Si vous vous penchez en ce moment sur le projet d’installation d’une pompe à chaleur à Mulhouse ou partout ailleurs, vous avez sûrement entendu ou lu le terme “COP” qui désigne le Coefficient de Performance d’une pompe à chaleur.
Mais qu’est-ce que cela veut bien dire ?
Chez Axe Énergies, cela fait plus de 30 ans que nous travaillons dans le génie climatique et notamment l’installation de pompes à chaleur (PAC). La question de la COP d’une pompe à chaleur est une question qui revient fréquemment de la part de nos clients qui ont effectué quelques recherches autour de la pompe à chaleur.
Pour nous, la transparence est une valeur essentielle dans notre relation avec nos clients, nous avons donc rédigé cet article afin de vous apporter une réponse claire et précise de ce qu’est le coefficient de performance d’une pompe à chaleur air-air, air-eau, voire eau-eau.
Qu’est-ce que le COP d’une pompe à chaleur ?
Simplement, le coefficient de performance (COP) mesure le rendement d’une pompe à chaleur, en d’autres termes son efficacité énergétique.
Alors, c’est une définition courte et “simple”, mais ça reste quand même un brin obscur, nous sommes d’accord. Permettez-nous d’expliciter :
Par rendement énergétique, on désigne la quantité d’électricité consommée par la pompe à chaleur afin de produire de la chaleur. Plus le coefficient est élevé, moins la PAC a besoin d’énergie pour produire de la chaleur. Elle est donc plus écologique et économique.
Un exemple : si une pompe à chaleur a un coefficient de performance nominal de 3, cela signifie qu’elle utilise 1 kilowattheure (kWh) d’électricité pour parvenir à créer 3 kilowattheures (kWh) de chaleur. Soit une “création” de 2 kWh. C’est pour cette raison que l’on parle de rendement !
Si la pompe à chaleur a un COP de 5, si elle consomme 2 kWh d’électricité, elle produira donc 10 kWh de chaleur.
Ainsi, le coefficient de performance d’une pompe à chaleur mesure son rendement, c'est-à-dire la quantité d’électricité dont elle a besoin afin de générer une certaine quantité de chaleur. En règle générale, les pompes à chaleur ont un COP nominal situé entre 3 et 5.
Nota Bene : Le kilowattheure (kWh) est une unité de mesure de l'énergie que l’on utilise pour mesurer aussi bien l’énergie consommée que celle produite par un équipement.
Comment se calcule le COP d’une PAC ?
Et pourquoi se poser la question surtout ?
Tout “simplement” parce qu’il y a plusieurs méthodes de calcul du COP d’une pompe à chaleur. Rassurez-vous, cela ne semble pas simple de prime abord, mais nous allons tout vous expliquer.
En effet, puisqu’une pompe à chaleur va connaître différents environnements, il est important de considérer plusieurs méthodes de calcul. Ainsi à date, on compte 4 méthodes différentes de calcul mais qui, nous allons le voir ci-dessous, n’ont pas la même utilité. Ces différents coefficients sont :
- COP constructeur que l’on appelle aussi le COP nominal ;
- COP global ;
- COP annuel ;
- COP saisonnier parfois appelé SCOP ;
- COP seuil.
Le COP nominal ou aussi appelé COP constructeur
Celui-ci est le plus simple. C’est le coefficient de performance qui a été calculé par le fabricant afin de promouvoir l’efficacité de l’appareil.
Sa méthode de calcul est relativement simple puisqu’il suffit de diviser l’énergie produite par l’énergie consommée et ça donne un résultat qui s’avère être le coefficient de performance. Soit :
Énergie produite ÷ énergie consommée = COP
Pour des questions d’équité et d’impartialité, des normes existent afin de contraindre tous les fabricants à simuler les mesures de leurs pompes à chaleur dans les mêmes conditions. A savoir :
- Une température extérieure de 7°C pour une pompe à chaleur air-eau ou air-air ;
- Une température d’eau de 10°C pour une pompe à chaleur eau-eau ou géothermique sol-eau.
Bien évidemment, un particulier ne peut effectuer ce calcul par lui-même dans la mesure où vous n’êtes certainement pas équipés pour évaluer exactement la quantité d’électricité consommée pour une pompe à chaleur par rapport à celle qu’elle produirait.
Il faut donc garder en tête que le COP nominal reste un indicateur générique qui ne reflète pas la performance d’une pompe à chaleur chez vous. Néanmoins, cela permet de comparer efficacement plusieurs pompes à chaleur entre elles.
