Les pompes à chaleur en tertiaire ? L’Afpac a quelques idées

L’Afpac – Association Française des Pompes à Chaleur – vient de publier un dossier sur les pompes à chaleur dans les bâtiments tertiaires. Il devrait être bientôt disponible sur leur site. Le tertiaire, selon une étude CEREN 2020, représente 1 milliard de m² chauffés. En 2021, selon une publication GDD/SDES de 2022, le tertiaire a consommé 16% de l’énergie consommée en France, soit 260 TWh, toutes énergies confondues, dont 100 TWh pour le chauffage.

Trois secteurs représentent pratiquement les deux tiers de ses surfaces :

• Les bureaux,
• Le commerce, avec centres commerciaux, les surfaces alimentaires, les commerces de centre-ville,
• L’enseignement, de la petite enfance aux universités et aux grandes écoles.

De plus, rappelle le dossier de l’Afpac, le tertiaire est étroitement réglementé. Le dispositif Eco Energie Tertiaire, dit décret tertiaire, entré en vigueur le 23 juillet 2019, prévoit que les bâtiments tertiaires existants de plus de 1000 m² doivent réduire leurs consommations d’énergie de 40% en 2030, 50% en 2040 et 60% en 2050, par rapport à des valeurs absolues ou bien par rapport à une année de référence choisie entre 2010 et 2019.

Les pac sont déjà solidement installées dans le tertiaire

Les pac chauffent 6% du parc tertiaire chauffé, soit tout de même 58,6 millions de m². Elles rafraîchissent 13% des surfaces tertiaires rafraîchies. Elles sont courantes en bureaux, en hôtellerie, en grands commerces, soit partout où il faut rafraîchir. Elles sont cependant encore rares en enseignement, dans les établissements de santé, etc.

Page 13 de son dossier, l’Afpac prend soudain ses rêves pour des réalités, prévoyant une énorme expansion des pac air/air, y compris des DRV, qui prendraient 35% du marché des pacs dans la période 2040 – 2050 et 20% du marché de la rénovation. L’Afpac n’a sans doute pas tiré toutes conséquence de la révision du règlement européen F-Gaz, qui vient d’être publié et dont le texte de 206 pages, tout de même, est consultable en anglais sur le site du Conseil de l’Europe. Sans même évoquer les règles françaises, comme le fameux article CH35 du Règlement de Sécurité Incendie dans les ERP (Etablissements Recevant du Public). Il est au contraire assez probable que les pompes à chaleur à détente directe (air/air) perdent des parts de marché face aux solutions classiques de pac air/eau, eau glycolée/eau, eau/eau. ©PP

Le DRV, une pac air/air, représente la solution classique en bureaux

Pour l’instant, l’Afpac a raison de souligner que le DRV (Débit de Réfrigérant Variable), dit aussi VRF pour Variable Refrigerant Flow constitue la solution normale en bureaux, neuf ou réhabilités. C’est une pompe à chaleur air/eau dont la ou les unités extérieures sont reliées à dix, vingt ou jusqu’à 50 unités intérieures, toutes alimentés en fluide réfrigérant par l’unité extérieure. Ce système présente de nombreux avantages.

A puissance transférée égale, les canalisations de fluide sont d’un diamètre nettement plus faible que des canalisations d’eau glacée. ©PP

Le rendement énergétique des DRV est important. Sur le site Eurovent Certification, par exemple, les DRV de Bosch AF4300A affichent des EER (Energy Efficiency Ratio, l’efficacité énergétique en mode froid) entre 3,23 et 3,40, selon les modèles, et des COP (Coefficient de Performance en chauffage) de 3,9 à 4,35.

Ensuite, un DRV peut rafraîchir seulement, chauffer et rafraîchir en alternance ou bien, pour les plus perfectionnés d’entre eux, les systèmes dits à trois tubes, chauffer certains locaux tout en rafraîchissant d’autres en même temps. Cette solution est particulièrement économe en énergie, puis le système transfère la chaleur des pièces à rafraîchir vers les pièces en demande de chauffage. ©Daikin

Mais les DRV présentent maintenant, face à la sévérisation de la F-Gaz, un inconvénient majeur. Pour l’instant, ils fonctionnent avec des réfrigérants dont le GWP est trop élevé : 2088 pour le R410A, 675 pour le R32. Là où le règlement F-Gaz vise 150 au maximum. Le R290, le propane fonctionnerait parfaitement. Mais trimballer des kg de propane dans des km de canalisations dans un hôtel ou un immeuble de bureaux, n’enthousiasme personne, notamment pas ceux qui écrivent les réglementations.

Continuer à installer des DRV aujourd’hui paraît une mauvaise idée, dans la mesure où leur simple maintenance avec rechargement pour compenser les fuites de fluide risque de devenir compliqué.

Les pac air/eau et eau/eau

Il est sans doute plus sage de revenir aux pompes à chaleur air/eau ou eau glycolée/eau ou eau/eau. Une pac air/eau ou eau/eau peut alternativement chauffer et rafraîchir. Mais les modèles air/eau 4 tubes et les modèles eau/eau 6 tubes (2 tubes pour la boucle chauffage, 2 tubes pour la boucle rafraîchissement et 2 tubes pour le puisage-rejet en nappes ou pour les boucles d’eau glycolée) permettent eux-aussi de chauffer et de rafraîchir en même temps, en transférant la chaleur des pièces refroidies vers les locaux chauffés.

