Grâce à l’utilisation majoritaire d’une énergie renouvelable et gratuite, installer une pompe à chaleur (PAC) permet de réduire les factures de chauffage. Mais jusqu’à quelle température fonctionne une PAC ? Reste-t-elle économique lorsque les températures sont basses ? On fait le point !

En résumé :

Les pompes à chaleur aérothermiques, de type air-eau ou air-air, sont celles sensibles au climat extérieur. Plus les températures baissent, plus la récupération des calories en extérieur consomme d’énergie, résultant en une hausse de la consommation électrique de la pompe à chaleur.

Pour un fonctionnement qui reste économique quand il fait froid, il faut :

  • bien choisir la puissance de la PAC et sa technologie ;
  • privilégier les équipements adaptés aux climats extrêmes si vous vivez dans une région où les hivers sont très froids ou associer la PAC à un chauffage d’appoint type poêle à bois ou cheminée ;
  • réaliser son entretien au moins tous les deux ans.

La pompe à chaleur a-t-elle une température limite de fonctionnement ?

Puisqu’elles puisent une partie de leur énergie dans l’air, l’efficacité énergétique des pompes à chaleur aérothermiques dépend en partie de la température extérieure.

Comment fonctionne la PAC aérothermique ?

Avant toute chose et pour comprendre ce principe, sachez que les pompes à chaleur air-eau et air-air sont composées de deux unités :

  1. l’une placée en extérieur pour capter les calories de l’air ambiant ;
  2. l’autre placée en intérieur pour y diffuser la chaleur produite.

Le saviez-vous ?

Il existe des PAC sans groupe extérieur. Moins performantes, elles permettent néanmoins les installations dans les zones où la pose d’une unité extérieure ne serait pas permise.

Puisqu’elles fonctionnent sur le même principe, la différence entre les deux modèles réside dans leur mode de distribution. Alors que la PAC air-air souffle l’air dans le logement via un ou plusieurs splits (unités intérieures de ventilation), la PAC air-eau transmet la chaleur au circuit d’eau de chauffage puis aux radiateurs et permet aussi de produire de l’eau chaude sanitaire (ECS).

Pour réchauffer les calories pompées dans l’air, du fluide frigorigène circule dans les liaisons hermétiques qui relient les deux unités. Il s’agit d’un fluide caloporteur, qui absorbe les calories de l’air sous sa forme liquide avant d’être compressé pour passer à l’état de gaz et les réchauffer.

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Installer une pompe à chaleur

La plage de fonctionnement d’une pompe à chaleur

Ce mécanisme thermodynamique explique la haute efficacité énergétique de la pompe à chaleur et son rendement élevé, qui permet de réaliser des économies de chauffage.

Seulement, plus les températures extérieures sont basses, plus le rendement énergétique de la PAC diminue ! À titre d’exemple, un modèle standard peut perdre 30 % de rendement dès -5 °C.

Pour cette raison, les fabricants communiquent la plage de fonctionnement de leurs appareils. Celle-ci indique les températures minimales et maximales auxquelles la PAC peut fonctionner correctement.

Au-delà des températures indiquées par le constructeur, la PAC continuera de produire du chauffage, mais le groupe extérieur aura plus de difficulté à récupérer des calories dans l’air, au prix d’une hausse de la consommation électrique de la PAC.

De manière générale et à moins que le dimensionnement de la PAC ne soit adapté aux climats extrêmes, une pompe à chaleur fonctionne normalement jusqu’à -5 °C extérieurs environ. Une PAC réversible, qui fournit également de la climatisation, pourra produire de la climatisation jusqu’à plus de 45 °C selon le modèle.

Choisir un équipement adapté

De plus en plus de fabricants commercialisent des appareils adaptés aux climats extrêmes. C’est par exemple le cas des marques Daikin, Mitsubishi, Hitachi, Atlantic ou Panasonic, dont les PAC air-eau et air-air fonctionnent jusqu’à -28 °C selon le modèle !

Impact du froid sur la pompe a chaleur

Température négative : quel impact pour ma pompe à chaleur ?

