Associées au confort et à la qualité de vie, les consommations d’eau chaude sont en progression, avec des baignoires toujours plus imposantes et des douches aux effets multiples. L’eau chaude sanitaire est désormais le premier poste de consommation annuelle d’énergie dans les constructions de maisons très bien isolées, donc aux besoins en chauffage réduits. Face à ,ces évolutions, autant dans la construction de maisons neuves qu’en rénovation, une course à la performance s’engage.
Longtemps le « cumulus », une résistance électrique plongée dans un ballon de grande contenance, à dominé le marché. Mais la nouvelle réglementation thermique (RT2012) en réduit fortement l’usage dans les logements neufs et impose une production minimale d’énergie renouvelable.
Les systèmes solaires thermiques et les chaudières à gaz ont profité de l’aubaine et sont venus contester la domination de l’électricité.C’est dans ce contexte qu’est apparu le chauffe-eau thermodynamique individuel (CETI) à la fin des années 2000. Il connaît depuis un véritable succès, porté par les aides financières à la rénovation.
Quand l’air chauffe l’eau. Le principe : une pompe à chaleur (PAC) est associée à un ballon d’eau chaude électrique. Elle récupère les calories, soit de l’air extérieur, soit de l’air ambiant d’un local, soit de l’air expulsé par la ventilation mécanique contrôlée (VMC). Ces calories servent à chauffer l’eau du ballon. L’électricité vient assurer le complément si nécessaire.
Le rendement énergétique de cette technique nouvelle est mesuré par un indicateur : Le COP (Coefficient de performance). Le COP est d’autant plus élevé que l’air puisé est chaud.En premier lieu, l’air expulsé par une VMC offre le meilleur rendement. Puis,celui puisé dans un local fermé (garage, buanderie) où l’air ambiant ne descend pas en dessous de 10°. Et enfin sur l’air extérieur soumis aux aléas climatiques. En aucun cas, la PAC ne doit puiser l’air dans une pièce chauffée car, en absorbant les calories pour chauffer l’eau, elle abaisserait la température de la pièce.Il faudrait en augmenter la consommation de chauffage et le bénéfice serait nul. Second critère de performance de l’installation : la température initiale de l’eau chauffer. Plus elle est stable et élevée, meilleurs sont les résultats. En hiver, quand l’eau est et l’air sont plus froids, les performances de l’installation sont lourdement pénalisées.
Même si les rendements sont présentés de façon fabuleuse : 1 kW consommé pour faire tourner la pompe à chaleur ferait gagner 3 à 4 kW d’énergie, il est préférable de brancher l’installation sur un compteur heures creuses/heures pleines pour bénéficier du meilleur tarif. D’autre part les performances sont sensibles à l’usage. La pompe à chaleur n’est pas reactive instantanément, et les à-coups pour de faibles volumes de consommation sont très pénalisants, car rares sont les modèles de chauffe-eau thermodynamiques équipés d’une régulation de type « Inverter » ( le principe de l’inverter est de lisser le fonctionnement de la PAC afin d’améliorer le le coefficient de performance COP. L’inverter module la vitesse du compresseur, de telle sorte que que la pompe ne soit pas sollicitée dans toute sa puissance. Il offre une meilleure efficacité et donc un plus grand confort aux utilisateurs.)
Ne nous y trompons pas, le COP n’est pas un indicateur de rendement. Car un rendement sera toujours inférieur à 1 tant qu’on n’aura pas inventé le mouvement perpétuel. Le coefficient de performance est le rapport entre l’énergie thermique restituée et l’énergie électrique consommée. Un COP de 3 indique qu’une pompe à chaleur va produire 3 kWh de chauffage avec 1kWh d’électricité (soit 2 de plus). Plus le COP est élevé, plus le système est performant. Le plafond est actuellement de 7, mais un COP de 3 au minimum est l’une des conditions obligatoires pour obtenir les crédits d’impôts et le taux de TVA réduit.
Cela dit, le COP est un rapport « variable ». Il est meilleur quand l’écart entre la température extérieure et la température de sortie est faible. Il est plus facile de chauffer de l’eau à 35° à partir de d’un air à 15°, qu’une eau à 55° par une nuit d’hiver à -15°. Le COP peut atteindre 5 à 7 en été pour de l’eau d’une piscine (air à 25° pour de l’eau à 28°), mais inférieur à 3 en hiver.