Certains-es annoncent qu’une Pompe à chaleur (PAC) air/eau permet de rafraîchir l’intérieur d’un habitat.
Ils-elles ont raison… à condition de ne pas en attendre d’amélioration significative au niveau de confort.
- Attendu que depuis le 1er octobre 2026 une opération d’ampleur (55 000 PAC air/eau installées chaque année de 2026 à 2030, sous forme de package complet, incluant étude, financement, installation, entretien pendant 3 ans…) est proposée aux ménages à faible revenu…
- Attendu que nous avons vivement critiqué cette opération dans une vidéo et un article…
- Attendu que la vidéo a été largement commentée, tant pour confirmer nos critiques que pour expliquer en quoi elles pourraient être abusives, voire fausses,
… il nous est apparu nécessaire d’expliquer notre position et en quoi notre affirmation de la quasi-impossibilité d’amélioration du confort d’un habitat de la surchauffe suite à des canicules grâce à l’installation d’une PAC air/eau en substitution d’une chaudière classique, au gaz ou au fioul est juste. C’est ce que nous vous proposons dans cet article. En préalable nous rappelons ce qu’est une PAC et nous contextualisons l’opération « 55 000 PAC air/eau pour des maisons d’habitants à faible revenu ».
Principe d’une pompe à chaleur
Une pompe à chaleur (PAC) désigne une machine qui permet, grâce à l’enthalpie d’un fluide, dit « frigorigène », permet de puiser de l’énergie dans un milieu pour la restituer dans un autre milieu.
Ceci s’opère grâce à deux actions successives et bien séparées physiquement :
- la détente du fluide (initialement à l’état gazeux) qui passe alors de cet état gazeux à l’état liquide, opération dite endogène, c’est-à-dire « qui puise de l’énergie sur le milieu ambiant où elle se produit« ,
- la compression (qu’on cantonne dans un échangeur dit « condenseur ») qui, lorsqu’elle a lieu, libère l’énergie préalablement captée lors de la détente. Ce changement d’état libère donc de la chaleur dans le milieu où elle se produit, elle est de type exogène, c’est-à-dire « qui libère de l’énergie dans le milieu où elle se produit«
- important : le changement de phase endogène (évaporation) capte l’exact équivalent d’énergie dans le milieu où il se produit que le changement inverse (compression) en libère dans le milieu où il se produit.
- Le gain entre énergie consommée et énergie libérée ne relève pas pour autant d’un miracle ou d’une prise à défaut de l’affirmation disant « rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ». Le gain, car il y en a un, connu et reconnu, tient au fait que l’énergie libérée lors de la compression est plus importante que l’énergie (l’électricité) consommée par le compresseur de la PAC. Dit autrement, la compression et la détente combinées génèrent un échange qui déplace plus d’énergie d’un milieu A (l’air extérieur dans le cas présent de PAC air/eau) vers un autre milieu B (l’eau qui circule dans l’échangeur dans le cas présent de PAC air/eau) que le compresseur n’en consomme, la différence est dénommée « Coefficient de Performance« (COP).
D’autres machines captant leur énergie dans l’air existent, ce sont des PAC air/air (elles relâchent leur énergie directement dans l’air intérieur). D’autres encore existent, captant leur énergie non plus dans l’air mais dans de l’eau. On y rencontre les PAC eau/air (elles captent leur énergie dans de l’eau (puis, mare, nappe phréatique, rivière…). Ce type de PAC est rare et généralement réservé à des besoins importants en énergie de chauffage, par exemple pour de très grands volumes.
Le plus souvent ces machines puisant leur énergie dans l’eau sont de type PAC eau/eau, c’est-à-dire que l’énergie « relâchée » l’est pour chauffer de l’eau, soit pour des besoins d’Eau Chaude Sanitaire (ECS), soit pour du chauffage dans le cadre d’un réseau à eau chaude (au sol, en plafond, en murs…). L’eau de ces circuits est souvent chauffée à température modérée et cette « faible« température est compensée par des émetteurs de grandes dimensions.
Enfin le tour d’horizon ne serait pas complet si nous n’évoquions pas les PAC couplées à de la géothermie. Ces machines puisent leur énergie dans le sol ou dans des nappes contenues dans le sol. Comme toutes les précédentes, elles relâchent leur énergie soit pour des besoins d’ECS, soit pour du besoin de chauffage.
