Le mot « aérothermique » désigne, dans le chauffage, un équipement qui récupère la chaleur de l'air extérieur pour chauffer un logement. Dans une construction neuve, ce choix s'intègre à l'étude thermique RE2020 du logement.
Qu'est-ce que l'aérothermie ?
Dans le domaine du chauffage, l'aérothermie consiste à prélever des calories dans l'air extérieur pour chauffer un logement. L'équipement qui assure ce prélèvement est une pompe à chaleur.
Définition d'une pompe à chaleur aérothermique
Une pompe à chaleur aérothermique déplace la chaleur au lieu de la produire. Contrairement à une chaudière, elle ne brûle ni gaz ni fioul : elle prélève une énergie déjà présente dehors et la restitue à l'intérieur.
- Source captée : la chaleur de l'air, une énergie renouvelable disponible autour du logement.
- Énergie d'appoint au fonctionnement : l'électricité alimente l'appareil pour permettre le transfert.
- Principe physique : un transfert de chaleur, sans combustion.
- Usage visé : le chauffage du logement à partir des calories de l'air.
Concrètement, cela signifie que l'appareil consomme de l'électricité pour faire circuler la chaleur, pas pour la fabriquer entièrement. Ce transfert repose sur un circuit fermé dont les étapes se répètent en continu.
Les étapes du cycle thermodynamique
Le transfert s'appuie sur un fluide frigorigène, un liquide capable de changer d'état à basse température. Ce fluide parcourt quatre organes successifs, qui forment un cycle thermodynamique fermé.
- Évaporation : un ventilateur fait passer l'air extérieur sur l'évaporateur, où le fluide absorbe la chaleur et devient gazeux.
- Compression : le compresseur, alimenté en électricité, comprime ce gaz et élève sa pression comme sa température.
- Condensation puis détente : dans le condenseur, le fluide cède sa chaleur au logement et redevient liquide ; le détendeur abaisse ensuite sa pression et sa température.
Une fois détendu, le fluide retourne à l'évaporateur et le fonctionnement reprend. Reste à savoir à quoi la chaleur est cédée dans le condenseur : c'est ce qui distingue les deux familles de PAC.
Diffuser la chaleur par l'air ou par l'eau
Une PAC air-air diffuse la chaleur directement dans les pièces, par des unités soufflantes ou des gaines. Elle n'alimente pas de radiateurs hydrauliques et la production d'eau chaude sanitaire exige un équipement distinct.
À l'inverse, une PAC air-eau chauffe l'eau d'un circuit de chauffage central relié à un plancher chauffant, des radiateurs ou des ventilo-convecteurs. Elle peut aussi produire l'eau chaude sanitaire si elle a été prévue pour cet usage.
| Critère | PAC air-air | PAC air-eau |
| Diffusion | Unités soufflantes ou gaines | Circuit d'eau : plancher, radiateurs, ventilo-convecteurs |
| Eau chaude sanitaire | Équipement distinct nécessaire | Possible si le système est prévu |
| Configuration | Unités intérieures soufflantes | Monobloc (circuit frigorifique dans l'unité extérieure) ou bibloc (canalisations frigorifiques vers un module intérieur) |
| Refroidissement | Possible en version réversible | Possible en version réversible, pas via des radiateurs classiques |
Une pompe à chaleur réversible inverse le transfert pour assurer un refroidissement. Avec une PAC air-eau, la climatisation ne passe toutefois pas automatiquement par des radiateurs classiques : une eau trop froide y provoquerait de la condensation. Si vous envisagez la climatisation, les émetteurs doivent donc être choisis en conséquence.
Quelle performance attendre d'une PAC aérothermique ?
La performance d'un chauffage aérothermique se lit à travers plusieurs indicateurs, qui ne mesurent pas la même chose. Elle dépend ensuite du climat, des émetteurs et du dimensionnement.
Du COP aux consommations mesurées
Le COP, ou coefficient de performance, rapporte la chaleur fournie à l'électricité consommée dans des conditions définies : un COP de 4 donne 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d'électricité, dans ces conditions seulement. Le SCOP, saisonnier, découle d'un protocole de calcul. Pour comparer deux SCOP, vérifiez le climat de référence et la température de distribution retenus.
Sur le terrain, l'ADEME a suivi pendant une année complète 100 maisons individuelles françaises, dont 90 équipées de PAC air-eau et 10 de PAC géothermiques. Le SCOP moyen mesuré des PAC air-eau atteignait 2,9. Certaines installations dépassaient 4, d'autres restaient sous 1,8, d'où l'intérêt des conseils de l'ADEME pour maximiser la performance d'une PAC air-eau. Côté air-air, une étude de l'ADEME sur les consommations de 88 ménages passés de radiateurs électriques à une PAC air-air relève une consommation de chauffage divisée par deux en moyenne, sans permettre d'en déduire le SCOP réel.
L'effet du froid et du dégivrage
Lorsque la température extérieure baisse, la puissance de chauffage disponible peut diminuer. L'air contient encore de l'énergie exploitable sous 0 °C, mais un appoint peut devenir nécessaire dès que la PAC ne couvre plus les besoins du logement.
Le froid pose une seconde contrainte : du givre se forme sur l'évaporateur extérieur. La PAC peut alors lancer un dégivrage automatique qui interrompt momentanément le chauffage, et des dégivrages fréquents peuvent réduire la performance moyenne.
L'influence des émetteurs et du dimensionnement
Des radiateurs conventionnels demandent une eau autour de 70 à 80 °C, contre environ 35 à 40 °C pour des émetteurs basse température : réduire cet écart favorise la PAC air-eau. La puissance se calcule d'après les déperditions et le climat, pas la seule surface ; selon l'ADEME, un surdimensionnement peut augmenter la consommation et les cycles marche-arrêt. Une PAC bien dimensionnée peut rester performante dans un logement peu isolé, mais l'isolation demeure prioritaire.
