Pompe à chaleur réversible : comment ça marche ?

Qu’est-ce qu’une pompe à chaleur réversible ?

Les pompes à chaleur (PAC) sont un système de chauffage et de rafraîchissement thermodynamique économique, que l’on considère comme utilisant une source d’énergie renouvelable.

Elles sont utilisées pour chauffer une ou plusieurs pièces et peuvent, lorsqu’elles sont réversibles, rafraîchir une habitation.

Selon leur type, elles utilisent les calories présentes naturellement dans l’air, l’eau ou le sol pour apporter de la chaleur ou du froid sous forme d’eau ou d’air chaud dans votre logement. L’énergie récupérée est donc gratuite, en plus d’être renouvelable !

La majorité des pompes à chaleur réversibles sont dites aérothermiques, c’est-à-dire qu’elles puisent leur énergie dans l’air. Une PAC aérothermique est composée de deux types de modules :

1. un groupe extérieur (placé au soleil et à l'abri du vent) ;
2. une ou plusieurs unités intérieures (qui varient en fonction de la nature de votre PAC : radiateur, plancher chauffant, ou encore ventilo-convecteur – ou split – mural ou au sol).

Cette solution écologique assure ainsi un confort thermique tout au long de l’année, car elle est principalement appréciée pour son système innovant deux-en-un, qui permet aussi bien de réchauffer que de refroidir son intérieur.

Comment fonctionne une pompe à chaleur réversible ?

La pompe à chaleur réversible fonctionne selon un cycle thermodynamique. Sur le même principe qu’un réfrigérateur, le circuit frigorifique d’une PAC se compose de quatre éléments principaux : l’évaporateur, le compresseur, le condenseur et le détendeur.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur réversible en mode chauffage

1. Le groupe extérieur absorbe les calories présentes dans l’air extérieur via l’évaporateur contenant un fluide frigorigène. Le fluide à basse pression est évaporé avant d’être dirigé vers le compresseur ;
2. dans le compresseur, le gaz est comprimé pour élever sa température. Il est ensuite évacué vers le condenseur ;
3. dans le condenseur (situé dans l’unité intérieure), le gaz retrouve son état liquide après avoir libéré les calories qu’il contenait. La chaleur est ainsi diffusée dans l’habitation via de l’air soufflé par les climatiseurs muraux ou de l’eau contenue dans un émetteur de chauffage ;
4. le fluide passe ensuite par le détendeur. Ce dernier abaisse la pression du fluide pour qu’il puisse de nouveau absorber l’énergie présente dans l’air extérieur et commencer un nouveau cycle frigorifique.

Fonctionnement d’une pompe à chaleur réversible en mode climatisation

Le mode climatiseur d’une pompe à chaleur réversible est quant à lui obtenu en inversant ce même cycle, grâce à la présence d’une vanne d’inversion sur le circuit qui inverse les rôles du condenseur et de l’évaporateur.

Les calories d’air chaud sont ainsi puisées dans l’air de la maison ou de l’appartement avant d’être évacuées vers l’extérieur, pour rafraîchir les pièces du logement. Dans un même temps, des calories puisées en extérieur subissent un refroidissement pour être diffusées dans la maison.

En inversant son circuit de fonctionnement, cet équipement peut donc à la fois chauffer et climatiser votre logement en fonction du besoin. C’est pour cela que l’on parle d’appareil réversible.

Quels sont les différents types de pompes à chaleur réversibles ?

Il existe deux modèles de pompes à chaleur réversibles, étant toutes deux des PAC aérothermiques : celles de type air-air et celles de type air-eau.

La PAC réversible air-air

Aussi appelé climatisation réversible, ce modèle permet de chauffer et de climatiser votre logement au cours des saisons. Il s’agit de la pompe à chaleur réversible la plus couramment installée en France.

Elles sont dites air-air, car la chaleur produite par l’équipement est redistribuée dans l’habitation via l’unité intérieure sous la forme d’air chauffé (mode chauffage) ou rafraîchi (mode clim). Ainsi, ce type de PAC ne peut pas prendre en charge la production d’eau chaude sanitaire (ECS).

L’unité intérieure peut-être :

• intégrée dans le faux plafond (on parle alors de clim gainable) ;
• installée en bas d’un mur comme un radiateur (climatiseur ou split console) ;
• accrochée au mur en hauteur (climatiseur ou split mural).

Avec une PAC air-air, il est possible d’équiper une seule pièce (on parle alors de système mono-split) ou plusieurs pièces (avec un système dit multi-split).

La PAC réversible air-eau

Dans le cas des pompes à chaleur air-eau, l’énergie est redistribuée dans l’habitation sous forme d’eau chaude (ou froide lorsqu’elle assure le rafraîchissement). La PAC peut alors être basse température ou haute température, en fonction des émetteurs du logement.

L’unité intérieure, appelée module intérieur, joue cette fois-ci le rôle de l’intermédiaire. Elle transmet la chaleur aux émetteurs présents dans la maison (radiateurs, ventilos-convecteurs ou plancher chauffant/rafraîchissant).