Contextualisation de l’offre PAC air/eau pour foyers à revenu modeste
Ces machines sont souvent divisées en 2 blocs séparés. L’une à l’extérieur (avec un ventilateur brassant beaucoup d’air pour augmenter le flux d’air dans lequel il sera possible de puiser de l’énergie sur sa chaleur propre) afin d’alimenter l’échange intérieur/extérieur évoqué ci-avant. L’autre à l’intérieur avec le compresseur et le condenseur. Après échange « d’énergie-chaleur » avec l’eau du circuit de chauffage (alors réchauffée) dans l’échangeur contenu dans le condenseur, cette eau est mise en circulation dans le circuit de chauffage via une pompe de faible puissance, donc faible consommation d’électricité qu’on nomme un « circulateur ».
Si tout ce qui précède est contenu dans un seul bloc, celui-ci est souvent à l’extérieur. Parfois il est à l’intérieur et il faut alors réaliser deux percements dans une paroi extérieure pour, d’une part, y puiser l’air duquel on extraiera l’énergie de l’air extérieur et, d’autre part, y relâcher l’air après extraction d’une partie de sa chaleur. Ces deux percements doivent être suffisamment écartés pour qu’une boucle d’air ne puisse pas se mettre en place entre l’un et l’autre.
Ces contraintes limitent souvent ce type de PAC et cet usage à des habitats de type maison individuelle. Il est aussi possible d’installer ces machines pour des appartements en immeubles collectifs disposant d’une chaudière individuelle. Par contre elles en sont exclues pour des appartements, même s’ils sont chauffés individuellement, lorsque les immeubles sont situés dans des zones protégées.
Enfin la description de ces machines ne serait pas complète sans aborder l’aspect bruit. En effet, un compresseur est un équipement mécanique qui, s’il est d’excellente qualité et bien protégé phoniquement, émet peu de bruit lorsqu’il est neuf, au fil des ans la situation peut se dégrader et une PAC peut alors devenir vraiment très bruyante. Si les propriétaires sont à revenu modeste la chaudière qu’on souhaite remplacer par une PAC est très généralement à eau relativement chaude, 50 °C au départ de la machine, voire plus, 60, 65 °C. Ces températures soulèvent la question du choix de la PAC. Elle doit être d’un type spécifique et conçue pour cet usage : elles sont plus chères que les PAC air/eau basiques… seront-elles retenues par les consortiums eux-mêmes retenus pour cette offre ? Rien ne nous le garantit vu le temps court (3 ans) d’engagement de maintenance et réparation… Ceci posé, même si la machine retenue le permet (alors qu’elle avait été conçue pour une température moindre), son exploitation dans des conditions au-delà de celles pour lesquelles elles ont été développées peuvent générer des problèmes. En effet, elles tournent alors plus d’heures par année, leur COP n’est plus celui annoncé et… leur durée de vie sera plus courte car le nombre d’heures avant panne ou obsolescence sera « consommé » plus vite. Ces effets délétères n’apparaîtront pas avant plusieurs années, hormis pour la consommation électrique du compresseur… Et lorsque les désordres apparaîtront… l’ensemble de l’installation sera à la charge du propriétaire (dit autrement, statistiquement, ceci se produira au-delà des 3 ans sous responsabilité du consortium qui aura pris en charge toute l’opération). Dit encore autrement, c’est l’utilisateur qui fera face aux désordres !Le circuit d’eau alimente des émetteurs, soit plancher chauffant, soit radiateurs. Si le système global est à plancher chauffant, pour des raisons sanitaires ou de confort (effet jambes lourdes, varices…), alors l’eau est à température modérée et une PAC air/eau est possible à installer et devrait parfaitement remplir son rôle… Mais le plus souvent, un plancher chauffant étant plus complexe et plus cher que des radiateurs, ce n’est pas cet équipement qu’on rencontre dans ces maisons.Par ailleurs, des radiateurs de faible dimension, étant moins cher, c’est généralement ce type de radiateur qu’on rencontre et… Qui dit radiateur de faibles dimensions dit eau plus chaude !
Cependant, et même si la contextualisation nous amène à évoquer ce sujet du chauffage l’hiver, c’est du rafraîchissement d’été que nous souhaitons traiter ici !
