Température extérieure et COP : jusqu'où une pompe à chaleur air/eau reste efficace

Selon les fiches des constructeurs, la plupart des pompes à chaleur air/eau actuelles fonctionnent en chauffage jusqu'à -20 °C ou -25 °C extérieur, et certains modèles conçus pour le froid jusqu'à -28 °C ou -30 °C. Mais « fonctionner » ne veut pas dire « chauffer avec le même rendement » : le COP baisse à mesure que l'air se refroidit. Sur une PAC Panasonic de 9 kW, il passe de 5,08 à +7 °C à 3,08 à -7 °C, avec une eau à 35 °C.

Voici les limites réelles par gamme, la lecture d'un COP, la différence avec le SCOP et ce qui aide vraiment une PAC à passer l'hiver.

Jusqu'à quelle température fonctionne une pompe à chaleur air/eau ?

La température minimale de fonctionnement est donnée par la notice ou la fiche technique, modèle par modèle. Quelques exemples vérifiés :

Méfiez-vous des chiffres cités sans référence de modèle. On lit par exemple « -28 °C » pour « la » Zubadan, alors que les pages Mitsubishi consultées indiquent -25 °C ou -30 °C selon la version. Pour les autres marques, les modèles et les générations se comparent sur notre page marques de pompes à chaleur.

Pompe à chaleur température minimum : limite de fonctionnement et dimensionnement

La température minimale est une limite de fonctionnement, pas une promesse de confort. Sous cette limite, la PAC s'arrête ou laisse la main à l'appoint électrique ou à la chaudière de relève, selon la configuration prévue par l'installateur : vérifiez le comportement décrit dans votre notice.

Ce qui compte pour votre confort, c'est la puissance que la PAC délivre encore à la température la plus froide de votre région, pas seulement le fait qu'elle tourne. Une machine qui fonctionne à -25 °C mais ne fournit plus que la moitié de sa puissance ne chauffera pas seule une maison dimensionnée au plus juste. En zone de montagne ou dans l'Est, lisez notre dossier sur la PAC en climat froid.

Pompe à chaleur et température extérieure négative : ce qui se passe

Quand le thermomètre passe sous zéro, trois phénomènes se cumulent :

• le COP baisse : la PAC doit extraire la chaleur d'un air plus froid, l'écart de température à franchir augmente ;
• la puissance disponible diminue sur beaucoup de modèles, sauf ceux conçus pour la maintenir, comme les Zubadan jusqu'à -15 °C ;
• le givre se forme sur l'échangeur. Mitsubishi indique qu'il se forme surtout entre -4 °C et +4 °C, d'autant plus que l'air est humide. Les cycles de dégivrage sont normaux ; ils sont expliqués dans notre article sur le givre d'une PAC en hiver.

Quand la PAC ne suffit plus, l'appoint prend le relais. Son rôle, son coût et son réglage sont détaillés dans notre guide sur l'appoint électrique d'une pompe à chaleur.

COP pompe à chaleur air/eau : la formule et la notation

Le COP (coefficient de performance) se calcule simplement :

COP = chaleur restituée ÷ électricité consommée

Un COP de 4 signifie que la PAC fournit 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité. Une résistance électrique a, par construction, un COP de 1.

Un COP n'a de sens qu'avec ses conditions de mesure. Les constructeurs les donnent selon la norme EN 14511, avec une notation codée :

• A (air) : la température de l'air extérieur, en °C. A7 = +7 °C, A-7 = -7 °C ;
• W (water, eau) : la température de départ de l'eau de chauffage. W35 = 35 °C, typique d'un plancher ; W55 = 55 °C, plutôt des radiateurs.

« COP 4,74 (A7/W35) » veut donc dire : 4,74 à +7 °C extérieur, avec une eau produite à 35 °C. C'est la valeur annoncée par Atlantic pour l'Alfea Extensa A.I. R32 modèle 5. Mitsubishi annonce jusqu'à 5,02 dans les mêmes conditions pour l'Ecodan Duo Power Inverter Silence en 8 et 10 kW.

COP pompe à chaleur en fonction de la température

La fiche de la Panasonic Aquarea T-CAP Monobloc Génération J de 9 kW (WH-MXC09J3E5) donne les COP suivants selon la norme EN 14511 :

Deux enseignements :

1. Le froid coûte : de +7 °C à -7 °C, avec une eau à 35 °C, le COP perd environ 40 %.
2. L'eau chaude coûte autant : à +7 °C, passer d'une eau à 35 °C à une eau à 55 °C fait perdre la même proportion.

