La pompe à chaleur en suisse : cet équipement est-il vraiment rentable ?
1 – Introduction : pompe à chaleur en suisse
La pompe à chaleur, aussi abrégée PAC, est une bonne alternative aux chaudières à mazout, à gaz et aux chauffages électriques. La transition énergétique inclut déjà des scénarios de développement massifs des pompes à chaleur dans le parc bâti de la Suisse. Si ces scénarios sont mis en œuvre, comment évolue la consommation électrique du pays ?
À l’aide d’une pompe à chaleur, environ 80 % de l’énergie de chauffage nécessaire peut être prélevés simplement dans l’air ou dans le sol – c’est-à-dire à partir de sources énergétiques écologiques et renouvelables. Les 20 % restants de l’énergie de chauffage sont de l’électricité. Dans le cas idéal, l’électricité provient de votre propre installation photovoltaïque ! À titre de comparaison : avec un chauffage au fioul ou au gaz, 100 % de l’énergie de chauffage nécessaire provient de sources d’énergie fossiles, non renouvelables.
Voici son principe de fonctionnement :
Source : La pompe à chaleur (Agridea, 2008)
L’électricité permet d’extraire la chaleur de l’environnement et permet ainsi de chauffer un système clos. Par exemple, l’environnement peut être l’air ambiant et le système clos peut être une maison. Cette dernière est chauffée via de l’eau chaude circulant dans les radiateurs. On parle dans ce cas, d’une pompe à chaleur air-eau. La pompe à chaleur est généralement employée pour le chauffage ou l’eau chaude sanitaire. (Agridea, 2008)
2 – La pompe à chaleur : le coefficient de performance
Lorsqu’on parle de PAC, on ne parle généralement pas de rendement mais plutôt de COP (coefficient de performance). Ce dernier est défini comme la quantité de chaleur qu’on peut obtenir pour chaque kWh électrique.
On peut observer qu’une pompe à chaleur eau-eau peut atteindre des coefficients de performance de 5.0, c’est-à-dire pour 1 kWh d’électricité la pompe à chaleur produit 5.0 kWh de chaleur pour chauffer votre bâtiment. En ligne générale, pour des bonnes machines qui répondent au label PAC Système-Module, on retrouve les COP suivants:
PAC air-eau
– pour radiateurs à haute température – COP 2.7
– pour système de chauffage au sol – COP 3.5
PAC géothermique
– pour radiateurs à haute température – COP 3.6
– pour système de chauffage au sol – COP 4.5
Boiler-PAC
– pour l’eau chaude sanitaire à 55°C – COP 2.6
– pour l’eau chaude sanitaire à 65°C – COP 2.2
On comprend mieux pourquoi les chauffages électriques sont démodés avec cette nouvelle technologie. Car ces derniers atteignent au maximum un coefficient de performance inférieur ou égal à 1.
3 – L’électricité consommée des pompes à chaleur est-elle d’origine renouvelable ?
Les pompes à chaleur ont besoin d’électricité pour fonctionner. Mais d’où vient cette électricité ? Il est clair que si on dispose d’une installation photovoltaïque, une certaine part de l’électricité produite par les panneaux sera utilisée pour faire tourner la pompe à chaleur. Mais d’où vient l’électricité nécessaire pour la pompe à chaleur la nuit et surtout en hiver ? Et bien la réponse est simple, elle vient du réseau électrique et l’origine renouvelable dépend du mix électrique du moment où cette dernière soutire de l’énergie du réseau. (Elcom, 2021)
Actuellement la Suisse importe de l’électricité des pays voisins (France et Allemagne) plutôt en hiver et exporte de l’électricité en été à l’aide des barrages d’accumulation. On peut donc prendre le mix énergétique des pays voisins pour déterminer si une pompe à chaleur fonctionne avec de l’énergie renouvelable. Si l’énergie vient de France, c’est principalement du nucléaire. Pour l’Allemagne, il y a malheureusement encore beaucoup de charbon dans leur mix énergétique.
Afin de vous faire un aperçu du taux de CO2 dans le réseau européen, vous pouvez consulter ce site internet : (Émissions CO₂ de la consommation électrique en temps réel, s. d.). Néanmoins, l’émission de CO2 d’une pompe à chaleur même en hiver est toujours inférieure à celle d’une chaudière à gaz ou à mazout.
4 – Levées d’objections contre les pompe à chaleur et les contre-arguments
“Je ne peux pas installer une PAC car je n’ai pas de chauffage au sol… !”
On a bien vue qu’une PAC peut couvrir les besoins de chaleur de presque tous les bâtiments chauffés avec radiateurs. Cela pour des températures de départ de plus de 55 °C.
“Je ne veux pas installer une PAC car c’est trop bruyant, mon voisin…!”
Il y a eu une avancée majeure ces 10 dernières années dans le domaine acoustique. Cependant, une attention aux PAC d’entrée de gamme est requise. La technologie split degage un bruit en chaufferie équivalent à un réfrigérateur.
“Oui mais bon, si c’est pour importer de l’électricité sale d’Allemagne ou de France… non merci !”
Tout-à-fait. Par contre, le pétrole et le mazout est importé du monde entier, en 2018 la majeure partie provenait du Nigeria et du Kazakhstan. Les plus grands producteurs de charbon au monde sont la Chine, l’Inde et les États-Unis. Le gaz est principalement importé d’Europe, en 2019 la majeure partie venait de Russie, de Norvège et de l’UE.
https://www.20min.ch/fr/story/d-ou-vient-notre-energie-745382820470
“Oui ok, mais c’est en hiver qu’on importe le plus d’énergie… et c’est précisément en hiver que les PAC consomment beaucoup !”
Si on considère le pire des cas, dont une PAC air-eau qui travaille à -7°C et à un COP de 2, l’impact CO2 est inférieur à celui d’une chaudière à gaz ou à mazout.
PIC CO2 electricité importée : 400 g/kWh
CO2 gaz : 203 g/kWh
Consommation de chauffage avec PAC à COP 2 = 400 g/kWh / COP = 200 g / kWh.
Celui-ci est donc inférieur à l’impact pour produire la même quantité mais avec du gaz.
5 – La conclusion
La pompe à chaleur est bien plus efficiente qu’une chaudière conventionnelle. Et cette dernière utilise l’électricité comme vecteur énergétique. De plus, si elle est couplée avec une installation photovoltaïque, la pompe à chaleur consomme plus d’électricité d’origine renouvelable. Du stockage thermique est également possible, lors du pic de production solaire à midi en hiver on peut légèrement surchauffer l’habitat afin de moins consommer d’électricité la nuit.
6 – Bibliographie
Agridea. (2008). Energies renouvelables (édition française). Agridea.
Elcom. (2021). Profil de consommation. https://www.prix-electricite.elcom.admin.ch/
Émissions CO₂ de la consommation électrique en temps réel. (s. d.). Consulté 8 juillet 2021, à l’adresse http://electricitymap.tmrow.co
Morand, G., Ellert, C., & Jacquod, P. (2018). Script de Thermodynamique, Energie et techniques environnementales, Physique II.
SuisseEnergie. (2019). Pompes à chaleur Planification I Optimisation I Fonctionnement I Entretien. https://www.suisseenergie.ch/search/
Martin Borkovec / martin.borkovec@ik.me
Master Energy and Environment (HES-SO)
Entreprise : Santandrea Energie Expert
Date : 28.02.2022
