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Petit rappel sur le fonctionnement de la pompe à chaleur
Comme nous l'avons vu en page d'accueil, la pompe à chaleur est une machine électrique. Elle se sert de l'énergie électrique mise à disposition par le fournisseur d'électricité, afin de faire tourner son circuit frigo et ainsi de "pomper" les calories dans l'air extérieur (cas d'une PAC Air Eau ici, elle pompe dans le sol pour une PAC géothermique, et dans l'eau pour une PAC eau eau)
L'organe qui absorbe majoritairement de l'électricité : c'est le compresseur de la pompe à chaleur. C'est lui le moteur du cycle qui vous permet d'avoir du chauffage
Il n'y a pas uniquement les frais d'installation et de matériel qui comptent pour calculer le prix de la pompe à chaleur. En effet la consommation de la pompe à chaleur représente des frais qui vont impacter la durée du retour sur l'investissement.
Pour savoir combien la PAC va consommer, on peut utiliser plusieurs méthodes d'approximation qui se valent.
On peut par exemple utiliser la puissance absorbée indiquée sur la plaque signalétique de la pompe à chaleur : il s'agit en effet de la puissance électrique qu'elle consomme effectivement.
On peut aussi, dans le cas d'un remplacement de mazout ou de gaz, se baser sur la consommation fossile des années précédentes, puis utiliser le coefficient de performance de la machine.
Consommation pompe à chaleur à partir de la puissance absorbée
Le principe est simple : la pompe à chaleur présente par exemple une puissance absorbée de 4kW.
Or l'on sait qu'en Suisse, une pompe à chaleur fonctionne en moyenne
2300 heures à plus de 800m d'altitude pour assurer chauffage seul.
2500 heures à plus de 800m d'altitude pour assurer le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
2000 heures à moins de 800m d'altitude pour assurer le chauffage seul.
Et enfin 2300 heures également à moins de 800m d'altitude pour assurer le chauffage et l'eau chaude sanitaire.
Donc il nous suffit de multiplier la puissance absorbée en kW par le nombre d'heures de fonctionnement moyen en Heures.
Et l'on obtient donc dans cet exemple : 4kW x 2300heures = 9200KWh (Kilowattheures)
La puissance absorbée se trouve sur les fiches techniques des constructeurs ou parfois dans l'offre de votre installateur.
Dans notre cas, si le prix du kWh est de 0.2 cts Fr. nous obtenons une facture annuelle totale de Fr. 1840 par année soit Fr.153.- par mois environ.
On pourra comparer ce coût à la consommation antérieure. Cependant cela ne doit pas être le seul critère de décision.
La consommation d'une PAC en utilisant le COP
Avec cette méthode d'approximation, l'idée est de calculer la consommation des années précédentes. Nous sommes dans le cas d'une rénovation énergétique.
Pour l'exemple nous imaginons une consommation antérieure de gaz de 2000m3 de gaz par année pour le chauffage et l'eau chaude. Ces 2000m3 de gaz équivalent en fait à 22'000kWh électrique car le pouvoir calorifique du gaz est de 11 environ. Il s'agit donc du besoin intrinsèque en chauffage et eau chaude pour le bâtiment en question.
Or les constructeurs donnent des valeurs de coefficient de performance (COP) sur leurs fiches techniques. Disons qu'on ait un COP de 3.5
Cela signifie que la PAC tire 3.5 fois plus d'énergie renouvelable (air, eau ou sol) qu'elle n'en tire en provenance du réseau électrique.
Donc si l'on divise ces 22'000kWh par ces 3.5 on obtient la consommation finale de la PAC : soit 6285kWh dans ce cas.
Ce qui ferait une facture, avec un coût du kWh à 0.2 cts, de Fr. 1257 par année environ, soit Fr. 105 par année.
Variables qui influent sur la consommation électrique de la PAC
La première variable qui influe sur la consommation annuelle, est naturellement le climat de l'année en cours. Si l'hiver est rude et que la saison dure, la pompe à chaleur tournera un peu plus longtemps. Au lieu des 2300 heures de moyenne par exemple, nous serons alors dans une année où elle tourne 2700 heures. Cette variation de 20% sera directement répercutée sur la facture électrique.