Contrairement à la PAC air-air, le modèle air-eau peut également assurer la production d’ECS et le module intérieur transmet alors la chaleur au système de stockage de l’eau chaude sanitaire. 

Pompe à chaleur réversible : quel prix ? Quelles aides ?

Quel prix pour une PAC réversible ?

Le prix d’une pompe à chaleur réversible est logiquement supérieur à celui d’un modèle classique. Plusieurs facteurs font varier les tarifs, dont :

• le coefficient de performance SCOP : indice classé de G à A+++ (de la pire à la meilleure performance). Il éclaire sur l’efficacité énergétique saisonnière de la PAC en mode chauffage ;
• le coefficient d’efficacité frigorifique SEER : à l’inverse du SCOP, il permet de déterminer l’efficacité frigorifique (en mode refroidissement) ;
• la difficulté d’installation et donc le besoin en main-d'œuvre ;
• les options intégrées dans la PAC : thermostat, possibilité de contrôler l’appareil à distance, purificateur d’air, protection pour le groupe extérieur, etc. ;
• la puissance de l’équipement, à choisir selon la surface à chauffer/climatiser (la puissance est calculée en kWh) ;
• le choix de la marque de la pompe à chaleur.

Ainsi, pose comprise, il faut compter un investissement moyen de 2 000 à 15 000 € pour un modèle air-air et 8 000 à 16 000 € pour un modèle air-eau. Notez que ces tarifs sont purement informatifs. Les montants augmentent selon les éléments cités ci-dessus et des modèles.

Par ailleurs, le prix ne pouvant être le même pour chauffer 100 m² et 50 m², va varier selon la superficie du logement. Main-d’œuvre comprise, il s’élève ainsi en moyenne à :

Quelles sont les aides à l’installation d’une pompe à chaleur réversible ?

Si les dispositifs comme le Crédit d’Impôt pour la Transition Écologique ou la pompe à chaleur pour 1 euro n’existent plus en 2023, d’autres subventions demeurent pour soutenir les particuliers dans leurs projets de travaux de rénovation.

Pour installer une pompe à chaleur réversible aérothermique, vous pouvez ainsi prétendre :

• à MaPrimeRenov’ : une aide à la rénovation énergétique, dégressive selon vos revenus ;
• aux primes CEE (Certificats d'Économie d'Énergie) : les fournisseurs d’énergie subventionnent les travaux d’économie d’énergie des particuliers pour récupérer des CEE. Le montant varie selon des travaux effectués ;
• à l’éco-prêt à taux zéro (éco-PTZ) : l’État propose aux propriétaires d’emprunter jusqu’à 30 000 € pour des travaux de rénovation énergétique, sans frais à rembourser ;
• au prêt Avance rénovation (PAR) : un prêt à taux fixe de 2 %, réservé aux ménages modestes et insolvables ;
• à la TVA à taux réduit : vous bénéficiez pour l’achat et l’installation de votre PAC d’un taux de TVA réduit à 5,5 %.

Quels sont les avantages et inconvénients d’une pompe à chaleur réversible ?

Les avantages d’une PAC réversible

Assurer un confort thermique toute saison grâce à une PAC réversible

La réversibilité d’une pompe à chaleur permet d’assurer à la fois les fonctions de chauffage et de climatisation, à partir d’un unique système. Votre confort thermique est donc garanti quelle que soit la saison !

D’ailleurs, certains modèles de PAC air-eau permettent aussi de produire l’eau chaude sanitaire (ECS) de votre logement pour une solution 3 en 1.

Opter pour une solution énergétiquement efficiente

On explique la faible consommation d’une pompe à chaleur par son excellent rendement, que l’on mesure à l’aide du coefficient de performance (COP).

Il indique le ratio entre l’énergie utilisée et celle produite par l’équipement : par exemple, un COP de 4 indique que 4 kWh seront produits en n’en consommant qu’un seul.

Ainsi, plus le COP est élevé, plus la pompe à chaleur est performante. Le coût de l’investissement peut être important, mais le rendement sur le long terme est très intéressant, surtout en vue de la durée de vie de la PAC.

Optimiser sa consommation d’énergie

Les modèles réversibles actuels sont majoritairement pilotables à distance depuis une application sur smartphone ou tablette. 

Depuis cette interface, vous pouvez contrôler, visualiser et programmer son fonctionnement afin d’optimiser votre consommation énergétique (baisse de la température lors de vos absences, programmation du climatiseur l’après-midi…).

Pour encore plus de flexibilité, certains équipements haut de gamme sont également compatibles avec des solutions domotiques et pilotables à la voix via un assistant vocal. 

Réduire votre impact écologique

Pour fonctionner, une PAC réversible puise dans le réseau électrique, mais à très faible dose pour produire davantage d’énergie. 

En transformant les calories présentes naturellement dans l’air, elle produit de l’énergie à partir d’une ressource renouvelable et gratuite. De plus, le rendement énergétique étant positif, l’impact sur l’environnement est d’autant plus faible comparé aux systèmes de chauffage traditionnels.

Installer une PAC en maison ancienne, pour remplacer une vieille chaudière gaz, fioul ou même électrique, permet donc de réduire l’impact environnemental d’une habitation.

