logement, car les émissions de gaz à effet de serre sont réduites par rapport aux systèmes de chauffage au gaz ou au fioul.

Ainsi, les PAC air-eau sont généralement très efficaces, car elles transfèrent les calories de l’air extérieur au fluide de chauffage plutôt que de produire de la chaleur à partir de zéro. Leur coefficient de performance (COP) est donc plus élevé que d’autres modes de chauffage. Mais si la pompe à chaleur est un mode de chauffage plutôt écologique, il n’est pas complètement vert : l’usage de fluide frigorigène est en effet polluant.

Une PAC air-eau haute température ou basse température pour le chauffage

La fonction principale d’une PAC air-eau est de produire de l’énergie pour chauffer l’eau qui alimente un plancher chauffant ou des radiateurs branchés à un circuit de chauffage central. Elle est ainsi souvent utilisée pour remplacer une chaudière fioul car elle permet de conserver les radiateurs déjà installés dans le logement. En fonction de leurs caractéristiques, vous choisirez entre :

• une PAC haute température si vous disposez de radiateurs classiques en fonte ou en acier, chauffés à 55 °C ;
• une PAC basse température qui les chauffe à 35 °C. Elle est recommandée en cas de logement très bien isolé ou situé dans un climat chaud.

Une PAC air-eau pour l’eau chaude sanitaire

Certaines PAC produisent directement de l’eau chaude sanitaire (ECS) grâce à un ballon intégré à l’unité intérieure. Plusieurs capacités sont proposées. La production d’eau chaude peut aussi être déportée si la PAC dispose d’une « option ECS ». Dans ce cas, un ballon ou un chauffe-eau thermodynamique est inséré dans le circuit de chauffage. Cette possibilité est l’un des atouts de la PAC air-eau par rapport aux modèles air-air, qui n’ont pas cette option.

Une PAC air-eau réversible pour rafraîchir le logement

Une PAC air-eau réversible peut faire circuler de l’eau froide dans le système de chauffage (planchers chauffants et rafraîchissants, ou encore radiateurs ventilo-convecteurs), mais l’efficacité de cette option est limitée. Elle rafraîchit plus qu’elle ne climatise : ne vous attendez pas à passer de 35 à 25 °C dans une pièce ! Cette impossibilité technique est l’une des principales différences entre une pompe à chaleur air-air et une air-eau. Attention, cette option de rafraîchissement ne doit pas être utilisée avec des radiateurs classiques, au risque de subir une forte condensation. Utilisez des radiateurs adaptés.

Installation d’une PAC air-eau

Les pompes à chaleur air-eau sont souvent plus chères à l’achat et à l’installation que les systèmes de chauffage traditionnels, mais sont éligibles à des aides financières, comme MaPrimeRénov’ ou le Coup de pouce chauffage. Il est nécessaire de disposer d’un espace pour installer l’unité extérieure, elles sont donc plus adaptées aux maisons qu’aux appartements.

Attention car l’unité extérieure d’une PAC air-eau peut être bruyante. Il est donc important de choisir une unité extérieure silencieuse ou de l’installer à distance de son logement… et de ses voisins !

Enfin, l’installation d’une pompe à chaleur air-eau doit être réalisée par un professionnel agréé.

Les avantages et inconvénients d’une PAC air-eau

Comment choisir une pompe à chaleur silencieuse ?

Un des points noirs des pompes à chaleur, qu’elles soient air-eau ou air-air, est leur bruit. Les conflits de voisinage qui en découlent se multiplient. Même si les contentieux ont surtout pour origine des manquements lors de l’installation, les appareils en eux-mêmes sont loin d’être silencieux. Le volume sonore de certaines unités extérieures dépasse 60, voire 65 db(A) à pleine puissance, ce qui correspond au bruit d’un aspirateur. D’où l’importance de bien choisir le lieu d’installation de l’unité extérieure, de s’assurer qu’elle est installée correctement (afin d’éviter les vibrations, par exemple), voire de prévoir une isolation phonique.

Et puisque les nuisances ne sont pas seulement sonores mais aussi visuelles (raison pour laquelle l’installation d’une pompe à chaleur air-eau nécessite une autorisation, notamment dans les copropriétés), sachez qu’il est aussi possible d’acheter en option des paravents qui s’adaptent sur certains produits.

Faut-il choisir une pompe à chaleur monobloc ou split ?

La différence principale entre une pompe à chaleur monobloc et split (ou bi-bloc) réside dans la répartition des éléments techniques entre l’unité intérieure et l’unité extérieure.

Pompe à chaleur monobloc

Une pompe à chaleur monobloc est composée d’une seule unité, généralement installée à l’extérieur du logement. Elle contient tous les éléments nécessaires au fonctionnement de l’appareil, à savoir le compresseur, le condenseur, l’évaporateur et le détendeur.

Les pompes à chaleur monobloc sont généralement moins coûteuses à l’achat que les pompes à chaleur bi-bloc. Elles sont également plus faciles à installer, car elles ne nécessitent qu’un raccordement à l’alimentation électrique et à l’arrivée d’eau.