Ensuite, l'une des variables qui influe est la température de sortie d'eau de la PAC. Si vous avez un chauffage, elle sera probablement d'au plus 35°C. C'est idéal pour la plupart des pompes à chaleur. Cependant si vous avez des radiateurs, alors la température d'eau en sortie doit être plus haute car leur surface d'échange est plus réduite.
Donc la machine tournera à un autre régime afin de produire ces températures plus hautes, et le COP sera moindre. Au lieu de 3.5 ce sera par exemple 2.8. (Moins de COP, plus de consommation) Cette variation de 20% sera directement payée par vous auprès de votre fournisseur d'électricité.
La conception intelligente ou pas de l'installation joue également sur la consommation de la pompe à chaleur. Si l'un des concepteurs décidait par exemple de placer un ballon tampon trop grand, alors la pompe à chaleur tournerait peut-être en permanence pour tenter de chauffer ce ballon énorme, et tout cela pour rien.
C'est certainement en partie pour cette raison qu'il existe des certificats ou autres labels pour les pompes à chaleur afin de garantir que la conception est bonne.
Enfin on peut parler des résistances électriques, qui si elles ne sont pas uniquement de secours, peuvent se mettre en route sans que vous le sachiez à cause d'un mauvais câblage ou alors d'un installateur qui ne connaitrait pas les normes de la région (?). Ce qui peut mettre vos frais électriques sur orbite géostationnaire.
La part de consommation dont on ne parle pas
La chaudière à gaz utilise du gaz qui est extrait des réserves naturelles puis acheminé vers l'Europe.
La pompe à chaleur utilise de l'électricité en provenance d'uen source de production. Or cette source de production a également son propre rendement. Il peut s'agit d'une centrale thermique à fioul, un barrage hydroélectrique, une centrale nucleaire.
Le rendement global de la production d'électricité est d'environ 40%. Même si certaines turbines de Siemens comme la SGT-8000H parviennent aujourd'hui à des rendements records de plus de 60%.
Ce qui signifie que : lorsque l'on dit qu'un COP de 3.5 signifie que pour 1kWh absorbé sur le réseau, la PAC en restitue 3.5kWh, cela n'est pas exact.
Puisque pour produire ce 1kWh il nous a fallu une centrale qui a un rendement de 40%. Ce 1kWh coûte en fait 1/0.4 soit 2.5kWh donc 2.5 fois plus qu'annoncé par la plupart des gens qui se concentrent uniquement sur la machine au lieu de se concentrer sur l'environnement.
Comparons une PAC et une Chaudière gaz pour voir la différence absolue.
Prenons une PAC avec un coefficient de performance moyen de 3.5, et une chaudière à gaz avec un rendement annuel de 97%.
Au maximum de sa charge, une PAC d'une puissance de 10kW n'a pas un COP de 3.5 mais plutôt de 2.3 donc elle va consommer 10kW/2.3 = 4.34kW d'électricité sur le réseau.
Or pour créer ces 4.34kW il nous a fallu 2.5 fois plus d'énergie à la base : soit 10.85kW d'énergie primaire.
La chaudière à gaz de même puissance 10kW, avec son rendement de 95%, consommerait 10/0.95 soit 10.52kW.
On voit dans ce cas précis et avec les approximations des valeurs de COP (dépend du fabricant), que la chaudière gaz consomme en absolu un peu moins que la PAC.
Cependant elle utilise une énergie fossile qui est par définition épuisable, alors que la pompe à chaleur utilise en partie de l'air qui est renouvelable.
Admettons que l'électricité de la PAC soit produite dans une centrale avec turbine à gaz, alors au final on brûle quasi autant de gaz du côté de la PAC pour fabriquer l'électricité, que du côté de la chaudière gaz pour jouer le rôle du combustible dans la chaudière.
C'est juste une question de décalage de référentiel : pour la chaudière tout se fait sur place, alors que pour la PAC une partie de la transformation de l'énergie se fait à l'externe et n'est pas vraiment abordé.