Pour bien choisir votre pompe à chaleur, il est essentiel de comprendre les différences entre les principaux systèmes disponibles. Les pompes à chaleur air-eau utilisent l’air extérieur comme source d’énergie, tandis que les modèles eau-eau géothermiques puisent leur énergie dans le sol ou les nappes phréatiques. Leur coefficient de performance (COP), leur principe de fonctionnement et leur coût d’installation varient sensiblement. Ces critères de choix détermineront quel système convient le mieux à votre logement, votre climat et votre budget.
Principe de fonctionnement des deux types de pompes à chaleur
Toutes les pompes à chaleur fonctionnent sur le même principe thermodynamique, mais leur source d’énergie varie. Cette différence impacte directement leur rendement, leur installation et leur comportement face aux variations de température extérieure. Comprendre ces mécanismes vous aidera à sélectionner la solution idéale pour votre chauffage central existant.
Comment fonctionne une pompe à chaleur air-eau
La pompe à chaleur air-eau capte les calories présentes dans l’air grâce à une unité extérieure équipée d’un évaporateur. Le fluide frigorigène y absorbe la chaleur avant d’être comprimé pour augmenter sa température. Finalement, un échangeur transmet cette énergie au circuit de chauffage. L’installation d’une pompe à chaleur air-eau est simple et ne nécessite qu’un espace extérieur d’environ 1m² pour l’unité extérieure.
Ce système aérothermique suit les quatre étapes classiques du cycle thermodynamique. Son rendement dépend cependant de la température extérieure – en cas de grand froid, une partie de l’énergie est consommée pour le dégivrage. Malgré cela, son installation rapide (1 à 2 jours) et son coût modéré en font une solution très prisée.
Captage géothermique et aquathermique de la PAC eau-eau
La pompe à chaleur eau-eau puise sa chaleur dans le sol ou une nappe phréatique. Grâce à la température constante de ces sources (entre 4 et 12°C), elle maintient un COP élevé toute l’année, même en hiver. Le fluide caloporteur circule dans des capteurs enterrés ou un forage pour transférer cette énergie au circuit de chauffage.
Contrairement au système air-eau, la pompe à chaleur géothermique eau-eau bénéficie d’une source de chaleur stable. L’eau utilisée est ensuite réinjectée dans le sol, dans le respect de l’environnement. Si son fonctionnement global est similaire, ses performances annuelles sont ainsi plus constantes.
Différences d’installation et contraintes techniques
L’installation varie considérablement selon le type de pompe à chaleur choisie. La PAC air-eau ne demande qu’un espace extérieur suffisant, tandis que la PAC eau-eau implique des travaux plus complexes. Voici les principaux points à considérer :
- PAC air-eau : Installation simple en 1-2 jours, coût modéré (10 000€ à 14 000€ pour 150m²), sans travaux lourds mais sensible aux variations climatiques.
- PAC eau-eau : Nécessite un forage ou des tranchées, étude hydrogéologique préalable, budget plus élevé (18 000€ à 25 000€) mais performances constantes.
- Contraintes géographiques : L’air-eau convient aux petites surfaces, l’eau-eau aux terrains possédant une nappe accessible.
Chez Domos Énergie (certifiée RGE Qualibat 5231), nous réalisons une étude personnalisée avant chaque installation : analyse du terrain, vérification des ressources, dimensionnement précis et estimation du coût. Ainsi, vous bénéficiez d’un système de chauffage performant et adapté à vos besoins énergétiques.
Performance énergétique et consommation électrique comparées
L’efficacité d’une pompe à chaleur repose principalement sur son coefficient de performance (COP) et son rendement saisonnier. Ces indicateurs déterminent directement la consommation d’énergie du système, son impact sur votre facture et la puissance disponible pour le chauffage. Comparons ici les technologies aérothermiques et géothermiques.
