Contrairement à une chaudière ou à un chauffage électrique par résistance, une pompe à chaleur géothermique ne produit pas directement la chaleur : elle transfère vers votre logement celle qui est déjà présente dans le sol. Elle peut donc fournir davantage d’énergie sous forme de chaleur qu’elle n’en consomme sous forme d’électricité. Le coefficient de performance (COP) résume cette efficacité. Ce calculateur détermine le COP à partir de mesures réelles, la limite théorique de Carnot à partir des températures du sol et du circuit de chauffage, ainsi que les économies par rapport au chauffage électrique par résistance.
Fonctionnement du calculateur de COP géothermique
L’onglet COP utilise la formule COP = puissance thermique fournie ÷ puissance électrique absorbée. Les mesures de puissance thermique en BTU/h sont converties en kW (1 kW ≈ 3,412 BTU/h) afin que les deux termes du rapport soient exprimés dans la même unité. Il s’agit de la définition employée par le DOE et ENERGY STAR pour évaluer les pompes à chaleur.
L’onglet « Maximum théorique » applique la formule de Carnot, COP_carnot = T_chaude / (T_chaude − T_froide), avec les températures absolues en kelvins. Cette limite physique n’est pas une caractéristique nominale de l’appareil : elle indique la performance théorique maximale possible entre les températures précises du sol et du circuit de chauffage, quels que soient le fabricant et le modèle.
L’onglet des économies compare la consommation de votre système à celle du chauffage électrique par résistance, dont le COP vaut 1 par définition : chaque watt d’électricité devient un watt de chaleur, sans transfert thermique depuis une source extérieure. Un système de COP X ne consomme que 1/X de l’électricité nécessaire au chauffage par résistance pour fournir la même quantité de chaleur.
Paramètres et signification
La puissance thermique fournie est le débit de chaleur utile délivré par votre système. Vous pouvez la relever sur une fiche technique, dans la puissance nominale ou lors d’une mesure sur site. Choisissez les kW ou les BTU/h selon l’unité utilisée dans votre documentation.
La puissance électrique absorbée est l’électricité consommée par le compresseur et les équipements auxiliaires. C’est cette consommation qui apparaît sur votre compteur, et non la quantité de chaleur fournie.
Les températures du sol et de départ (onglet « Maximum théorique ») doivent correspondre à votre installation : température de la boucle enterrée ou de la nappe phréatique pour la source froide, et température de départ requise par les émetteurs (plancher chauffant, radiateurs, air pulsé, etc.). Une différence plus faible entre ces températures accroît la limite théorique ; c’est pourquoi les systèmes de chauffage radiant à basse température se marient bien avec les pompes à chaleur géothermiques.
Le tarif d’électricité et les besoins annuels en chaleur (onglet « Économies ») doivent correspondre à votre tarif réel et à la consommation de chauffage annuelle estimée de votre logement, en kWh. Celle-ci peut figurer dans un audit énergétique ou une étude thermique.
Limites et cas particuliers
Le COP calculé à partir d’une seule mesure de puissance thermique et électrique est un instantané, pas une moyenne saisonnière : le COP réel varie avec la température du sol, la charge et les cycles de dégivrage au cours de la saison de chauffe. Pour disposer d’une mesure tenant compte de ces variations, consultez les performances saisonnières publiées par le fabricant plutôt que de vous fier à un relevé isolé.
Le calcul de Carnot donne une limite physique absolue, pas un objectif à atteindre. Aucun cycle réel de compression ne s’en approche ; un COP représentant 40 à 60 % de cette limite est courant et ne signale pas nécessairement un problème. Le calcul sert surtout à comparer deux installations ou deux scénarios de température, et non à établir un seuil de réussite ou d’échec.
L’estimation suppose que la totalité des besoins annuels en chaleur est couverte par une seule source dont le COP reste constant. Elle ne tient pas compte des résistances d’appoint, des pertes pendant le dégivrage ni des frais de puissance appliqués par certains fournisseurs d’électricité. Utilisez-la pour une première comparaison, et non comme une prévision définitive de facture.