Traduit en euros, avec l'électricité à environ 0,20 €/kWh, produire 10 kWh de chaleur revient à :

C'est le principe rappelé par l'ADEME dans son guide sur les pompes à chaleur : le COP augmente avec la température extérieure et baisse quand la température de l'eau monte. D'où l'intérêt d'émetteurs qui chauffent avec de l'eau modérée et d'une loi d'eau bien réglée. Les PAC capables de produire de l'eau au-delà de 55 °C, pour de vieux radiateurs, paient ce prix en rendement : voir notre avis sur la PAC haute température.

SCOP vs COP : quel chiffre regarder ?

Le COP est une photo, prise à une température donnée. Le SCOP (COP saisonnier) est une moyenne calculée sur une saison de chauffe type, qui intègre des jours doux et des jours froids selon un climat de référence (norme EN 14825). Pour la même Panasonic de 9 kW, le SCOP en climat moyen est de 4,96 avec une eau à 35 °C et de 3,57 avec une eau à 55 °C.

Pour comparer deux PAC, le SCOP est plus parlant que le COP à +7 °C, à condition de comparer des valeurs obtenues dans le même climat et à la même température d'eau. Aucun des deux ne prédit votre facture : le guide « Installer une pompe à chaleur » de l'ADEME rappelle que le COP constaté sur une installation réelle diffère du COP nominal. Isolation, réglages, dégivrage et qualité de l'installation font la différence.

Pompe à chaleur par grand froid : garder une bonne efficacité en hiver

Vous ne changerez pas la météo, mais plusieurs leviers dépendent de vous ou de votre installateur :

• baisser la température de l'eau autant que le confort le permet, par un réglage fin de la loi d'eau plutôt que par une consigne relevée ;
• régler le seuil de l'appoint électrique pour qu'il ne s'enclenche que par vrai froid ;
• dégager l'unité extérieure : Daikin demande au moins 300 mm libres sous l'unité et une pose à au moins 100 mm au-dessus du niveau de neige maximal envisagé ;
• surveiller l'évacuation des condensats : dans les régions où le gel peut durer longtemps, Atlantic demande une résistance de traçage sur le tuyau d'évacuation et le bas de la cuve de collecte, pour éviter la prise en glace ;
• choisir une gamme adaptée au climat lors d'un remplacement, en regardant la puissance disponible à basse température, pas seulement la limite de fonctionnement.

Si votre PAC semble consommer bien plus que ces ordres de grandeur, ou si elle décroche à chaque vague de froid, un diagnostic par un technicien indépendant permet de vérifier le dimensionnement, les réglages et l'état de la machine.

Questions fréquentes

Une pompe à chaleur air/eau fonctionne-t-elle à -15 °C ?

Oui, la plupart des modèles récents fonctionnent bien en dessous : les fiches vérifiées indiquent des limites de -20 °C à -30 °C selon les gammes. En revanche, à -15 °C, le COP et souvent la puissance disponible sont nettement plus bas qu'à +7 °C. Certains modèles, comme les Mitsubishi Zubadan, sont conçus pour maintenir leur puissance nominale jusqu'à -15 °C.

Quel COP attendre par grand froid ?

Cela dépend du modèle et de la température d'eau. À titre d'exemple, une Panasonic Aquarea T-CAP de 9 kW annonce un COP de 3,08 à -7 °C avec une eau à 35 °C, et de 2,12 avec une eau à 55 °C. Même dans ce second cas, la PAC produit plus de deux fois plus de chaleur qu'une résistance électrique pour la même consommation.

Quelle différence entre COP et SCOP ?

Le COP mesure le rendement à une température extérieure et une température d'eau précises, par exemple A7/W35. Le SCOP est une moyenne sur une saison de chauffe type, qui intègre des jours doux et froids. Le SCOP est donc plus représentatif pour comparer deux PAC, à condition de comparer les mêmes conditions de climat et de température d'eau.

Que se passe-t-il sous la température minimale de fonctionnement ?

En général, la PAC cesse de chauffer par elle-même et, selon la configuration prévue par l'installateur, l'appoint électrique ou la chaudière de relève assure le chauffage. C'est pourquoi l'appoint doit rester opérationnel dans les régions froides. Vérifiez dans votre notice la limite exacte de votre modèle : elle varie de -20 °C à -30 °C selon les gammes.