Les pompes à chaleur air-eau puisent leur énergie dans l’air extérieur avec un SCOP généralement situé entre 3,5 et 4,5, selon l’écart de température entre l’air et le circuit de chauffage. À l’inverse, les modèles eau-eau – de véritables pompes à chaleur géothermiques – exploitent la chaleur stable du sol ou des nappes phréatiques, affichant un SCOP souvent supérieur à 4,5 pouvant atteindre 5,5. Cette différence de source énergétique influence directement le coefficient de performance saisonnier et l’efficacité globale du système. Comparer les rendements air-eau vs eau-eau
COP et SCOP : comprendre les indicateurs de rendement
Le coefficient de performance instantané (COP) représente le ratio entre l’énergie thermique produite et la consommation électrique. Une pompe à chaleur air-eau affiche typiquement un COP de 3,5 à 4,5, générant ainsi 3,5 à 4,5 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommée. La PAC géothermique eau-eau atteint quant à elle un COP de 5,0 à 6,5 grâce à la stabilité de sa source géothermique.
Concrètement, prenons une PAC de 12 kW : avec un COP de 3,5, une unité air-eau consommera environ 3 400 W en pleine charge. En comparaison, une PAC géothermique eau-eau avec un COP de 5,0 n’utilisera que 2 400 W pour la même puissance, soit une économie de près de 30% sur la consommation électrique.
- COP nominal : En conditions test (+7°C pour aérothermique, +10°C pour géothermique), on observe 3,5-4,5 pour air-eau contre 5,0-6,5 pour eau-eau.
- SCOP saisonnier : 3,5-4,5 pour l’air-eau et 4,5-5,5 pour l’eau-eau, intégrant les variations de fonctionnement.
- Consommation annuelle : Pour 150 m² bien isolés, environ 4 500 kWh en aérothermique contre 3 200 kWh en géothermie.
- Stabilité du rendement : La PAC géothermique eau-eau maintient un COP constant grâce à la température stable du sol.
Sur 15 ans, ces différences de consommation d’énergie peuvent représenter près de 3 900 € d’économies, compensant partiellement le surcoût d’installation d’un système géothermique.
| Type de PAC | COP moyen | SCOP saisonnier | Consommation annuelle (150 m²) | Facture annuelle |
| Air-eau aérothermique | 3,5 – 4,5 | 3,5 – 4,5 | 4 500 kWh | ≈ 900 € |
| Eau-eau géothermique | 5,0 – 6,5 | 4,5 – 5,5 | 3 200 kWh | ≈ 640 € |
Consommation réelle selon les conditions climatiques
Les performances d’une PAC aérothermique diminuent sensiblement lorsque le mercure descend sous zéro. À 0°C, le COP moyen chute autour de 3,0, et peut atteindre seulement 1,7 à -7°C, obligeant la pompe à chaleur air-eau à consommer jusqu’à 7 kW d’électricité pour fournir 12 kW de chauffage.
La pompe à chaleur eau-eau conserve quant à elle un COP supérieur à 3,2 même par grand froid, profitant de la température stable (environ 10°C) de sa source géothermique. Cette constance réduit les sollicitations du compresseur, limite la consommation d’énergie et prolonge la durée de vie de l’installation.
Impact de la température extérieure sur l’efficacité
Pour une PAC air-eau, le COP varie généralement entre 2,0 et 5,0 selon que la température extérieure est à -10°C ou +15°C, entraînant d’importantes fluctuations de consommation électrique. En hiver rigoureux, un chauffage d’appoint électrique devient souvent nécessaire, augmentant le coût de fonctionnement.
La géothermie élimine cette variabilité. Avec des températures souterraines comprises entre 8°C et 12°C, la pompe à chaleur eau-eau maintient une performance proche de son COP nominal, fournissant une puissance stable sans nécessiter de surdimensionnement. Cette régularité facilite le dimensionnement du système et permet des estimations fiables de la consommation d’énergie.
- +7°C : COP de 4,0-4,5 (air-eau) contre 5,0-5,5 (eau-eau) – écart modéré
- 0°C : 3,0 pour l’aérothermique contre 4,5 pour la géothermie – 50% d’écart
- -10°C : 2,0-2,5 nécessitant un appoint (air-eau) contre 4,0-4,5 sans appoint (eau-eau)
Dans les régions aux hivers rigoureux (Hauts-de-France, Grand Est), ces différences sont cruciales. Les conditions hivernales défavorables pénalisent lourdement les systèmes aérothermiques, tandis que la PAC géothermique eau-eau conserve son efficacité, réduisant ainsi significativement les coûts d’exploitation.
