Pompes à chaleur industrielles : COP, applications et limites

Une pompe à chaleur ne fabrique pas de chaleur : elle en prélève dans un milieu — l'air extérieur, l'eau, le sol, ou la chaleur rejetée par un procédé — et la transfère vers le circuit à chauffer. C'est ce qui explique qu'elle restitue plusieurs fois l'énergie électrique qu'elle consomme, ce qu'aucune résistance ni chaudière ne peut faire.

Cette caractéristique en fait une solution intéressante pour l'industrie et l'hôtellerie marocaines. Elle ne la rend pas universelle, et les écarts entre performance annoncée et performance constatée méritent d'être compris avant de signer.

Lire correctement un COP

Le coefficient de performance est le rapport entre la chaleur restituée et l'électricité consommée. Un COP de 4 signifie quatre kilowattheures de chaleur pour un kilowattheure d'électricité.

Deux précautions s'imposent.

D'abord, un COP est toujours donné pour un couple de températures. La performance dépend de l'écart entre la source froide et la température de départ demandée. Plus cet écart est grand, plus le COP baisse. Un COP annoncé pour une eau de départ à 35 °C ne se retrouvera pas si l'installation demande 60 °C.

Ensuite, le COP instantané n'est pas le rendement annuel. C'est le SCOP, coefficient saisonnier, qui intègre les variations de charge et de température sur une saison complète. C'est lui qui détermine la facture.

Pour le Maroc, une conséquence pratique : les températures extérieures hivernales étant modérées sur le littoral, les performances réelles d'une PAC aérothermique y sont meilleures que dans les climats de référence européens. À l'inverse, en mode rafraîchissement l'été dans le sud, la chaleur extérieure dégrade le rendement.

Les applications qui fonctionnent bien

L'eau chaude sanitaire

C'est l'usage le plus rentable. Un hôtel, une clinique, un internat ou un vestiaire industriel consomment de l'eau chaude toute l'année, avec un besoin régulier et prévisible. La PAC assure le préchauffage jusqu'à une température intermédiaire, un appoint couvrant le complément et le traitement thermique nécessaire à la maîtrise du risque sanitaire.

Les piscines

Une eau de bassin se maintient entre 26 °C et 29 °C. L'écart avec la source est faible, donc le COP est élevé. C'est le cas d'école de la pompe à chaleur, avec des durées de retour sur investissement courtes en usage hôtelier.

La récupération sur groupe froid

C'est l'application la plus sous-exploitée. Une installation frigorifique rejette en permanence de la chaleur au condenseur. La récupérer pour préchauffer de l'eau ou un local, au lieu de l'évacuer dans l'air, revient à obtenir cette chaleur pour le seul coût de l'échangeur et de la pompe de circulation. Tout site disposant à la fois d'un besoin de froid et d'un besoin d'eau chaude devrait examiner ce point en priorité.

Le tertiaire réversible

Un même équipement chauffe en hiver et rafraîchit en été, ce qui évite un second réseau et un second contrat de maintenance.

Les limites

Les hautes températures. Au-delà de 70 à 80 °C, l'offre se restreint et les performances chutent. Un procédé demandant de la vapeur ne relève pas de la PAC.

Les besoins très intermittents. Une PAC est un investissement dont l'intérêt vient des heures de fonctionnement. Un besoin de quelques semaines par an ne l'amortit pas.

Les émetteurs existants. Remplacer une chaudière par une PAC sans revoir les émetteurs conçus pour une eau très chaude conduit à une déception : la PAC devra produire à haute température, précisément là où son rendement est le plus faible.

Le dimensionnement électrique. La puissance appelée au démarrage et la puissance souscrite doivent être vérifiées avant l'installation, faute de quoi le raccordement devient un poste de coût imprévu.

Le calcul de rentabilité

Il repose sur quatre entrées : le besoin annuel de chaleur en kilowattheures, le SCOP attendu dans les conditions réelles du site, le prix du kilowattheure électrique effectivement payé — tarif horosaisonnier compris — et le coût de la solution actuelle, en tenant compte de son rendement réel et non de son rendement nominal.

Le poste de maintenance doit figurer des deux côtés de la comparaison. Une PAC demande un entretien du circuit frigorifique et un contrôle d'étanchéité qu'une chaudière ne demande pas ; à l'inverse, elle supprime les contraintes liées à la combustion et au stockage de combustible.

Ce qu'il faut vérifier avant de signer

• Les COP et SCOP sont-ils donnés aux températures réellement demandées par votre installation, et non aux conditions de catalogue ?
• Le régime de température des émetteurs a-t-il été vérifié, ou seulement supposé ?
• Existe-t-il une source de chaleur fatale récupérable sur le site avant d'envisager une PAC sur air ?
• Le comptage énergétique est-il prévu ? Sans compteur, la performance réelle ne sera jamais connue, et la promesse commerciale restera invérifiable.

Ce dernier point est le meilleur indicateur du sérieux d'une offre. Un installateur confiant dans son dimensionnement propose de le mesurer.