Une pompe à chaleur ne fonctionne pas avec une seule énergie, mais avec deux. Elle capte gratuitement les calories présentes dans l’air, le sol ou l’eau (énergies renouvelables) et consomme une petite quantité d’électricité pour activer son mécanisme. Ce principe explique pourquoi elle produit plus d’énergie qu’elle n’en consomme et pourquoi elle reste économique malgré son branchement électrique.
Les trois sources d’énergie renouvelable exploitées par la PAC
La pompe à chaleur puise son énergie principale dans des sources naturelles et gratuites. Trois types d’installations existent selon la ressource disponible.
L’air extérieur (aérothermie)
Les pompes à chaleur aérothermiques (air-air et air-eau) captent les calories présentes naturellement dans l’air extérieur. Même à basse température, l’air contient de l’énergie thermique exploitable. Une unité extérieure aspire cet air et en extrait la chaleur grâce à un fluide frigorigène qui circule dans le système.
Ce type de PAC se révèle le plus accessible. L’installation ne nécessite aucun forage ni capteur enterré, seulement un espace extérieur pour poser l’unité. Son coût reste le plus abordable du marché, entre 8 000 et 15 000 € selon la puissance et le modèle.
Seule limite : les performances diminuent lorsque les températures extérieures descendent sous -7°C. Dans les régions aux hivers rigoureux, un chauffage d’appoint peut s’avérer nécessaire quelques jours par an.
Le sol (géothermie)
Les pompes à chaleur géothermiques exploitent la chaleur du sous-sol. À partir de 60 cm de profondeur, la température du sol reste stable toute l’année, entre 10 et 12°C, indépendamment des conditions climatiques extérieures.
Deux modes de captage existent. Le captage horizontal nécessite une surface de terrain au moins deux fois supérieure à la surface habitable. Des tubes sont enterrés entre 60 cm et 1,20 m de profondeur après terrassement. Le captage vertical demande un forage jusqu’à 100 m de profondeur. Cette solution convient aux petits terrains mais implique des démarches administratives et un budget installation plus élevé.
La géothermie offre la meilleure stabilité de performance. Pas de variation saisonnière, pas de baisse de rendement en hiver. L’investissement initial reste toutefois conséquent : comptez entre 15 000 et 25 000 €, voire davantage pour un captage vertical.
L’eau souterraine (hydrothermie)
Les pompes à chaleur hydrothermiques puisent leur énergie dans les nappes phréatiques, les lacs ou les cours d’eau proches de l’habitation. L’eau souterraine maintient une température constante idéale pour le fonctionnement optimal d’une PAC.
L’installation exige généralement deux forages verticaux : l’un pour le captage, l’autre pour le rejet de l’eau refroidie dans son milieu naturel. Ce système reste rare en raison des contraintes techniques et réglementaires. Il faut prouver l’existence d’une source d’eau exploitable à proximité et obtenir les autorisations nécessaires.
Malgré son excellente performance, l’hydrothermie représente moins de 5% des installations en France.
L’électricité : l’énergie nécessaire au fonctionnement du compresseur
Si la pompe à chaleur capte gratuitement les calories dans son environnement, elle a besoin d’électricité pour les transformer en chaleur utilisable dans le logement. Cette consommation électrique alimente principalement le compresseur.
Le compresseur constitue le cœur du système. Il comprime le fluide frigorigène qui a capté les calories extérieures. Cette compression élève considérablement la température du fluide, qui peut atteindre 65°C ou plus. La chaleur produite est ensuite transférée au circuit de chauffage (radiateurs, plancher chauffant) ou à l’air ambiant selon le type de PAC.
L’électricité ne sert donc pas à créer directement la chaleur, contrairement à un radiateur électrique classique. Elle actionne un mécanisme qui valorise une énergie déjà présente dans la nature. Cette différence fondamentale explique pourquoi une PAC consomme 3 à 4 fois moins d’électricité qu’un chauffage électrique traditionnel à confort équivalent.
La consommation électrique annuelle moyenne d’une PAC pour une maison de 100 m² se situe entre 3 000 et 5 000 kWh, contre 12 000 à 15 000 kWh pour des convecteurs électriques.