Coût d’installation et aides financières disponibles
L’investissement initial représente souvent le critère principal lorsqu’on compare différents systèmes de pompe à chaleur. Les variations de prix entre les modèles aérothermiques et géothermiques s’expliquent principalement par la complexité des travaux nécessaires, qui impactent à la fois le coût global et la future rentabilité en termes d’énergie.
Budget initial pour chaque type de chauffage
Pour une maison de 150 m², l’installation complète d’une pompe à chaleur air-eau coûte généralement entre 10 000 € et 14 000 €. Ce montant inclut l’unité extérieure, le module intérieur, les raccordements, les éventuelles modifications du réseau de chauffage et la mise en service du système.
Une pompe à chaleur eau-eau (ou pac géothermique eau-eau) nécessite quant à elle un budget plus conséquent, oscillant entre 18 000 € et 25 000 € pour la même surface. Cette différence de prix provient des travaux spécifiques : forages, pose de sondes, étude préalable et adaptation précise au circuit de chauffage existant.
MaPrimeRénov’et CEE pour les PAC
Les aides financières disponibles permettent de réduire significativement la facture. MaPrimeRénov’peut prendre en charge jusqu’à 5 000 € pour une pompe à chaleur air-eau et 11 000 € pour une pac géothermique eau-eau. S’y ajoutent les primes CEE, qui varient de 2 500 € à 4 500 € selon votre situation.
Chez Domos Énergie, nous nous chargeons gratuitement de toutes les formalités administratives liées à ces aides financières. Notre équipe constitue vos dossiers, suit les démarches et assure le versement des subventions, ce qui peut réduire votre reste à charge de 40 % à 60 % et rendre votre projet de chauffage plus abordable.
Retour sur investissement et économies réalisées
La pompe à chaleur air-eau permet généralement un retour sur investissement sous 7 à 10 ans, grâce à son coût accessible et à la réduction significative de la consommation d’énergie. Remplacer une vieille chaudière par ce système peut faire économiser environ 1 200 € par an (soit 70 % des dépenses de chauffage).
Même avec un coût d’installation plus élevé, la pompe à chaleur géothermique eau-eau s’amortit en 9 à 13 ans grâce à son excellent coefficient de performance (COP). Elle permet des économies annuelles d’environ 1 500 € (soit 80 % de la facture énergétique) en puisant son énergie dans une source renouvelable locale, tout en étant moins sensible aux variations tarifaires.
Comment choisir entre pompe à chaleur air-eau et eau-eau
Opter pour un système aérothermique ou géothermique nécessite une analyse approfondie de plusieurs facteurs : conditions climatiques locales, configuration de votre terrain, budget disponible et objectifs en matière de performance énergétique. Une étude personnalisée de votre habitation permet de déterminer la pompe à chaleur qui offrira le meilleur compromis entre économies d’énergie, confort thermique et coût global sur le long terme.
Critères climatiques et géographiques à considérer
Le climat de votre région est le premier élément à prendre en compte pour choisir la bonne technologie. Dans les zones très froides comme le Nord ou l’Est de la France, où les températures descendent fréquemment en dessous de -10°C, la PAC eau-eau conserve un excellent COP sans recours à un appoint électrique onéreux. En revanche, sous des climats plus tempérés, la pompe à chaleur air-eau présente un rapport coût-efficacité très intéressant, les températures négatives y étant plus rares.
- Climat froid : la géothermie est à privilégier pour maintenir une puissance de chauffage constante, limiter les phases de dégivrage et assurer un confort optimal.
- Climat doux : l’aérothermie représente un choix économique judicieux, la légère différence de performance ne justifiant pas l’investissement supplémentaire pour un forage.
- Configuration du terrain : un petit jardin en ville convient parfaitement à une pompe à chaleur air-eau, tandis qu’un terrain spacieux avec accès à une nappe phréatique favorise l’installation d’un système eau-eau.
La présence d’une source d’eau souterraine viable est essentielle pour la géothermie : un débit minimum de 1 à 3 m³/h, une température stable entre 8°C et 12°C, ainsi qu’une eau peu minéralisée et au pH neutre garantissent la longévité du système et la qualité de la production d’eau chaude.
Compatibilité avec votre système de chauffage actuel
L’adaptation à vos émetteurs de chaleur existants est cruciale. Les radiateurs haute température (70-80°C) nécessitent une pompe à chaleur capable de fournir de l’eau chaude à haute température – ce que la PAC eau-eau réalise aisément, alors que l’aérothermie requiert souvent un complément électrique lors des vagues de froid intense.