Cependant, les pompes à chaleur monobloc sont généralement moins performantes que les pompes à chaleur bi-bloc. Elles ont également une capacité de production d’eau chaude sanitaire plus faible.

Avec un modèle monobloc, la liaison entre la PAC et les radiateurs est hydraulique : c’est meilleur pour l’environnement que la liaison frigorigène d’un modèle bi-bloc, mais cela engendre un risque de gel.

Pompe à chaleur split (ou bi-bloc)

Une pompe à chaleur bi-bloc est composée de deux unités, une unité intérieure et une unité extérieure. Cette dernière comprend le compresseur, le condenseur, l’évaporateur et le détendeur.

Les pompes à chaleur bi-bloc sont généralement plus performantes que les pompes à chaleur monobloc, car l’unité intérieure peut être située dans un environnement plus chaud et mieux isolé. Elles ont également une capacité de production d’eau chaude sanitaire plus élevée.

Cependant, les pompes à chaleur bi-bloc sont généralement plus coûteuses à l’achat et plus difficiles à installer que les pompes à chaleur monobloc à cause de la nécessité de connecter les deux unités. D’un autre côté, cela permet plus de flexibilité en termes d’emplacement.

Elles contiennent davantage de fluide frigorigène qu’un modèle monobloc : elles sont donc plus polluantes en cas de fuite.

Quelle puissance pour sa pompe à chaleur air-eau ?

Une pompe à chaleur mal dimensionnée peut entraîner une surchauffe ou une sous-chauffe du logement, ainsi qu’une diminution de son rendement et une usure prématurée des composants. Pour un dimensionnement précis, il est recommandé de faire appel à un professionnel qualifié. Ce dernier tiendra compte de tous les facteurs pertinents pour dimensionner la pompe à chaleur de manière optimale. Voici les différents critères à prendre en compte pour bien dimensionner sa PAC air-eau.

La surface habitable du logement

C’est le facteur le plus important. En moyenne, on considère qu’une pompe à chaleur air-eau de 1 kW est nécessaire pour chauffer 10 m² :

• pour une maison de 100 m², il faudra une puissance de 6 à 10 kW ;
• pour une maison de 150 m², il faudra une puissance de 10 à 15 kW.

Cependant, cette méthode est un peu simpliste, car elle ne prend pas en compte d’autres facteurs importants, tels que l’isolation du logement, le climat de la région ou les besoins en eau chaude sanitaire.

L’isolation du logement

Un logement bien isolé nécessite moins d’énergie pour être chauffé. Il est donc important de prendre en compte le niveau d’isolation du logement lors du dimensionnement de la pompe à chaleur. Une étude technique réalisée en 2022 par l’association Négawatt a montré que la substitution des chaudières à gaz par une pompe à chaleur dans des bâtiments mal isolés ne pourrait que conduire « soit à une insuffisance forte de chauffage, soit à une croissance trop forte de la pointe électrique en hiver et à un recours massif aux centrales au gaz ».

Le climat de la région

Dans les régions froides, la pompe à chaleur devra être plus puissante pour pouvoir chauffer correctement le logement. Certaines pompes à chaleur ne sont pas adaptées à des températures très basses : vérifiez cette information sur l’étiquette énergétique de l’appareil.

La France est divisée en 3 zones climatiques avec des températures extérieures de base* :

• H1 (nord et est du pays) -9 °C
• H2 (ouest et sud-ouest) -6 °C
• H3 (pourtour méditerranéen) -3 °C

* Moyenne des températures les plus basses relevées dans l’année.

Les besoins en eau chaude sanitaire

Si la pompe à chaleur doit également produire de l’eau chaude sanitaire, il faudra prévoir une puissance supplémentaire. En moyenne, on considère qu’une pompe à chaleur air-eau de 1 kW est nécessaire pour produire 30 litres d’eau chaude sanitaire par jour.

Que signifie le COP ?

L’efficacité d’une pompe à chaleur est mesurée par son coefficient de performance (COP). Le COP est le rapport entre la quantité d’énergie produite par la pompe à chaleur et la quantité d’énergie consommée par celle-ci.

Un COP élevé indique une pompe à chaleur plus performante. Un COP de 3,5 signifie que pour chaque kilowattheure d’électricité consommé, la pompe à chaleur produit 3,5 kilowattheures d’énergie thermique (là où un radiateur électrique, par exemple, consomme toujours autant d’énergie qu’il produit de chaleur et a donc un COP de 1). Plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est sobre.

Le problème, c’est que cet indice varie en fonction de la météo. Plus l’air extérieur est froid, plus la PAC peine à en extraire des calories, moins elle est efficace et plus elle consomme. Les résultats de nos tests de pompes à chaleur air-eau le montrent clairement : l’efficacité baisse lors de nos tests en climat froid, tandis que la consommation est multipliée par deux dans le meilleur des cas. Cette limite oblige parfois à installer un mode de chauffage complémentaire (radiateurs électriques ou poêle à granulés).