Le COP global
Le COP global reprend la même méthode que pour le COP nominal ci-dessus, à l’exception que dans ce coefficient-ci on prend on compte les équipements auxiliaires de la pompe à chaleur qui sont alimentés par électricité tels que les modules de dégivrage par exemple.
Ce qui est aussi intéressant à noter dans cette méthode-ci, c’est que l’on prend en compte les déperditions dans la distribution de chaleur. En d’autres termes, on considère le type d’émetteur de chauffage (plancher chauffant, radiateurs à haute température, etc.), les caractéristiques de votre logement telles que l’isolation, et enfin, les conditions climatiques.
C’est donc un calcul beaucoup plus précis et adapté à votre habitation.
Le COP annuel
Que l’on appelle aussi COPA (COefficient de Performance Annuel). À l’inverse des autres méthodes de calcul utilisées à des moments précis et dans des conditions particulières, la COPA considère la performance de votre PAC sur une année entière.
Énergie produite sur 12 mois ÷ énergie consommée sur 12 mois = COPA
Ce qui permet donc de prendre en compte les variations de température, que ce soit celles de l’air si vous avez une pompe à chaleur aérothermique (air-air ou air-eau) ou celles des nappes phréatiques si vous avez une pompe à chaleur géothermique et hydrothermique.
Et pourquoi est-ce intéressant ? Car le COP d’une pompe à chaleur dépend des conditions d’utilisation. Ce qui signifie que ce coefficient de performance varie selon la température de la source d’énergie (air ou eau) et la température de votre émetteur de chaleur (plancher chauffant par exemple). Ainsi, vous pouvez avoir un COP de 4 pour une température extérieure de 7°C, mais un COP de 3 pour une température extérieure de -2°C.
Nous arrivons donc sur un coefficient plus proche des conditions réelles d’utilisation d’une pompe à chaleur chez vous.
Le COP saisonnier (SCOP)
Et le dernier, qui est le plus intéressant et le plus utilisé puisqu’on le retrouve notamment dans les résultats des DPE qui indiquent la classe énergétique d’un logement : le coefficient de performance saisonnier de votre pompe à chaleur.
Très concrètement, puisqu’une pompe à chaleur (non réversible) fonctionne uniquement en période hivernale en tant que chauffage, le calcul du SCOP ne prend que cette période-ci avec comme températures de référence : 12°C, 7°C, 2°C, et -7°C.
En France, on considère par défaut que la période de chauffe s’étale du 15 octobre au 15 avril soit 6 mois. Néanmoins, cette durée varie selon les régions, puisqu’on chauffe généralement moins de mois à Montpellier qu’à Colmar par exemple.
Donc le calcul du SCOP repose en partie sur la considération des conditions climatiques de votre région pendant la période de chauffe, rendant ce coefficient plus proche des conditions réelles d’utilisation.
Énergie produite sur XX mois ÷ énergie consommée sur XX mois = SCOP
Et si vous regardez les étiquettes énergétiques des pompes à chaleur, les notes qui s’échelonnent entre A+++ et D sont calculées sur la base du SCOP avec une période de chauffe de 6 mois.
À noter que nous avons dans l’exemple de SCOP mentionné que la PAC était non réversible. Mais si vous avez une pompe à chaleur réversible, et donc capable de créer du froid l’été, l’équivalent du COP existe et s’appelle le SEER (Seasonal Efficiency Energy Ratio) soit le coefficient d'efficacité énergétique saisonnier.
Le COP seuil
Bien plus rare, mais si vous possédez une pompe à chaleur hybride, qui combine donc chaudière au gaz et pompe à chaleur, on calcule un COP seuil.
Ce COP seuil permet de déterminer quel équipement (chaudière à gaz ou pompe à chaleur) prioriser pour votre chauffage selon le coefficient calculé. Le but étant d’utiliser toujours l’équipement qui consomme le moins d’électricité.
Quel type de pompes à chaleur pour quel COP ?
Nous n’allons pas jouer à good COP, bad COP, mais il est vrai que le coefficient de performance dépend aussi du type de pompes à chaleur. Certaines PAC vont en effet présenter de meilleurs rendements.
COP d’une pompe à chaleur air-air
Les pompes à chaleur air-air récupèrent donc les calories contenues dans l’air extérieur pour pouvoir les transformer en air chaud qu’elles vont envoyer vers l'émetteur de chaleur de votre logement.
