Pompe à chaleur surdimensionnée : d'où vient l'erreur de puissance

La scène revient plusieurs fois par saison de chauffe. Une pompe à chaleur air/eau remplace une vieille chaudière, l'installation est propre, le matériel est bon, et la facture ne baisse pas dans les proportions annoncées. Le logement est chaud, parfois trop. La machine démarre, s'arrête, redémarre.

Dans presque tous les cas, le problème n'est ni la marque, ni la pose. C'est la puissance. La machine est trop grosse pour le bâtiment qu'elle doit chauffer, et une pompe à chaleur trop grosse est une pompe à chaleur qui fonctionne mal.

C'est contre-intuitif. Sur une chaudière, une puissance excédentaire ne se voyait guère : le brûleur s'allumait moins souvent, et l'affaire était close. Sur une PAC, la marge de sécurité se paie tous les jours, en consommation et en durée de vie.

Ce qui se passe quand la machine est trop puissante

Une pompe à chaleur atteint son meilleur rendement en fonctionnement continu, à charge partielle, avec une eau la plus tempérée possible. C'est son régime naturel. Tout ce qui l'en éloigne dégrade le coefficient de performance réel, celui que vous constatez sur l'année, pas celui de la fiche technique.

Une machine surdimensionnée fait l'inverse. Elle couvre le besoin en quelques minutes, atteint sa consigne, s'arrête, puis redémarre dès que la température retombe. Ce sont les cycles courts. Chaque démarrage consomme sans produire de chaleur utile, sollicite le compresseur et le circuit frigorifique, et fait vieillir la machine plus vite que les heures de fonctionnement ne le laisseraient croire.

Les modèles à technologie inverter modulent leur puissance, ce qui atténue le phénomène sans le supprimer. La modulation a un plancher. Si ce plancher se situe au-dessus du besoin réel du logement pendant la plus grande partie de la saison, la machine passe l'hiver à faire ce qu'elle sait le moins bien faire.

D'où vient le surdimensionnement

Le surdimensionnement n'est pas une négligence isolée. Il est le résultat de plusieurs approximations qui vont toutes dans le même sens, et qui s'additionnent.

• La reprise de la puissance existante. On remplace une chaudière par une PAC de puissance équivalente. Sauf que l'ancienne chaudière était elle-même largement surdimensionnée, souvent parce qu'elle avait été choisie avant les travaux d'isolation réalisés depuis. On recopie une erreur ancienne.
• La règle du pouce en watts par mètre carré. Elle ignore la compacité, l'orientation, la qualité réelle des parois et le niveau d'étanchéité à l'air. Elle donne un ordre de grandeur, jamais une puissance de commande.
• Le cumul des marges. Une marge sur les déperditions, une marge sur la relance après réduit, une marge pour l'eau chaude sanitaire, une marge commerciale de confort. Chacune paraît raisonnable prise isolément. Empilées, elles doublent parfois la puissance.
• La lecture de la fiche technique. La puissance nominale d'une PAC air/eau est donnée à des conditions normalisées. Elle diminue quand la température extérieure baisse, et elle dépend aussi du régime de température demandé aux émetteurs. Comparer deux machines sur leur seule puissance annoncée n'a pas de sens.
• Les paliers de gamme. Les fabricants proposent des puissances discrètes. Entre deux modèles, le réflexe est de prendre le plus gros. C'est souvent le mauvais choix.

Ce qu'il faut pour dimensionner juste

Un dimensionnement sérieux part d'un calcul de déperditions du bâtiment, pièce par pièce, à la température extérieure de base du site. Cette température dépend de la zone climatique et de l'altitude : elle se relève, elle ne se devine pas.

Ce calcul demande des données que le maître d'ouvrage possède presque toujours sans le savoir : plans cotés, composition des parois, année de construction, nature et date des travaux d'isolation, type et régime des émetteurs en place, et les relevés de consommation des trois dernières années. Ces derniers valent de l'or : ils permettent de confronter le modèle à la réalité mesurée avant de choisir quoi que ce soit. La logique est la même que celle des justificatifs à réunir avant de refaire un diagnostic, décrite dans DPE mauvais ? Les documents à rassembler avant de le refaire.

Vient ensuite l'arbitrage que peu de dossiers posent explicitement : faut-il couvrir la totalité des déperditions à la température de base, ou accepter qu'un appoint prenne le relais quelques jours par an ? Les deux stratégies se défendent, mais elles ne conduisent pas à la même machine, ni au même coût d'investissement. Ce choix se discute, chiffres à l'appui, avant la commande.

Trois vérifications complètent le calcul, et elles conditionnent le résultat autant que la puissance elle-même. Le régime de température des émetteurs, d'abord : une PAC branchée sur des radiateurs conçus pour une eau très chaude ne tiendra jamais ses performances. Le volume d'eau du circuit ensuite, qui amortit les cycles. La loi d'eau enfin, ce réglage qui fait varier la température de départ selon la température extérieure, et qui reste beaucoup trop souvent sur ses valeurs d'usine.

Ce que vous pouvez vérifier cette semaine

Si l'installation existe déjà, observez le compteur électrique et la machine par temps frais, hors période de grand froid. Une PAC qui démarre et s'arrête plusieurs fois par heure alors qu'il fait doux dehors vous dit tout. Regardez aussi si l'appoint électrique se déclenche : sur une machine bien dimensionnée et bien réglée, il devrait rester exceptionnel.

Si le projet n'est pas encore engagé, demandez à voir la note de calcul des déperditions avant de signer. Pas une estimation en watts par mètre carré : un calcul appuyé sur vos plans, vos parois et votre site. Si ce document n'existe pas, la puissance proposée est une hypothèse, et vous la paierez pendant quinze ans.