Les pompes à chaleur en logement collectif, selon l’Afpac

Le jeudi 12 avril, l’Afpac, Association Française pour les Pompes à Chaleur, organisait une matinée consacrée aux pompes à chaleur dans les bâtiments de logements collectifs, en construction neuve, comme en rénovation. La pac est en effet poussée par l’Europe et par la France comme une solution, tout à la fois, de décarbonation et de réduction de la dépendance au gaz russe. D’une part, elle deviendra l’une des principales solutions en construction neuve. D’autre part, la Directive Européenne sur la Performance Energétique des Bâtiments, en cours de refonte, la consacre comme une technique majeure en réhabilitation.

Mais voilà, autant l’installation des pompes à chaleur est bien maîtrisée en maison individuelle, autant elle demeure rare en collectif, a fortiori, en réhabilitation de bâtiments collectifs.

Les solutions de pompes à chaleur disponibles en logement collectif

L’Afpac a donc produit en février 2023, une brochure intitulée "La Pompe à Chaleur – Des solutions disponibles en habitat collectif". Ce document classe les techniques disponibles en trois groupes :

• installer une pompe à chaleur individuelle par logement ;
• remplacer les chaudières en chaufferie par des pompes à chaleur air/eau ou géothermiques ;
• faire appel à des pompes à chaleur sur boucle d’eau pour fournir chauffage, ECS et éventuellement rafraîchissement, en installer une par logement avec en complément un équilibrage de la boucle. Cette dernière solution est dite "mixte", puisqu’elle contient des appareils individuels – les pacs sur boucle d’eau – et une partie collective : la boucle d’eau et son système de maintien en température.

La brochure de l’Afpac détaille en outre, dans les trois catégories ci-dessus, les solutions assurant le chauffage, celles qui couvrent les besoins de chauffage et d’ECS et celles qui offrent un triple service chauffage-ECS-rafraîchissement.

Installer des pompes à chaleur en chaufferie

En rénovation, s’il existe déjà une chaufferie, la solution sans doute la plus simple consiste sans doute à remplacer les chaudières en fin de vie, en totalité ou en partie – l’Afpac aime bien l’idée de l’hybridation associant pac et chaudières gaz -, par des pompes à chaleur.

Ce sont des pac à condensation par air, des pac géothermiques à boucle fermée ou bien encore des pac géothermiques à boucle ouverte avec puisage et rejet dans une nappe phréatique. Cette solution est encore plus facilement déployable en construction neuve.

L’offre de pac air/eau pour cette application existe sur le marché français depuis plusieurs années, notamment avec les pompes à chaleur Intuis et des produits d’autres marques cascadables jusqu’à atteindre des puissances de plusieurs centaines de kW. Il faudra choisir entre une installation en chaufferie de pompes à chaleur gainables ou bien des pac posée à l’extérieur du bâtiment. Ce qui implique immédiatement l’étude et la résolution des nuisances acoustiques éventuelles.

Toutes les Pac commercialisées en Europe satisfont aux exigences de la Directive ecoDesign (ErP) et de son Règlement d’application (UE) 2016/2281 entré en vigueur le 1^er janvier 2018. Ces deux textes européens exigent que le rendement des pompes à chaleur soit maximum à charge partielle. Dans le cas d’une installation en chaufferie, pour maximiser le rendement annuel, il peut donc être intéressant de fractionner la puissance nécessaire en une cascade de pac et de les faire fonctionner, autant que possible, à charge partielle.

Dans une installation collective, il faut produire et distribuer l’ECS en boucle collective à une température supérieure à 55°C en tout point de la boucle. En ce qui concerne les pompes à chaleur air/eau, seules celles qui fonctionnent au propane sont capables d’assurer de telles températures de départ d’eau par des températures extérieures négatives, sans appoint par résistance électrique.