En moyenne, on considère que le COP d’une PAC air-air se situe aux alentours de 3.
Néanmoins, plus la température extérieure est froide, plus la pompe à chaleur doit consommer d’énergie pour parvenir à chauffer l’environnement.
COP d’une pompe à chaleur air-eau
La différence essentielle entre la PAC air-air et la air-eau c’est que dans ce cas précis, la pompe à chaleur utilise les calories de l’air extérieur pour chauffer un circuit de chauffage qui peut alimenter des émetteurs tels que des radiateurs.
Même valeur ici, le coefficient de performance d’une PAC air-eau se situe aux alentours de 3.
COP d’une PAC hydrothermique et géothermique
Voici donc le good COP. Les pompes à chaleur géothermiques puisent leurs catégories depuis le sol ou les nappes phréatiques. Les températures sont en général moins élevées sous terre y compris en hiver.
Ainsi, la pompe à chaleur requiert moins d’énergie pour parvenir à alimenter votre circuit de chauffage.
Le COP d’une PAC sol-eau se situe aux alentours de 4 et celui d’une PAC eau-eau s’approche de 5.
Cela étant dit, même si ces pompes à chaleur seront largement plus efficaces, notamment en Alsace, leur installation coûte plus cher puisqu’il est nécessaire de forer suffisamment le sol. Mais cela est un investissement rentable sur le long terme.
Peut-on améliorer le COP d’une pompe à chaleur ?
Oui et non. Nous allons expliquer afin d'éviter toute confusion.
Si on considère le COP nominal (fabricant), celui-ci est mesuré dans des conditions de laboratoire et ces conditions sont les mêmes pour tous les fabricants. Donc c’est une mesure neutre.
Maintenant, si on parle d’un COP en conditions réelles, telles que le SCOP, il faut garder en tête que l’énergie consommée par la pompe à chaleur dépend de l’effort à produire pour réchauffer les calories puisées de la source afin qu’elles soient redistribuées par l’émetteur - la source pouvant être l’air extérieur, l’eau d’une nappe phréatique, ou les calories dans le sol.
Donc plus l’air extérieur est froid, plus le besoin en électricité sera important.
Seconde considération : si votre émetteur est un émetteur dit à haute température (exemple : des radiateurs en fonte), cela signifie qu’il requiert une température d’eau de 55°C. C’est 15°C de plus qu’un émetteur à basse température (exemple : plancher chauffant, radiateurs en aluminium). Donc l’effort à produire par la pompe à chaleur sera plus important que si vous avez des émetteurs à basse température.
Cela étant, les pompes à chaleur ont la puissance pour fournir des émetteurs basse température aussi bien que des émetteurs haute température. C’est une histoire de dimensionnement qui s’effectue généralement avec un installateur de pompes à chaleur tel que nous lors d’une visite technique afin de considérer l’intégralité des caractéristiques de votre logement.
Et enfin, l’entretien de votre pompe à chaleur permet aussi de préserver un niveau de fonctionnement optimal.
En conclusion
Le Coefficient de Performance (COP) d’une pompe à chaleur calcule le rendement d’une PAC entre l’électricité nécessaire à son fonctionnement et l’énergie qu’elle délivre sous forme de chaleur que ce soit pour du chauffage et/ou de l’eau chaude sanitaire.
Il existe différentes méthodes de calcul de ce coefficient dont le SCOP qui est le plus proche des conditions réelles d’utilisation et celui que l’on retrouve généralement sur les DPE (nous vous conseillons d’ailleurs notre article Quel est l’impact de la pompe à chaleur sur le DPE ?).
Selon le type de pompes à chaleur, le COP varie entre 3 (pour une PAC air-air ou air-eau), 4 pour PAC sol-eau, et enfin 5 pour une PAC eau-eau. Bien évidemment et comme expliqué dans l’article, ces coefficients varient selon la différence entre la température de la source et celle nécessaire au fonctionnement de l’émetteur.
Dans tous les cas, il est important de noter que la pompe à chaleur est aujourd’hui l’équipement ayant le rendement le plus élevé. On estime par exemple qu’en remplaçant une chaudière fioul par une PAC air-eau, on peut réduire sa facture de chauffage jusqu’à 70%.
Nous espérons que cet article vous aura apporté les éclaircissements nécessaires à la compréhension d’une pompe à chaleur et à son évaluation. Si vous êtes à la recherche d’un installateur certifié RGE, n’hésitez pas à nous solliciter par téléphone ou via notre formulaire de contact.