Rafraîchissement l’été
Nous voilà au cœur du sujet de cet article : une PAC air/eau peut difficilement servir de climatiseur ! Tout tient dans de la sémantique : rafraîchir ou climatiser ? On connaît la température « charnière » de confort ressenti face à une chaleur ambiante : aux environs de 28 à 30 °C. Ceci tient au fait que notre température de surface corporelle se situe à ce niveau « charnière » de 28 à 30 °C.
Seuil létal de la température interne d’un humain
Le maintien à un niveau correct de température interne fait partie de ce qu’on nomme l’homéostasie (pdf) (maintien d’une température interne au niveau le plus proche possible de l’idéal de ce que réclame notre métabolisme). Attendu que nous mangeons, que nous sommes exposés au rayonnement direct, il est nécessaire que notre température de surface ne monte pas trop, faute de quoi les modes de régulation via, entre autres, la vasodilatation, l’évaporation de notre sueur, l’ingurgitation de boissons ou alimentation « fraîche« , ne suffiront pas à limiter suffisamment notre température interne. Or la montée en température interne de notre corps au-delà de 41 °C devient létale.
La température idéale de l’air d’un habitat à ne pas dépasser
Dans l’idéal, il faudrait ne pas dépasser une température ambiante de l’habitat de 28 à 30 °C. Pour une chambre à coucher, il serait même souhaitable de ne pas dépasser 24 à 25 °C.
Performance énergétique de l’enveloppe de l’habitat
Compte tenu de ce qui a été développé ci-avant, vous l’aurez compris, le remplacement d’une chaudière individuelle par une PAC est, le plus souvent, cantonné aux maisons individuelles. Les maisons individuelles disposent d’une surface de paroi extérieure importante eu égard au volume habitable disponible.
Les maisons individuelles accessibles à la propriété par des foyers à revenu modeste disposent très souvent d’enveloppes extérieures assez peu performantes. Au niveau de leur toit, l’isolation est souvent très peu performante au plan déphasage car à chaleur spécifique et densité en œuvre faibles (ceci est très ennuyeux pour les maisons à comble habitables, car exposition directe à la chaleur traversant l’isolation). Leur température intérieure peut assez couramment dépasser les 35 à 36 °C, voire encore plus.
Rafraîchissement ou climatisation ?
Nous considérons que tout ce qui évite facilement la montée en température de l’habitat a été mis en place, entre autres et particulièrement l’occultation des ouvertures et la mise en place (quand c’est possible !) d’une ventilation ad hoc.
Tel que nous venons de le développer ci-avant, les maisons des foyers à revenu modeste équipées de chaudière conventionnelle, à gaz ou au fioul, peuvent atteindre facilement 35 °C intérieur, voire plus. Cette question du moyen de faire baisser leur température intérieure fait partie des questions les plus importantes avant de décider des travaux d’amélioration à réaliser.
Que permettent l’un et l’autre ?
Le rafraîchissement pourra, au mieux, faire baisser de 1 ou 2 °C la température de l’air intérieur. Il est donc illusoire d’espérer qu’un tel niveau de « correction » de la température intérieure sera suffisant pour atteindre un niveau correct de confort thermique. Nous développons ci-avant pourquoi il n’est pas possible d’espérer plus. La climatisation peut facilement permettre une baisse de température de l’ordre de 8 à 10 °C, voire plus. Si nous voulons amener ce type de maison à une température à la fois agréable au plan confort et correcte au plan sanitaire et sécurité sous l’aspect homéostasie, il faut opter non pas pour du rafraîchissement mais pour de la climatisation.
Quelles sont les contraintes majeures ?
Revenons à la contextualisation afin de tenir des contraintes et des limites des maisons pour lesquelles l’offre gouvernementale a été développée.
Contraintes climatiques
Les conditions climatiques qui génèrent de l’inconfort du fait d’une température ambiante trop élevée sont ce qu’on nomme les canicules ou, au moins, des températures extérieures élevées. Ces conditions sont propices à une présence importante de vapeur d’eau dans l’air extérieur, lequel est le même que celui de l’intérieur des habitats.
