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La pompe à chaleur fait partie des nouveaux modes de chauffage efficaces, propres et écologiques. Si vous envisagez d’installer une pompe à chaleur chez vous pour réduire votre consommation d’énergie, il est cependant indispensable de choisir un modèle adapté à la configuration de votre logement afin d’optimiser son efficacité et de réduire vos factures énergétiques. Quelle puissance est nécessaire pour qu’une pompe à chaleur fonctionne de façon optimale ? Quels sont les différents critères à prendre en compte ? Quelle est la formule de calcul selon la surface ? Voici ce qu’il faut savoir pour réussir le dimensionnement de sa pompe à chaleur.
Comment fonctionne une pompe à chaleur ?
Une pompe à chaleur (PAC) est un dispositif de chauffage permettant de convertir les calories présentes dans l’air extérieur ou dans le sol en énergie renouvelable afin d’alimenter un système de chauffage intérieur, comme des radiateurs ou un parquet chauffant. Il existe 3 types principaux de pompes à chaleur :
- Air/eau (restitution de la chaleur par un chauffage à eau);
- Air/air (restitution de la chaleur par ventilation)
- Géothermique (chaleur provenant du sol et restituée dans des radiateurs à eau).
Malgré l’utilisation d’une énergie totalement renouvelable et sans aucun combustible fossile, le fonctionnement d’une PAC nécessite une alimentation en électricité qui est une source de dépenses énergétiques. Pour réaliser des économies considérables sur le long terme, il convient alors de maximiser le coefficient de performance énergétique (COP) de votre appareil pour augmenter autant que possible le ratio entre l’utilisation d’électricité et la quantité d’énergie produite.
Pourquoi le choix de la bonne puissance est-il important ?
Avant d’installer une pompe à chaleur, il est nécessaire de calculer au préalable le bon dimensionnement c’est-à-dire le niveau de puissance adapté à vos besoins. Une pompe sous-dimensionnée ou surdimensionnée générera des dépenses supplémentaires et ne permettra pas de chauffer votre logement correctement. Trouver la puissance adéquate est ainsi indispensable pour réaliser des économies d’énergie tout en permettant un niveau de confort adéquat.
Si la puissance de votre PAC est insuffisante, vous devrez alors investir dans un appareil de chauffage secondaire l’hiver qui va alors augmenter vos dépenses énergétiques globales. Si elle est trop puissante à l’inverse, elle engendrera une consommation d’énergie excessive, des frais plus élevés ainsi qu’une usure prématurée des différents éléments qui la composent. Vous pouvez suivre ce lien pour tout savoir sur les PAC et sur leur fonctionnement.
Enfin, notez que les PAC qui ont plus de 2kg de fluide frigorigène, donc des appareils de forte puissance, doivent recevoir un entretien bisannuel. Le prix d’un entretien de pompe à chaleur peut aller de 90€ à 220€.
Quels sont les éléments à prendre en compte pour déterminer la puissance de la PAC ?
L’identification précise des besoins de votre foyer en matière de chauffage va consister en une analyse de vos habitudes de consommation ainsi qu’en une étude de votre consommation habituelle d’énergie, à partir notamment de vos factures d’électricité et du niveau d’isolation thermique. L’objectif est alors de mesurer le niveau de déperditions thermiques du logement pour pouvoir calibrer la pompe à chaleur.
Divers critères seront ensuite pris en compte pour déterminer la puissance optimale d’un chauffage :
- La taille et la configuration du logement à chauffer ;
- Le type de radiateur servant à restituer la chaleur qui doit être adapté au dimensionnement de la PAC. Les radiateurs à basse température seront par exemple moins exigeants que les radiateurs compacts qui nécessitent une température d’au-moins 50° pour fonctionner ;
- La température interne désirée et donc le niveau de confort souhaité ;
- La qualité de l’isolation thermique : une mauvaise isolation nécessite un calibrage particulier avec une pompe à chaleur plus puissante. Des travaux d’isolation préalables à l’installation sont quoiqu’il en soit souvent préférables ;
- La localisation géographique et particulièrement le climat de la région qui en plus de conditionner les besoins en chaleur va influer sur le rendement de l’équipement. La présence régulière de gel nécessite également un dimensionnement plus important et une option dégivrage automatique.
- Le nombre de personnes occupant le logement.
Une fois ces données prises en compte, un professionnel peut alors vous fournir un devis adapté aux besoins spécifiques du logement.
