Les pompes à chaleur peuvent constituer un outil de maîtrise de la demande d’électricité, à condition de répondre aux exigences de qualité. Dans le 6ème point de son bilan des Enr, l’Ademe détaille les caractéristiques à attendre de cette technologie.
Enjeux
Une pompe à chaleur (PAC) est une machine thermodynamique qui transfère de l’énergie thermique d’une source froide vers une source chaude. En mode chauffage, la PAC prélève de la chaleur du milieu environnant (dans l’air, le sol ou dans l’eau) et la restitue dans le logement à un niveau de température plus élevé, adapté au chauffage.
Les PAC sont aussi pour la plupart, réversibles, c’està- dire qu’elles peuvent, par inversion de leur cycle de fonctionnement, prélever de la chaleur dans un bâtiment, et donc le rafraîchir, et rejeter cette chaleur à l’extérieur, dans le milieu environnant. Aujourd’hui, la majorité des PAC sont à compresseurs entraînés par moteur électrique (95% du marché français). Les éléments indiqués ci-après concernent ce type de machine.
Il existe deux grands types de pompes à chaleur à compression : les PAC géothermiques et les PAC aérothermiques. Les PAC géothermiques puisent la chaleur dans le sol ou dans l’eau (nappes phréatiques, ou plus rarement lacs, rivières ou mer). Les PAC aérothermiques puisent, quant à elles, la chaleur dans l’air (extérieur ou extrait du logement).
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Impact environnemental
Maîtrise de la demande en électricité
Sous certaines conditions, les PAC permettent un gain de consommation énergétique par rapport
aux solutions de chauffage à combustibles fossiles, explique l’Ademe. On peut par exemple montrer qu’un système de chauffage par PAC, comparé à une solution avec chaudière gaz à condensation, conduit à des économies en énergie primaire dès lors que le Coefficient de Performance de la PAC (COP) indiqué par le constructeur (et mesuré en centre d’essai selon des normes) est au minimum de 3, que la machine est correctement dimensionnée et mise en œuvre et bénéficie d’une maintenance régulière.
Lorsqu’une PAC vient en remplacement d’un chauffage électrique direct à effet Joule, le gain en énergie primaire, est d’autant plus évident. De plus, ce gain s’accompagne d’une réduction de la puissance appelée sur le réseau.
Réduction des émissions de gaz à effet de serre
L’impact sur l’effet de serre des PAC résulte de l‘émission du fluide frigorigène présent dans celles-ci (généralement lorsque l’installation, arrivée en fin de vie, doit être éliminée et vidée du fluide qu’elle contient) et, de manière prépondérante, de l’électricité nécessaire à son fonctionnement (dont la fabrication s’accompagne d’émissions de CO2).
En considérant l’ensemble de ces effets, les calculs montrent qu’une PAC permet de réduire d’un facteur de 1,5 à 4 les émissions de CO2 nécessaires au chauffage d’un logement par rapport à un système de chauffage à combustible fossile. Ceci est particulièrement vrai en France où le contenu en CO2 du kWh électrique pour l’usage chauffage est faible (180 g de CO2 par kWh), mais cela reste vrai également pour des contenus beaucoup plus élevés et explique l’engouement général pour les PAC en Europe.
Développements
PAC et rafraîchissement
Les PAC sont en général réversibles (+ de 90% des ventes) et peuvent donc conduire à des consommations d’énergie électrique supplémentaires en été à des fins de rafraîchissement. Les campagnes de mesure réalisées sur site montrent cependant que l’utilisation de cette option reste limitée et concerne des durées faibles (une quinzaine de jours par an) avec une consommation électrique en général modérée (de l’ordre de 500 kWh par logement équipé), bien en deçà des gains énergétiques réalisés sur la saison de chauffage.
Par ailleurs, l’Ademe rappelle qu’il existe de nombreuses autres solutions à privilégier permettant
d’éviter le rafraîchissement actif. Si toutefois celui-ci est inévitable, il convient d’en minimise l’importance en réduisant les charges thermiques du bâtiment par un travail sur l’isolation et la mise en place de protections solaires.
D’un point de vue énergétique, il lui paraît préférable lorsque la fonction rafraîchissement est utilisée, de disposer d’un système réversible centralisé par PAC, plutôt que de recourir à des climatiseurs mobiles ou des systèmes individuels achetés dans l’urgence en grande distribution.