L’Humidité Relative (HR) de l’air dépend à la fois de la température de l’air et de sa teneur en eau sous forme de vapeur. Plus la température de l’air est élevée, plus l’HR sera basse… Une HR basse (inférieure à 40 ou 45 %) pour un air chaud (par exemple 35 °C) peut ainsi devenir un « faux ami ».
Pour bien comprendre, un exemple courant :
- une HR à 55 % pour un air à 20 °C correspond à 7,93 g d’eau par Kg d’air et un point de rosée à 10,7 °C.
- une HR de 35 % dans un air à 35 °C correspond à 12,35 g d’eau par Kg d’air et un point de rosée à 17,26 °C (température et taux d’HR très facilement atteints en période de canicule),
- si on fait descendre cet air initialement à 35 °C en dessous de 17,26 °C… de l’eau va se condenser !
Contraintes des échangeurs que sont les radiateurs
Nous l’avons vu ci-avant, les radiateurs sont de faible dimension, eu égard à l’énergie chaleur qu’ils devront évacuer. Leur température la plus basse possible en présence d’air ambiant à 35 °C et 35 % d’HR est de l’ordre de 18 °C sauf à voir de l’eau ruisseler des radiateurs suite à condensation sur leurs parois.
Nous sommes loin de pouvoir !
Les murs et les radiateurs sont eux-mêmes probablement aux environs de 30 à 35 °C, il va donc falloir solliciter la PAC en fonctionnement inverse de sorte à disposer d’une différence de température de maximum 35° – 18° (température en deçà de laquelle il y aurait condensation) = 17 °C. Au mieux on pourra espérer une baisse de la température de l’air de 1 à 2 °C, en tout cas pas assez pour revenir en zone de ressenti de confort !
Que serait-il possible de faire ?
Toujours en admettant que tout ce qui peut, à moindre coût, limiter la pénétration (vidéo) de la chaleur, a été fait…
Il faudrait commencer, particulièrement dans les maisons à combles habités, par isoler le toit avec des matériaux à fortes chaleur spécifique (vidéo) et densité en œuvre élevée, donc dotés d’un bon déphasage (vidéo)..
L’installation d’une PAC air/air
Le principe de la PAC air/air serait plus propice à une compensation par apport « d’air tempéré », ceci aussi bien l’hiver que l’été… Mais, attendu que le but de l’opération est, avant tout, de décarboner notre chauffage, donc de supprimer les chaudières classiques, il apparaît d’emblée que le remplacement d’un chauffage à circulation d’eau par une émission d’air « corrigé thermiquement« coûterait infiniment plus cher que d’espérer des résultats avec un remplacement simple d’une chaudière par une PAC air/eau.
L’installation de radiateurs à infrarouges
Cette solution, radiateurs électriques à infrarouges en lieu et place d’un chauffage à circulation d’eau a encore mauvaise presse ! Dommage car, alors que nous sommes en cours de tests de ces radiateurs tellement différents des tristes « grilles-pains » d’antan, nous pouvons d’ores et déjà témoigner du confort qu’ils procurent ! Nous en développerons les principes et nos constats dans des vidéos et/ou articles dans les semaines ou mois à venir.
Constats et conclusion
- Avec des limites de capacité de répondre à certaines conditions spécifiques telles que eau du circuit à trop haute température,
- avec un risque assez élevé de voir leur COP trop souvent dégradé car des machines poussées à leurs limites,
- avec une longévité possiblement limitée car une utilisation courante au-delà de ce pour quoi elles ont été imaginées et développées,
- avec une quasi certitude d’incapacité de répondre aux besoins de correction de la température intérieure l’été
Est-il sage de miser sur la technologie de PAC air/eau en remplacement d’autres systèmes pour permettre à des foyers à revenu modeste de réduire leur empreinte carbone ? Nous espérons nous tromper cependant nous pensons que non, ce n’est pas sage et que, a minima et vu l’orientation du climat, il faudra rapidement aller vers d’autres options. Pourquoi pas, tel que nous avons esquissé des pistes, ne pas y aller directement.
Pour aller plus loin
- Chronique d’une fausse piste déjà décidée : incitation pour des PAC
- Confort thermique : comment gérer la chaleur d’été ?
- Maison sans clim… proche d’Avignon !
La lettre d'information de Claude Lefrançois, alias Papy Claude
Mes fondamentaux pour des rénovations pertinentes :
l'analyse d’un Habitologue
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