Les planchers chauffants et radiateurs basse température (30-45°C) optimisent le rendement des deux types de pompes à chaleur. Ils permettent de tirer pleinement profit du COP élevé des systèmes géothermiques et de maintenir les unités extérieures aérothermiques dans leur zone de fonctionnement idéale.
Avantages et limites de chaque solution
Chaque technologie présente des atouts et des contraintes qu’il importe de comparer. La pompe à chaleur air-eau s’installe facilement, avec un coût d’installation accessible et sans besoin de forage. Cependant, ses performances diminuent lors des grands froids et son unité extérieure peut émettre jusqu’à 60 dB de bruit.
- PAC air-eau : parfaite pour les rénovations en milieu urbain, les budgets limités et les régions où les hivers restent modérés (rarement en dessous de -5°C).
- PAC eau-eau : mieux adaptée aux constructions neuves avec espace disponible, aux climats rudes et à la recherche de la meilleure performance énergétique.
- Nuisances sonores : l’unité extérieure de l’air-eau produit un bruit perceptible, contrairement à la géothermie qui fonctionne en silence.
- Maintenance : prévoyez entre 150€ et 250€ par an pour l’aérothermie, et entre 250€ et 400€ pour la géothermie (incluant le contrôle du captage).
Le besoin éventuel de rafraîchissement en été peut également influencer votre choix. Bien que les deux systèmes soient réversibles, la PAC eau-eau couplée à un plancher rafraîchissant procure un confort estival silencieux, sans courant d’air désagréable – un avantage notable dans les régions où les étés sont particulièrement chauds.
Notre équipe réalise pour vous une étude gratuite sur mesure : diagnostic thermique, vérification de la compatibilité système, estimation des aides financières disponibles, comparaison des coûts sur 15 ans et analyse des performances. Cette démarche vous aide à choisir en toute connaissance de cause parmi les différents types de pompes à chaleur existants.
Foire aux questions
Quelle est la différence de consommation réelle entre une PAC air-eau et une PAC eau-eau pour une maison de 150 m² ?
Pour une maison de 150 m² correctement isolée dans les Hauts-de-France, une pompe à chaleur air-eau consomme en moyenne 4 500 kWh par an, ce qui représente environ 900 € d’électricité. En comparaison, la pompe à chaleur eau-eau de même puissance n’utilise que 3 200 kWh annuels, soit près de 640 €. Cette différence s’explique par la stabilité du coefficient de performance (COP) de la PAC eau-eau, ce qui permet d’économiser 260 € par an – soit près de 3 900 € sur 15 ans, compensant ainsi partiellement le surcoût initial lié à la géothermie.
Les pompes à chaleur eau-eau fonctionnent-elles partout en France ou faut-il des conditions géologiques particulières ?
Le fonctionnement optimal d’une pompe à chaleur eau-eau nécessite des conditions géologiques spécifiques : une nappe phréatique située entre 60 et 150 m de profondeur, avec un débit de 1 à 3 m³/h (selon la puissance) et une température d’eau entre 8°C et 12°C. Ces conditions sont naturellement réunies dans les zones alluviales comme l’Aquitaine, le Limousin ou les grandes vallées, où l’énergie est plus stable. En revanche, les massifs rocheux compliquent les forages et augmentent les coûts. Une étude préalable est indispensable pour vérifier la compatibilité système, estimer le COP réel et évaluer la performance énergétique globale avant tout investissement.
Peut-on installer une pompe à chaleur eau-eau dans une maison existante ou est-ce réservé aux constructions neuves ?
Contrairement aux idées reçues, la géothermie est adaptée à la rénovation, à condition que le terrain permette des forages verticaux ou des tranchées sans endommager les installations existantes. La compatibilité système avec les émetteurs de chaleur doit également être vérifiée : les planchers chauffants ou radiateurs basse température optimisent la performance énergétique de la PAC, tandis que les radiateurs en fonte haute température réduisent son COP. Une étude technique détaillée déterminera les adaptations nécessaires, les kWh économisés et le coût total pour garantir la viabilité de votre projet de pompe à chaleur eau-eau.