Les inconvénients d’une PAC réversible

Un prix d’achat élevé

Les systèmes réversibles sont généralement plus onéreux que les versions en chauffage seul. En effet, le circuit inversé du matériel implique une technologie plus avancée et cet aspect se répercute sur le prix de l’appareil.

Par ailleurs, si les modèles air-eau sont éligibles à une multitude d’aides financières, ce n’est pas le cas des PAC air-air, trop souvent installées au sein des logements pour leur fonction de climatiseur. Elles ne sont donc éligibles qu’à la prime CEE et leur prix d’achat peut rester assez élevé.

Un rendement diminué par grand froid

En mode chauffage, les pompes à chaleur aérothermiques sont réputées pour perdre de leur efficacité par grand froid. De fait, elles peuvent perdre jusqu’à 30 % de leur rendement dès -5 °C.

Notez, en revanche, que cet inconvénient dépend grandement de la marque et du modèle. De nombreux fabricants, comme Mitsubishi, Panasonic, Atlantic ou encore Hitachi commercialisent aujourd’hui des appareils résistants aux températures extrêmes, fonctionnant parfois jusqu’à -25 °C.

Toutefois, si votre matériel ne résiste pas aux pics de froid, alors vous devrez investir dans une solution d’appoint (poêle à bois, chauffage d’appoint électrique…) pour assurer votre confort thermique. Privilégiez les dispositifs basse consommation pour ne pas voir votre facture exploser !

Un fonctionnement à l’année

La réversibilité d’une pompe à chaleur implique un fonctionnement annuel, à l’inverse d’une solution classique qui ne marche que l’hiver, pour chauffer un logement.

Ainsi, ce type d’équipement est considéré comme moins écologique, car plus énergivore sur la durée.

Une solution de chauffage bruyante

Les unités extérieures peuvent être bruyantes, voire provoquer des nuisances sonores pour vous ou votre voisinage.

Rassurez-vous cependant, car les fabricants proposent aujourd’hui des solutions de plus en plus silencieuses. Avec une marque haut de gamme, comme Daikin, Auer ou encore Saunier Duval, vous pourrez même ne plus remarquer la présence de la PAC !

Récapitulatif des avantages et des inconvénients

FAQ : vos questions sur les pompes à chaleur réversibles

Quelle est la différence entre un climatiseur et une pompe à chaleur réversible ?

Grâce à son système deux-en-un, la pompe à chaleur permet de chauffer votre logement en hiver et de le rafraîchir en été. Selon vos besoins en froid, vous avez la possibilité d’opter pour un autre système, toutefois moins écologique : la climatisation.

Vous hésitez entre les deux installations ? Voyons leurs principales caractéristiques.

Pourquoi installer une pompe à chaleur réversible ?

Cet équipement vous fait bénéficier de plusieurs avantages :

Quels sont les inconvénients d’une pompe à chaleur réversible ?

L’installation d’une pompe à chaleur est encadrée par la loi, notamment en raison de potentielles nuisances sonores. D’autres inconvénients peuvent être soulignés :

les prix d’installation peuvent grimper facilement. Pour obtenir un service au meilleur rapport qualité/prix et faire des économies, n’hésitez pas à réaliser plusieurs demandes de devis et faire jouer la concurrence. Notez qu’un devis est gratuit et sans engagement.

1. • Performances : 
     • les PAC permettent un rafraîchissement du logement (baisse de la température intérieure selon la température extérieure) ;
     • la clim joue sur le refroidissement des pièces (maintient d'une température donnée au sein de l’habitat).
   • Avantage principal :
     • la PAC est une solution économique et écologique, qui fonctionne à partir d’énergies renouvelables ;
     • la climatisation assure un meilleur confort thermique lors de fortes vagues de chaleur.
   • Inconvénient principal :
     • le coût d’achat et d’installation d’une pompe à chaleur peut être élevé, malgré un bon retour sur investissement ;
     • le climatiseur électrique est un appareil énergivore et plus coûteux en fonctionnement.
   • une double fonctionnalité avec un seul appareil, pour une performance thermique hiver comme été ;
   • nécessite peu de travaux d’adaptation lors de l’installation (en majorité compatible avec les équipements déjà présents dans l’habitation, comme une vieille chaudière ou un plancher chauffant) ;
   • des économies d’énergie : en réduisant la consommation électrique pour le chauffage grâce à l’utilisation de ressources naturelles inépuisables et gratuites. Votre facture se réduira à vue d’œil ;
   • un impact environnemental limité : c’est une solution idéale pour réduire le CO2 produit pour le chauffage de nos habitations.
   • dans certaines régions, la capacité de chauffage de votre équipement ne sera pas suffisante. Il sera nécessaire d’utiliser un chauffage d'appoint ;
   • installer l’équipement dans une maison mal isolée risque de ne pas avoir d’impact. Dans ce cas, il est recommandé de commencer par des travaux d’isolation pour supprimer les déperditions thermiques et optimiser le fonctionnement de la PAC. Une visite technique sera effectuée en amont pour bien dimensionner la pompe à chaleur (connaître la puissance nécessaire) ;