Production d’eau chaude sanitaire
Les PAC peuvent également participer à la production d’eau chaude sanitaire. Il existe alors deux possibilités :
- La PAC qui assure le chauffage de la maison dispose également d’une fonction de production d’ECS. L’eau est alors chauffée par la PAC avec un complément éventuel assuré par une résistance électrique, notamment quand la PAC est à l’arrêt, hors période de chauffage.
- Une PAC indépendante, dédiée à la production d’ECS et appelée chauffe-eau thermodynamique, est utilisée. Elle fournit alors l’eau chaude sanitaire toute l’année. Enfin, si l’eau chaude sanitaire ne peut être produite par un système de PAC, il peut être nécessaire d’installer un système indépendant qui assurera cette fonction. Il peut alors s’agir par exemple d’un cumulus électrique, ou de façon préférable d’un chauffe eau solaire. La production d’ECS est un point à étudier avec soin, notamment lorsque la PAC vient en substitution d’une chaudière qui assurait à la fois le chauffage des locaux et la production d’eau chaude sanitaire.
Avis de l’Ademe
L’Ademe soutient le développement des pompes à chaleur car ce sont des systèmes qui valorisent l’énergie disponible puisée dans l’environnement immédiat, renouvelable car provenant en majorité du flux thermique solaire.
La contre partie reste l’utilisation d’électricité dont l’impact peut être minimisé, à partir du moment où l’on encourage l’utilisation de PAC performantes – limitant de ce fait leur consommation d’énergie électrique – et le recours aux énergies renouvelables pour produire de l’électricité.
Dans un souci de bonne performance énergétique, l’Ademe préconise l’utilisation de machines ayant un COP supérieur ou égal à 3,5.
L’Ademe rappelle que les systèmes de chauffage par PAC ne supportent pas la médiocrité de conception et de mise en œuvre. Elle recommande la charte qualité QualiPAC de l’AFPAC (Association Française pour les Pompes A Chaleur) qui définit un certain nombre d’engagements de qualité que l’installateur adhérent s’engage à respecter. L’Agence soutient, par ailleurs, les travaux visant à faire progresser l’appellation QualiPAC vers une certification européenne.
L’Agence environnementale rappelle que si les PAC peuvent constituer des solutions de chauffage très performantes, il ne s’agit néanmoins que d’une solution parmi d’autres, qui n’est pas nécessairement adaptée à toutes les situations. Seule une étude thermique sérieuse peut valider ou non l’intérêt d’une PAC dans une situation donnée.
Dans tous les cas, et comme pour tout système de chauffage, elle préconise en premier lieu de réduire au maximum les besoins de chauffage en veillant à la qualité d’isolation thermique du bâtiment (murs, toiture, combles, fenêtres, …) et à son exposition.
Par ailleurs, il existe en France des zones où le réseau de distribution électrique est en contrainte. Dans ces zones, la multiplication des PAC peut avoir des conséquences en termes de dimensionnement des installations électriques et de qualité de la fourniture d’électricité. Il convient donc de se renseigner auprès des régies d’électricité locales, d’EDF ou des Espaces Info-Energie avant de choisir cette solution de chauffage. Dans tous les cas, une PAC doit être munie d’un dispositif limitant les appels de courant lors du démarrage du compresseur.
Pour en savoir plus
Guide de l’ADEME sur les pompes à chaleur (réf 4288)
www.géothermie-perspectives.fr : site développé par l’ADEME et le BRGM
Voir aussi : Le bilan de l’Ademe concernant :
le bois énergie
D’après une récente note de l’ADEME, le contenu CO2 du kWh electrique de chauffage est maintenenant de 225 gCO2 / kWh consommé, à comparer aux 234 gCO2 / kWh consommé du chauffage gaz.
“cop de 3.5” il faut que ce soit une cop moyen sur l’année car pour les pac air/eau le cop varie en fonction de la température extérieur. annuellement on peut trouver des cop à partir de 2…d’après une étude de l’ademe aussi.le cop de 3.5 moyen annuel ne peut être obtenu qu’en basse température et sur des gisement fixe (eau/eau)Krousti, où peut on trouver la note de l’ademe sur le poids co2 de l’élec? merci
Hello Krousti,En temps que profane, j’ai du mal à comprendre un si petit écart entre 1 kwh gaz, issu de la combustion tout de même, et 1 kwh Electrique, donc majoritairement nucléaire… Bizarre…
Pour Krousti :Lisez tout ce j’ai écrit sur ce sujet, notamment avec l’article “les verts veulent l’interdiction des braséros” (les références sont citées). A ma connaissance, l’ADEME a diffusé deux notes, la première le 14 janvier 2005 avec EDF (contenu moyen de CO2 à 180 g/kWh), la deuxième le 8 octobre 2007 avec RTE (contenu marginal de 600 g/kWh).Je note que l’ADEME mentionne la méthode “additive”, discutable mais “justifiable”.Je serai très intéressé par la note ADEME qui dit : « le contenu CO2 du kWh électrique de chauffage est maintenant de 225 gCO2 / kWh consommé ». Où est-elle ?