Il est toujours possible d’installer des pac géothermiques en chaufferie. Il existe des foreuses de faible hauteur, capables de forer directement dans le sol d’une chaufferie. En construction neuve, il est plus facile d’incorporer les capteurs géothermiques en boucle fermée directement dans les fondations au moment de la construction. Plusieurs fabricants, dont Stiebel Eltron, Weishaupt et Viessmann, mais aussi le petit français Lemasson, proposent les machines nécessaires. ©Stiebel Eltron

Des pompes à chaleurs individuelles en collectif

L’installation des pompes à chaleur individuelles en collectif pose immédiatement deux difficultés : où placer les unités extérieures et comment résoudre les nuisances acoustiques. La brochure de l’Afpac énumère les solutions disponibles : les classiques pac air/eau split avec liaison en fluide, les pac air/air multisplit, les pac air/eau monobloc sur l’air extrait ou sur l’air extérieur.

Dans le cas des pac air/eau, il existe des modèles double-service, capables de produire l’eau chaude sanitaire. Dans le cas des pac air/air, il en existe aussi, mais en petit nombre. Ces systèmes comportent un ballon thermodynamique relié à l’unité extérieure, notamment chez Hitachi ou Midea. L’Afpac décrit également une configuration qui associe une pac air/air multisplit à un chauffe-eau thermodynamique indépendant.

Comme la quasi-totalité des pac air/eau split et des pac air/air utilisent aujourd’hui du R32, un fluide classé A2L (légèrement inflammable), il faudra veiller au respect de la norme EN378 qui permet de calculer la charge maximale admissible. Dans le cas du R32, le calcul s’effectue sur la base de son inflammabilité et du volume de la plus petite pièce desservie par la pac air/air, puis fait l’hypothèse que la totalité de la charge de l’installation se déverse dans cette pièce.

Prenons le cas du multisplit Bluevolution de Daikin. Avec 5 unités intérieures, il contient une charge maximale de 3,3 kg de R32. Selon la norme EN378, poçur une telle charge, la plus petite pièce du logement équipée d’une unité intérieure R32 doit avoir une surface d’au moins 10,3 m². Attention : en construction neuve, de nombreux appartement en immeubles collectifs comportent des chambres dont la surface est inférieure à 10 m²...

Installer une pac individuelle par logement en collectif impose de trouver des emplacements pour les unités extérieures. L’Afpac propose de les aligner sur un toit terrasse. Un promoteur a utilisé des pac GeniaAir de Saunier-Duval dans un bâtiment neuf. Elles sont rassemblées sur un pignon aveugle, protégé par une grille. ©Saunier Duval

Les pac air/eau gainable à installation intérieure

Les pac monobloc gainables sont installées directement dans le logement, raccordées à l’extérieur par une grille et deux conduits : l’un pour prendre l’air extérieur, l’autre pour rejeter l’air. Le français Amzair propose des pac monobloc gainables 2-en-1 ou 3-en-1, assurant le chauffage et la production d’ECS, avec le rafraîchissement en plus dans le cas des pac 3-en-1.

Nibe propose pour sa part une pac monobloc air extrait/eau, la NIBE F730 que nous avons vu récemment à ISH, puis à BePositive. La pac NIBE F730 assure la ventilation simple flux autoréglable du logement, prélevant au passage la chaleur de l’air extrait pour son fonctionnement, avec des débits d’air minium de 80 m³/heure à 400 m³/heure au maximum. Pilotée par inverter, elle fournit une puissance thermique variable de 1,1 à 6 kW, avec une puissance nominale de 3,2 kW, dans un encombrement au sol de 600 x 600 mm. Elle offre un rendement annuel moyen de 176 % au sens de la Directive ecoDesign. Équipée d’un ventilateur basse consommation et d’un pilotage par Inverter, la pompe à chaleur NIBE F730 embarque aussi un ballon eau chaude inox de 180 l, un appoint électrique, une pompe de circulation basse consommation, une vanne 3 voies directionnelles et un régulateur. ©Nibe

Les pompes à chaleur sur boucle d’eau constituent une excellente promesse pour la construction neuve et pour la rénovation. Plusieurs fabricants – Daikin, Vaillant, Intuis - font miroiter leur disponibilité depuis plusieurs années déjà, sans qu’elle se concrétise sur le marché français. Ces machines seront des pac eau/eau, raccordées à la boucle collective, réversibles (chauffage et rafraîchissement) et capables de produire l’eau chaude sanitaire. ©PP

L'Afpac prévoit un programme de sensibilisation de la filière, de formation et de communication sur les pompes à chaleur en collectif, qui sera progresseivement déployé de 2023 à 2025. ©PP