Le rapport énergie captée / énergie consommée : comprendre le COP
Le coefficient de performance (COP) mesure l’efficacité énergétique d’une pompe à chaleur. Il indique combien de kilowattheures de chaleur elle produit pour chaque kilowattheure d’électricité consommé.
Un COP de 4 signifie que la PAC restitue 4 kWh de chaleur en consommant seulement 1 kWh d’électricité. Sur ces 4 kWh produits, 3 kWh proviennent de l’énergie gratuite captée dans l’environnement et 1 kWh de l’électricité payante. Le calcul est simple : 75% d’énergie renouvelable gratuite + 25% d’électricité.
Les PAC actuelles affichent généralement un COP compris entre 3 et 5. Les modèles aérothermiques se situent autour de 3 à 3,5, tandis que les PAC géothermiques atteignent 4 à 5 grâce à la température stable du sol.
Ce coefficient varie selon plusieurs paramètres. La température extérieure influence fortement les performances des PAC aérothermiques : plus il fait froid dehors, plus le COP baisse. Le type d’émetteurs joue également : un plancher chauffant basse température (35°C) permet un meilleur rendement que des radiateurs haute température (60°C). Enfin, la qualité d’installation et le dimensionnement adapté à vos besoins garantissent les performances annoncées par le fabricant.
Attention aux COP affichés par les constructeurs. Ils sont mesurés dans des conditions normées (+7°C extérieur pour l’aérothermie). En usage réel, le COP moyen annuel s’avère légèrement inférieur, généralement entre 2,5 et 4 selon les régions et l’utilisation.
Quelle PAC selon l’énergie disponible chez vous ?
Le choix d’une pompe à chaleur dépend avant tout de votre configuration de terrain, de votre budget et de vos attentes en matière de performance.
Vous n’avez aucune contrainte de terrain
La PAC air-air ou air-eau représente la solution la plus accessible. Installation rapide en quelques jours, pas de travaux de terrassement, investissement maîtrisé. Ces modèles conviennent à la grande majorité des habitations et s’adaptent facilement en rénovation.
Privilégiez une PAC air-eau si vous disposez d’un circuit de chauffage central (radiateurs ou plancher chauffant). Elle peut également produire l’eau chaude sanitaire avec un ballon intégré. Optez pour une PAC air-air si vous chauffez actuellement avec des convecteurs électriques : elle distribuera la chaleur via des splits muraux.
Budget à prévoir : 8 000 à 15 000 € pose comprise, selon la puissance nécessaire et le nombre d’unités intérieures.
Vous disposez d’un grand terrain
Si votre terrain fait au moins 200 m² de surface libre non occupée (pas de piscine, de terrasse ou d’arbres), une PAC géothermique avec captage horizontal devient envisageable. Cette configuration garantit les meilleures performances énergétiques et une totale indépendance vis-à-vis des températures extérieures.
Le terrassement modifie temporairement l’aspect du jardin, mais la végétation reprend rapidement ses droits. Évitez simplement de planter des arbres au-dessus des capteurs. Leurs racines pourraient endommager le réseau.
Investissement : 15 000 à 20 000 € pour un captage horizontal bien dimensionné.
Votre terrain est petit mais vous cherchez la meilleure performance
Le captage vertical ou l’hydrothermie constituent les solutions adaptées aux petites parcelles. Le forage vertical demande seulement quelques mètres carrés d’emprise au sol mais nécessite l’intervention d’un foreur professionnel et des autorisations administratives (déclaration en mairie, parfois autorisation préfectorale).
L’hydrothermie exige quant à elle une étude hydrogéologique préalable pour vérifier la présence et la qualité de la nappe phréatique. Si ces conditions sont réunies, vous bénéficiez d’un système ultra-performant avec un COP pouvant dépasser 5.
Budget à anticiper : 18 000 à 30 000 € selon la profondeur de forage et la complexité du chantier.
Une pompe à chaleur fonctionne donc avec deux énergies complémentaires : une énergie renouvelable gratuite majoritaire (air, sol ou eau) et une quantité limitée d’électricité pour activer le système. Cette double source explique son rendement exceptionnel et ses économies d’énergie substantielles. Votre choix dépendra essentiellement de votre terrain, de votre budget d’installation et du climat de votre région.