Dure réalité, mais la croissance du chauffage électrique entraine des pics de consommation de plus en plus nombreux, notamment en hiver au moment de la demande de chauffage. Et la semaine dernière on nous a annoncé la mise en activité de moyens de production d’électricité les plus polluants. Tout ce CO2 entre dans le bilan de l’électricité, et plus encore dans le bilan du chauffage électrique. 4 ans après, il serait temps de revoir cette moyenne face à la croissance de la demande électrique en période de grand froid. L’électricité doit être conservée pour son usage spécifique. Pour le chauffage, il… Lire plus »
Je crois que l’on savait déjà que le kWh électrique, même en France, contenait du CO2 !Seulement, vous ne faites que répéter les éléments d’un “catéchisme” sans citer les sources et sans apporter une argumentation valable. Qu’est-ce qui vous dit que les centrales thermiques sont démarrées exclusivement pour le chauffage électrique ? Voir l’étude REMODECE.Quels sont donc ces systèmes plus efficaces et efficients ??Quel intérêt avez vous à disqualifier le chauffage électrique ? le sauvetage de la planète ?
Concernant le taux en CO2 de l’electricite, je vous conseille deux documents presents sur le site de Sauvons le climat (www.sauvonsleclimat.org) qui offre un point de vue alternatif a l’Ademe et autres:- “le contenu en CO2 de l’electricite” (Pierre Bachet): traite de ce changement “magique” du contenu annonce par l’Ademe/RTE (fin 2007) par rapport a une etude precedente (2005). On y trouve les references des documents et on y comprend que ce nouveau calcul integre une situation d’avenir ou le marche de l’electricite est fortement liberalise et ou l’energie est produite par les centrales fossiles de nos voisins…- “L’offensive contre… Lire plus »
Je pense que le problème principal du chauffage électrique est son rendement total.Une centrale nucléaire produit 65% de chaleur et 35% d’électricité… donc convertir cette électricité en chaleur avec un rendement cette fois de presque 100% donne un rendement global de 35%Si on produit de la chaleur en brulant un combustible, bois, fuel, charbon, le rendement est bien meilleur (80-90%). Donc pour produire la meme quantité de chaleur, on utilise moins de ressource fossile.Or dans un monde ou les ressources fossiles sont limitées, c’est peut être dommage d’en “gaspiller” 65% pour réchauffer l’air qui se trouve autour des centrales (nuc,… Lire plus »
Une centrale nucléaire produit 65% de chaleur et 35% d’électricité …Et si nos dirigeant successifs n ‘ avaient pas cédés aux phobiespathologiques du gros lobby de l’ abandon du Nucléaire qui intoxique depuisplus de trente ans , un grand nombre de nos concitoyens , on aurait pu exploiter les 65% de la chaleur issue des centrales nucléaires ou au moins une grande partie de cette chaleur.On aurait la cogénération nucléaire.Un grand réseau de chauffage urbain ( et d’eau chaude) et très marginalement quelquesradiateurs électriques à effet joule .Le Nucléaire pouvait parfaitement être beaucoupplus efficient ,si on avait pas laisser de pseudos intellectuels faire très peur à leur concitoyens depuis plus… Lire plus »
C’est une idée séduisante, mais malheureusement, à l’heure actuelle, on ne sait pas transporter de la chaleur sur 300 km sans la dissiper (presque) totalement… Un tuyau d’eau tout simple ne suffit pas, même à double enveloppe… Pour comparaison, à Paris, les déchéteries qui alimentent la CPCU sont à moins de 5 km…Quelles que soient les considérations de coût ou risque de pollution par les caloporteurs utilisés, (car on peut envisager des huiles minérales, des mélanges d’acides concentrés etc., y compris des solutions chères : si on économise du fioul et du gaz, on peut investir) ça ne marche pas. Transporter du… Lire plus »
Comme vous l ‘ avez écrit :Avec les réacteurs “génération IV”, à 400-500 °C, c’est jouable. Mais c’est encore loin…Donc , pas d ‘ abandon du nucléaire mais recherche & développement .Pour la génération III ( EPR) :on pourrait utiliser la chaleur SUR PLACE… Par exemple pour faciliter l’électrolyse de l’eau par l’électricité des renouvelables intermittents, ou faciliter la transformation de la biomasse… Mais ce n’est pas simple non plus, car c’est faire dépendre le refroidissement de la centrale du bon fonctionnement du procédé (bio)-chimique en aval… Enfin, si on est au bord de l’eau comme actuellement, c’est pas grave…Là AUSSI : RECHERCHE … Lire plus »
