L’efficacité des pompes à chaleur à basse température

Les pompes à chaleur sont devenues un outil clé dans la transition mondiale vers une énergie propre et fiable et ont été identifiées comme la technologie de chauffage à privilégier dans de nombreux scénarios zéro émission nette tels que le Green Deal européen. 

 

Une question fréquemment posée consiste à savoir dans quelle mesure les pompes à chaleur aérothermiques sont performantes lorsqu’elles opèrent à basse température. La différence de température entre la source (l’air extérieur) et le puits (le lieu d’alimentation en chaleur) d’une pompe à chaleur joue un rôle déterminant dans le Coefficient de Performance (COP) et donc dans ses performances globales. Si la température de la source baisse et que la température du puits reste constante, le COP chute. En cas de températures extérieures inférieures à 0 °C, les pompes à chaleur à air peuvent également voir leur COP diminuer en raison de la nécessité de dégivrer les composants externes. 

 

Dans un article récent ⁽¹⁾, des chercheurs de l’Université d’Oxford ont analysé des données de terrain relatives aux performances des pompes à chaleur aérothermiques. Sur la base de données relevées en Amérique du Nord, en Asie et en Europe, ils ont constaté que les pompes à chaleur des habitations et des bureaux étaient deux à trois fois plus efficaces que les systèmes de chauffage au fioul et au gaz à des températures comprises entre 0 °C et -10 °C environ. À des températures avoisinant les -30 °C, les pompes à chaleur conservent un avantage significatif, avec une efficacité environ 1,5 fois supérieure à celle des systèmes de chauffage au fioul et au gaz. 

 

Alors que la plupart des pays européens connaissent des hivers avec des températures minimales supérieures à -10 °C, l’analyse suggère que les pompes à chaleur peuvent être utilisées avec succès dans ces conditions sans qu’un système de chauffage d’appoint soit particulièrement nécessaire. Ceci suppose toutefois une conception minutieuse du système de chauffage et une installation de haute qualité. 

Pour les climats où les températures sont inférieures à -10 °C, compte tenu de l’augmentation correspondante de la demande de chauffage et de la diminution de l’efficacité de l’appareil, un chauffage d’appoint peut s’avérer nécessaire. 

Les auteurs concluent que le déploiement généralisé de pompes à chaleur aérothermiques peut contribuer aux objectifs de décarbonation du chauffage des bâtiments dans la plupart des pays européens. Les pompes à chaleur géothermiques et les systèmes hybrides à air peuvent constituer une solution intéressante dans les climats les plus froids. 

 

Sources :

(1) D. Gibb et al. Coming in from the cold: Heat pump efficiency at low temperatures, Joule (2023) https://dx.doi.org/10.1016/j.joule.2023.08.005