Une efficacité énergétique diminuée par grand froid

Vous l’aurez compris : à moins d’être dimensionnées pour l’occasion, les pompes à chaleur sont plus performantes en climat tempéré.

Cela ne signifie pas qu’elles cessent de fonctionner en dessous de 0 °C, mais que la consommation d’électricité du système sera plus élevée pour vous apporter un bon confort thermique, résultant en un fonctionnement moins économique.

Là encore, la quantité d’électricité consommée va dépendre de l’équipement et de son coefficient de performance (COP), qui dépend lui-même de sa puissance.

Utilisé pour indiquer le rendement d’une PAC, le COP mesure la quantité de chaleur produite avec 1 kWh d’électricité. Par exemple, un COP de 3 indique qu’en consommant 1 kWh d’électricité, 3 kWh de chaleur sont produits.

Exemple :

Dans leurs fiches techniques, les constructeurs indiquent généralement un COP mesuré à +7/35 °C et un autre, à -7/35 °C. Il s’agit d’un bon indicateur pour connaître l’efficacité par en dessous de 0 °C.

Par exemple, la PAC Altherma 3 H de Daikin indique, pour une puissance de 11 kW, un COP de 4,73 à +7/35 °C, qui descend à 2,72 une fois mesuré à -7/35 °C. Malgré une perte de performance, elle continue de générer 1,72 kWh d’énergie thermique gratuite. 

Une unité extérieure qui gèle par grand froid

Il peut également arriver que la pompe à chaleur givre en hiver, lorsque l’écart de température entre l’extérieur et l’intérieur est trop important. De fait, la chaleur rejetée par le système crée de la condensation, qui peut geler au niveau des bouches d’évacuation du groupe extérieur en hiver.

Pas de panique cependant : les PAC intègrent une fonction de dégivrage, qui s’active automatiquement ou manuellement selon les modèles. Une légère hausse de consommation peut survenir durant l’opération, mais reviendra à la normale dès le cycle de dégivrage terminé.

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Proteger sa pompe a chaleur du froid

Comment garantir à sa PAC de fonctionner par température négative ?

Choisir un équipement adapté

Pour les logements situés en régions froides, la PAC air-air n’est pas recommandée. On privilégia plutôt un modèle air-eau haute température (HT) plutôt que basse température (BT), qui intègre une résistance électrique d’appoint pour prendre le relais par grand froid.

La pompe à chaleur hybride, associée à une chaudière gaz à condensation, peut aussi être une bonne solution. La PAC est priorisée, mais la chaudière prend le relais pour produire du chauffage lorsque le système juge cela plus économique.

Enfin, si vous vivez dans une zone aux hivers très froids, privilégiez un modèle adapté aux climats extrêmes, pouvant fonctionner à -20 °C, voire plus selon les fabricants.

Choisir un équipement à technologie Inverter

Les PAC avec technologie Inverter bénéficient d’une consommation réduite, car mieux maîtrisée, mais aussi d’une durée de vie allongée et d’un niveau sonore plus silencieux.

Associer la PAC à un chauffage d’appoint

Autre solution : associer sa pompe à chaleur à un chauffage d’appoint économe en énergie. Une cheminée, un poêle à bois ou un poêle à granulés sont de bons exemples pour rester au chaud sans pousser la puissance de sa PAC au maximum.

Confier son projet à un installateur compétent

La meilleure manière d’assurer le bon état de marche d’une pompe à chaleur est de confier son installation à un installateur professionnel.

Après l’étude thermique de votre habitation (isolation, localisation, nombre d’habitants, besoin en eau chaude sanitaire…), il vous aidera à déterminer le système le plus adapté à vos besoins et vous conseillera :

  • une puissance de PAC adaptée à la taille de la maison, celle-ci ne pouvant être la même pour chauffer 100 m², 120 m² ou 200 m² ;
  • un emplacement adéquat pour l’unité extérieure (évitez de l’installer en hauteur, ou il fait plus froid et privilégiez un endroit abrité, mais bien ventilé) ;
  • un appareil performant pour favoriser les économies d’énergie ;
  • des réglages adaptés à vos besoins en chauffage.