Utiliser la chaleur nucléaire pour le chauffage n’est pas tout à fait de la science fiction, mais pas non plus très simple. Voir le lien suivant :
Pour Jake : Mon crédo à l’avantage d’être très argumenté. Il ne se résume pas à une seule formule, mais je dois reconnaître que je préfère un raisonnement qui amène à considérer que lorsque que l’on a comptabilisé tous les usages, toute l’année, on trouve une quantité de CO2 émise conforme à ce qui est calculé ou mesuré globalement à la sortie des centrales. En d’autre terme, je préfère la méthode additive (ADEME-EDF de 2005), à la méthode marginale de 2007 (le lien que vous proposez et qui correspond à la note d’octobre 2007 que j’ai déjà citée de nombreuses fois).… Lire plus »
Merci Dan 1 pour ce lien trés interessant , qui donne des exemples réels de cogénération nucléaire . Certes cela s’ est appliqué et s’ applique encore avec des réacteurs de taille plus modeste que nos gros réacteurs actuels maiscela prouve que c ‘ est du réel . Que cette piste est trés bonne si elle ne subit pas l ‘ obstacle des Greenpeaces ,réseaux SDN , cap21 et autres enragés pathologiquement anti-nucléaires… Et si les dirigeants politiques qui pourraient faire ces choix , ne se laissaient pas lamentablement intimidés.
Il est vrai que transporter l’eau chaude sur 300 km est techniquement difficile mais il y a des toujours des villes proches des centrales, si on prends la centrale de gravelines (la plus grosse de france) il y a dunkerque, boulogne et calais qui sont très proche et qui pourraient être entièrement chauffées (habitations et batiments collectifs) par les “pertes” en chaleur de la centrale. Pourquoi n’utilisons nous pas cette chaleur… L’eau chaude et pour l’instant rejetée dans la mer… (sur la cote d’opale ca ne fait pas de mal d’avoir une eau de mer un peu plus chaude 😉 … Lire plus »
Merci à vous tous pour vos interventions. Un forum est destiné à laisser s’exprimer les opinions, débattre des sujets, argumenter et contre-argumenter.Sain et nécessaire.Mais …Désolé d’être aussi “radical”, mais l’important n’est pas de savoir combien le nucléaire produit de CO2.Mon soucis est faire prendre consicence (mais vous l’êtes certainement, à part certain “ras de la casquette”, hélas …) que l’on devrait sans doute chercher activement comment maitriser la consomation.PAC. Ok, un peu d’électricité, et on obtient 2, 3 ou parfois 4 fois plus de calories en allant les piocher dans l’environnement.Mais (j’insiste, je répète, je fais chier !) pense-t-on seulement… Lire plus »
Le probleme de la co-generation n’est pas la quantite d’energie perdue ds. le condenseur de refroidissement de la turbine a vapeur , mais son ” niveau de qualite ” , son enthalpie , en fait son niveau de temperature ! L’eau de refroidissement des centrales ( surtout a Gravelines ou Paluel …. ) est a peine a 20 / 25 °C , et ne vous donnera donc qu’un confort tres tres relatif , meme par milliers de M3 / heures … et si vous limitez le refroidissement de vos turbines a disons 100 / 120°C pour avoir qq. calories re-utilisables… Lire plus »
Pour Jake : qui a écrit cela et quand ? Je cite : « Lorsque les moyens nucléaires et hydrauliques sont saturés, toute demande supplémentaire d’électricité exige de recourir à des énergies fossiles et engendre une valeur d’émission, dite marginale, correspondant au mode de production « marginal » appelé. Or aujourd’hui ces moyens étant essentiellement des centrales à énergie fossile, RTE a calculé que le contenu marginal du kWh électrique est compris entre 500 et 600 CO2/kWh (i.e. entre 194 et 233 gCO2/kWh en énergie primaire). Avec cette approche, tout chauffage électrique supplémentaire engendre donc des émissions de CO2 équivalentes à celles du chauffage… Lire plus »