Les PAC sont donc à éviter dans les régions où les hivers sont rudes. Certains modèles intègrent d’ailleurs en option une résistance qui vient suppléer la PAC lorsqu’elle ne parvient pas à produire suffisamment d’énergie par elle-même. Pour les économies, on repassera !

Quelles sont les options des pompes à chaleur air-eau ?

Les pompes à chaleur air-eau peuvent être équipées de différentes options, qui peuvent accroître leur confort et leur performance.

Pompe à chaleur réversible

Les PAC réversibles peuvent non seulement chauffer le bâtiment en hiver, mais aussi le rafraîchir en été.

Chauffage d’appoint électrique

Certaines pompes à chaleur air-eau intègrent un appoint électrique pour fournir un chauffage supplémentaire lorsque les températures extérieures sont très basses. Cela assure une source de chaleur constante même par temps très froid, mais la consommation électrique en pâtit.

Production d’eau chaude sanitaire

Certaines PAC sont conçues pour chauffer l’eau destinée à un usage domestique, comme l’eau chaude pour la douche et les robinets.

Fonction connectée

La connexion à une application mobile permet de contrôler la pompe à chaleur à distance et ainsi de régler la température, interrompre la production d’eau chaude sanitaire, d’activer le mode silence, etc.

Régulation bi-zone

Certains appareils permettent de définir des zones de confort indépendantes, par exemple une zone jour régulée automatiquement et une zone nuit régulée en thermostat classique.

Quel est le budget d’achat et d’installation d’une pompe à chaleur air-eau ?

Les prix des PAC varient fortement en fonction de la présence ou non de la production d’eau chaude sanitaire (ECS), de la puissance délivrée et du coefficient de performance. En général, il faut compter entre 9 000 € et 15 000 €, installation comprise, pour un logement de 100 m² (puissance de 10 kW). Le coût de l’installation peut varier du simple au triple, il est donc important de multiplier les devis. Un tarif raisonnable pour la pose d’une PAC air-eau oscille entre 1 500 € et 3 000 €.

Quelles sont les aides disponibles lorsqu’on installe une pompe à chaleur air-eau ?

Les PAC air-eau sont éligibles à plusieurs subventions. La plus connue, MaPrimeRénov’, remplace le crédit d’impôt pour la transition énergétique (CITE) et peut atteindre 4 000 € pour les ménages aux revenus très modestes. Elle est ouverte aux propriétaires de logements construits il y a plus de 15 ans, ou depuis plus de 2 ans en cas de remplacement d’une chaudière au fioul.

Cumulable avec MaPrimeRénov’, la prime économie d’énergie (CEE) peut également atteindre 4 000 €.

Il existe aussi le Coup de pouce chauffage en cas de remplacement d’un vieux système de chauffage, qui peut atteindre 5 000 € dans certains cas. Vous pouvez enfin bénéficier de l’écoprêt à taux zéro (jusqu’à 50 000 €) et du taux réduit de TVA à 5,5 % si votre installation s’inscrit dans le cadre d’un projet de rénovation énergétique.

Il existe en outre un grand nombre d’aides locales : n’hésitez pas à vous renseigner auprès de votre mairie, de votre département, ou gratuitement auprès d’un conseiller France Rénov’.

À noter. Du fait de trop nombreuses dérives (travaux bâclés, surfacturations…), le dispositif permettant d’installer une pompe à chaleur pour 1 € a été supprimé. Si certaines aides actuelles sont cumulables, elles imposent un reste à charge de 10 % minimum pour les ménages modestes.

Une pompe à chaleur air-eau permet-elle vraiment de réduire sa facture de chauffage ?

L’économie apportée par une pompe à chaleur sur la facture d’énergie est loin d’être théorique. Prenons l’exemple d’une maison dont le besoin en chauffage est de 18 000 kWh par an.

• Avec une chaudière au gaz ayant un rendement de 80 %, il faudra utiliser 22 500 kWh de gaz, pour un coût de 2 346 € par an environ (hors abonnement).
• Une chaudière fioul au rendement de 70 % consommera 2 250 litres, soit environ 3 100 €.
• Une pompe à chaleur avec un COP de 3,5 aura besoin de 5 142 kWh d’électricité (18 000/3,5) pour délivrer la même quantité de chaleur, soit un coût de 1 131 € au tarif réglementé (hors abonnement).

Les besoins en énergie varient d’un logement à l’autre : faites appel à un chauffagiste pour évaluer au mieux les vôtres.

Dois-je demander une autorisation pour installer une pompe à chaleur air-eau ?

En posant un boîtier de climatisation ou une pompe à chaleur sur votre façade, vous modifiez l’aspect extérieur du bâtiment. Si vous habitez dans une maison individuelle, vous devez déposer une déclaration préalable de travaux (DP) auprès de votre mairie.

Si vous habitez en copropriété, l’installation doit être approuvée par les autres propriétaires, lors d’un vote réalisé en assemblée générale (AG).