Être éligible aux aides de l’État

Choisir un installateur certifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement) vous permettra d’accéder aux aides de l’État pour la rénovation énergétique :

  1. MaPrimeRénov’ (qui remplace le CITE) et MaPrimeRénov’ Sérénité ;
  2. la prime CEE et sa version bonifiée, la Prime Coup de Pouce chauffage ;
  3. la TVA à taux réduit (10 % sur les travaux d’installation d’une PAC air-air et 5,5 % sur l’achat et la pose des PAC air-eau) ;
  4. l’éco prêt à taux zéro (éco-PTZ) ;
  5. le Prêt Avance Rénovation (PAR) ;
  6. les aides locales, selon la commune.

Cumulables pour certaines, ces aides permettent de réduire le prix de la pompe à chaleur. Mais attention aux arnaques : il n’est plus possible d’installer une PAC pour 1 € en 2024, car la réglementation impose un devis avec un reste à charge minimal de 10 % pour le particulier !

Opter pour la géothermie

À l’inverse des systèmes aérothermiques, la pompe à chaleur géothermique (sol-eau ou eau-eau) puise son énergie dans le sol ou les nappes phréatiques.

Son rendement est ainsi peu impacté par les températures extérieures, puisque la température des sous-sols et points d’eau souterrains ne varie que très peu, restant stable toute l’année, aux alentours de 10 à 14 °C.

C’est donc la technologie idéale pour installer une PAC en région climatique froide, en termes de rendement. Cependant, ces appareils demandent de lourds travaux d’installation, qui représentent un coût élevé et expliquent pourquoi ce type de PAC est peu installé en maison ancienne, pour la rénovation énergétique.

Des capteurs doivent en effet être enfouis dans le sol, à l’horizontal ou à la verticale, pour y puiser les calories. Un forage doit ainsi être réalisé, ce qui demande également de disposer d’un terrain de taille suffisante et fait grimper le devis.

FAQ sur la température limite de fonctionnement pour une pompe à chaleur

Est-ce qu’une pompe à chaleur cesse de fonctionner en dessous de 0 °C ?

Non, une PAC ne cesse pas de fonctionner en dessous de 0 °C, mais peut perdre en performance et consommer davantage d’énergie selon le modèle installé et la rudesse de l’hiver.

Les PAC air-air et air-eau, par exemple, perdent 30 % de rendement dès -5 °C, mais continuent de fournir le logement en chauffage, seulement de manière moins économique.

À savoir qu’il existe des équipements conçus pour fonctionner par grand froid, certains permettant même d’assurer la production de chaleur à -20 °C ou plus !

Toutes les PAC perdent elles en performance lorsqu’il fait froid ?

Non, seules les pompes à chaleur aérothermiques sont sensibles aux températures négatives. La PAC géothermique (de type sol-eau ou eau-eau), assure un rendement constant en hiver, puisqu’elle puise son énergie dans le sol ou les nappes phréatiques, qui conservent une température constante (entre 10 et 14 °C environ) toute l’année.

Comment protéger sa pompe à chaleur du froid ?

Pour éviter les dysfonctionnements en hiver, il est recommandé de bien réaliser l’entretien de sa pompe à chaleur. Obligatoire au moins tous les deux ans, il permet de vérifier la pression de l’appareil, l’étanchéité de ses liaisons frigorifiques, et de procéder au remplacement de pièces défectueuses si besoin pour allonger sa durée de vie. 

Il est également important de bien choisir l’emplacement de l’unité extérieure lors de l’installation, qui doit être confiée à un installateur professionnel. Évitez par exemple de la placer en hauteur et privilégiez les endroits abrités, mais bien ventilés, quitte à l’équiper d’une protection pour pompe à chaleur.

Camille Grau
Camille Grau

Rédactrice experte rénovation énergétique

Camille rejoint Hello Watt après un Master en Rédaction Professionnelle. Sensible aux sujets écologiques, elle vous aide à vous tourner vers une consommation responsable qui fait du bien au portefeuille et à la planète !