L’extrait de texte que j’ai cité vient de l’ADEME et précisément de son rapport intitulé : « regard sur le grenelle » de septembre 2008 (). Ce qui est intéressant, c’est que l’ADEME nous dit clairement que même en appliquant la méthode du contenu marginal à 600 g de CO2/kWh pour le chauffage électrique, il faut considérer que celui-ci est équivalent au chauffage au gaz en émission de CO2 car on doit raisonner en énergie primaire (coefficient de 2,58). Je cite : « Avec cette approche, tout chauffage électrique supplémentaire engendre donc des émissions de CO2 équivalentes à celles du chauffage gaz (qui est de… Lire plus »
C’est bizarre que le concept d’énergie primaire pose problème maintenant alors qu’il a été mis en avant dans le cadre de l’amendement Ollier pour ramener l’électricité au strict minimum dans le résidentiel. J’imagine que ceux qui ont manié ce concept… le comprenait ! Le coefficient de 2,58 est une convention de conversion énergie finale/énergie primaire pour l’électricité. Il est de portée légale puisque cité dans la réglementation thermique 2005. Ce coefficient est valable pour l’ensemble de l’énergie électrique, sachant que pour l’énergie nucléaire seule le coefficient est légèrement différent (2,606). Il est calculé en fonction du rendement moyen des centrales électriques.… Lire plus »
Les lecteurs de ce forum , se doivent d ‘ être pleinement informés que ce monsieur jake est dans le milieu professionnel qui a pleinement intérêt à ce que les particuliers se chauffent directement aux gaz (et à défaut au mazout) .Même s ‘ il essait de faire croire qu ‘ il est juste un écologiste et anti nucléaire,tout ce qu’ il y a de plus honnête . Pour défendre son bifteck , la pire mauvaise foi et tous les coups lui seront permis . Les honnêtes lecteurs sont maintenant pleinement avisés . Alors , pas de naivetés , ni d ‘ illusions avec Ses … Lire plus »
Faisons simple : Pour les comparaisons des modes de chauffage dans le bâtiment : Le coefficient est de 2,58 et il est inscrit dans la loi via la RT 2005 pour les conversions à partir de l’énergie finale consommée vers l’énergie primaire. Voir l’article 35 (Transformation en énergie primaire pour le calcul de Cepréf ) de l’Arrêté du 24 mai 2006 relatif aux caractéristiques thermiques des bâtiments nouveaux et des parties nouvelles de bâtiments. Ce coefficient est appliqué indistinctement à « tous les électrons » d’où qu’ils viennent (nucléaire, charbon, gaz…), pour les applications du bâtiment. En revanche, pour la comptabilité centrale effectuée… Lire plus »
Le problème avec les économies d’énergie , c ‘est que tous les intervenants les proposent . Qu ‘ ils soient pro ou anti énergies fossiles , pro ou anti nucléaire , écologistes ou non . C ‘ est drôle comme tous le monde est pour les économies d ‘ énergies . Cela permet de se poser dans toutes les conversations sur l ‘ énergie . Mêmes chez les instalateurs de tout types de chauffages ,qu’ ils soient ou non d ‘ origines fossiles , nucléaires ou renouvelables .A force d ‘ être une telle tarte à la crème , ça finit par ne plus être … Lire plus »
J’ai déjà répondu à la question de la conversion de l’électricité nucléaire en énergie primaire, donc en Mtep.Seulement, il ne faut pas mélanger les domaines d’application suivants : 1) la comptabilité générale de l’énergie (c’est les bilans de la DGEC), là les sources sont analysées une par une et l’électricité nucléaire bénéficie d’un coefficient particulier qui est 0,086/0,33 = 0,2606 où l’on considère d’abord le nombre de MWh électrique produits, puis la puissance thermique de la centrale et enfin la conversion tonne équivalent pétrole (tep). Exemple, en 2007, le nucléaire à produit 439,7 TWh avec un rendement de 33 %, les… Lire plus »
Je vous renvois à la lecture de l’explication sur le site de la DGEC : S’il n’est jamais question de MWh thermiques, expliquez-moi à quoi correspond le coefficient 0,33 ? Dans les autres centrales thermiques (Charbon, gaz, fioul), on peut mesurer les millions de tonnes de combustibles consommées et les convertir en Mtep via les équivalences reconnues (par exemple 0,619 tep pour une tonne de houilles), ce qui donne l’énergie primaire utilisée. On peut comparer cela au nombre de TWh produit par les centrales (électricité secondaire). On n’est donc pas obligé de passer par un coefficient intermédiaire, puisqu’on a mesuré séparément l’énergie… Lire plus »