Le calcul de la puissance idéale pour une pompe à chaleur
Pour déterminer la puissance idéale d’une pompe à chaleur (PAC), il convient de prendre en compte 3 critères :
- Le volume total à chauffer du logement (V) exprimé en m3 et obtenu en multipliant la hauteur sous plafond par la surface habitable ;
- Le coefficient de déperdition énergétique (utilisé dès 1974 dans le cadre de la première règlementation thermique en France, crée à la suite du premier choc pétrolier de 1973) encore appelé coefficient de construction (C) du bâtiment qui est généralement mentionné dans le diagnostic de performance énergétique (DPE) du logement. A défaut, il convient de se référer au tableau suivant qui mentionne des indicateurs de qualité d’isolation selon les normes utilisées pour la construction du bâtiment :
| Type d’isolation du logement | Coefficient de construction C |
|---|---|
| Logement construit aux normes RT2012 | 0,7 |
| Logement construit aux normes RT2005 | 0,75 |
| Logement construit aux normes RT2000 | 0,85 |
| Logement avec une bonne isolation | 1,1 |
| Logement avec une mauvaise isolation | 1,3 |
| Logement avec une très mauvaise isolation | 1,6 |
- Le delta de température intérieur / extérieur (T) qui mesure l’écart entre une température intérieure confortable estimée à environ 21° et une température extérieure qui dépend elle du climat de la zone d’habitation. En France, 3 zones sont généralement retenues pour tenir compte de ces spécificités climatiques à savoir :
- La région Nord-Est correspondant aux zones classées H1a, H1b et H1c avec un écart T = -9°;
- La région Centre-Ouest se rapportant aux zones classées H2a, H2b, H2c et H2d avec un écart T de -6°;
- La région Corse et le pourtour méditerranéen qui correspond à la zone H3 avec un écart de -3°.
Le calcul de la puissance nécessaire pour une pompe à chaleur suit alors la formule suivante : P = VxCxT.
Exemples de calcul de la puissance d’une PAC
Pour mettre en application cette formule de calcul, prenons un premier exemple.
Exemple pour une maison de 100m²
Pour une maison de 100m² avec les caractéristiques suivantes :
- Maison de 250m3 soit une surface habitable de 100m² et une hauteur sous plafond de 2,5m ;
- Située à Lille donc en zone climatique Nord-Est avec un delta de température T égal à -9° ;
- Construite à partir des normes de la réglementation thermique RT2005, soit un coefficient de construction C de 0,75 et chauffée à une température de 21° :
La puissance de pompe à chaleur nécessaire pour cette maison de 100 m² est donc la suivante : 250 x 0,75 x (21 – (-9)) = 5 625 watts soit 5,625 kW.
Pour venir à bout des déperditions constatées, la pompe à chaleur devra donc disposer d’une puissance au moins égale à 5,625 kW afin de combler les besoins énergétiques du logement en toute saison.
Exemples en fonction de la surface habitable
Pour une même configuration (maison avec une hauteur sous plafond de 2,5 m située en région Nord-Est, construite avec la RT2005 et pour une température intérieure de 21°) avec une surface habitable différente, la puissance de PAC nécessaire sera la suivante :
| Surface habitable | Puissance nécessaire |
|---|---|
| Pour une maison de 100 m² | 5 625 watts |
| Pour une maison de 120 m² | 6 750 watts |
| Pour une maison de 150 m² | 8 437 watts |
| Pour une maison de 160 m² | 9 000 watts |
| Pour une maison de 200 m² | 11 250 watts |
Exemples avec une autre configuration
Prenons l’exemple d’une nouvelle configuration totalement différente pour un logement avec une hauteur sous plafond 2,80 m situé cette fois à Nice (en zone H3) avec une mauvaise isolation et une température intérieure optimale de 20° :
| Surface habitable | Puissance de PAC nécessaire |
|---|---|
| Pour une maison de 100 m² | ((100 x 2,3) x 1,3 x (20 - (-3)) = 6 877 watts |
| Pour une maison de 120 m² | 8 252 watts |
| Pour une maison de 150 m² | 10 315 watts |
| Pour une maison de 160 m² | 11 003 watts |
| Pour une maison de 200 m² | 13 754 watts |
En conclusion, la configuration d’une pompe à chaleur dépend de différents facteurs qui doivent absolument être pris en compte pour qu’elle puisse fournir un confort optimal à l’habitation sans pour autant consommer trop d’énergie. Pour vous faire assister dans ce calcul, vous avez également la possibilité de faire appel à un diagnostiqueur professionnel à même de procéder à un bilan thermique de logement.