Contrairement aux émetteurs des DRV, ceux que l’on trouve en aval des pac sont tout à fait classiques : ventiloconvecteurs de toutes formes, plafond chauffant-rafraîchissant, poutres froides, activation du béton, etc.

Les pac sur boucle d’eau

Les pompes à chaleur sur boucle d’eau constituent une excellente solution en immeubles de bureaux, dans les centres commerciaux, dans les commerces, etc. Il s’agit de pompes à chaleur eau/air intérieures, raccordées à une boucle d’eau qui parcours le bâtiment. Cette boucle d’eau, non calorifugée, doit être maintenue entre 20°C et 31°C, au-delà de cet intervalle la boucle doit être réchauffée ou rafraîchie par une pompe à chaleur, de la chaleur fatale, du solaire thermique, etc. Les pac sur boucle d’eau sont indépendantes les unes des autres : l’une peut chauffer, tandis que l’autre rafraîchit. Le grand spécialiste français des pac sur boucle d’eau est Intuis qui propose des UtCi ou Unité thermodynamiques de Confort individuel, certifiées NF Pompe à Chaleur :

• l’UtCi HRO-FE : une pac gainable réversible dotée d’un compresseur à débit variable,
• l’UtCi K7RO-FE : une pac cassette réversible,
• l’UtCi 4en1 FE : un pac en forme de console qui comporte une entrée et une sortie d’air raccordées à l’extérieur. Elle assure chauffage, rafraîchissement, ventilation et récupération d’énergie sur l’air extrait.
• l’UtCi ARO-FE à haute efficacité énergétique.

Cette UtCi d’Intuis, une pac sur boucle d’eau, assure chauffage, rafraîchissement et ventilation avec récupération d’énergie sur l’air extrait. ©PP

Le document de l’Afpac cite également les rooftops, dont nous savons tous qu’il s’agit de pompes à chaleur équipées de compartiments pour le traitement d’air et qui constituent la solution normale dans les cinémas, les salles de spectacle, les grands commerces.

Le dossier de l’Afpac mentionne aussi les pompes à chaleur gaz à absorption. Seul Robur, un industriel italien en fabrique en Europe. Malgrè des dizaines d’années d’effort de Gaz de France, puis de GRDF, elles n’ont jamais pris sur le marché français. Quant aux pompes à chaleur à moteur thermique à gaz, seul Panasonic en propose avec sa gamme ecoG. Mais l’heure est à l’électrification, plutôt qu’au moteur à gaz.

Le dossier de l’Afpac ne mentionne pas les Solaropac, dont la source froide est constituée de capteurs solaires thermiques basse température. ©PP

Il est très probable que ce dossier de l’Afpac sera révisé au début de l’année, lorsque tout le monde aura compris les implications du nouvelle règlement F-Gaz.

Réponse de l'Afpac

Le 16 novembre, nous avons reçu une réponse à cet article de la part d’Olivier Michoux, pilote du GT Tertiaire (Groupe Technique Tertiaire) à l’Afpac et, par ailleurs senior manager relations institutionnelles chez Daikin France.

"En tant que pilote du groupe de travail qui a œuvré sur cette publication, je me permets de vous apporter quelques éléments d’éclairage sur les points que vous avez soulevés, notamment l’absence de mention des solutions telles que les PAC solaires ou encore une forme d’anachronisme d’une partie du contenu au regard de la révision du règlement F-gas", écrit-il.

Révision F-gas

"Ce guide est millésimé car, comme vous le notez vous-même en conclusion de l’article, il devra être revu régulièrement pour toujours être en phase avec l’actualité réglementaire. Nous évoquons spécifiquement dans les paragraphes consacrés à la F-gas et au CH35 la précarité du contenu et la perspective d’une adoption pour l’un et réécriture pour l’autre. Attendre des versions définitives avant de publier serait allé à l’encontre de l’un des objectifs initiaux de ce guide qui est d’apporter cet éclairage au moment où le décret tertiaire alimente bon nombre de réflexions chez les maîtres d’ouvrage notamment.

Je vous rassure, il n’y a ni méconnaissance ni aveuglement de l’Afpac à propos des conséquences de la révision du règlement F-gas. Cependant l’étude prospective que vous pointez a été publiée en juin 2022, soit quelques semaines après le projet de révision de la commission européenne (5 avril 2022) et sur la base de travaux qui ont pris plusieurs mois. Nous avons fait le choix de la reprendre dans ce guide afin de montrer le potentiel de décarbonation et d’économies d’énergie que représente ce secteur. Mais sachez que l'Afpac va s'engager dans une mise à jour de sa prospective pour tenir compte du contexte de marché et notamment la révision F-gas. D’autre part, pour ce qui concerne les PAC air/air (> 12 kW) et les DRV, on peut toujours envisager que des fabricants développeront des solutions basées sur des réfrigérants avec un PRP inférieur à 150 et que règlement F-gas ne signifie pas nécessairement la fin de ces technologies."

PAC Solaires

"Cette première version figure un état des lieux le plus objectif possible des solutions rencontrées à ce jour sur ce secteur tertiaire. Compte tenu de la diversité des applications et usages et de la multitude de combinaisons de solutions possibles pour y répondre nous avons dû faire des choix car nous souhaitions un document relativement synthétique. J’ai ajouté que le groupe de travail tertiaire de l’Afpac que je pilote va perdurer et nous réfléchissons à la manière de poursuivre ces travaux par exemple sous forme de focus de solutions innovantes qui pourront venir compléter ce document de base.

En conclusion, ce guide n’est qu’une première pierre d’une ambition de l’Afpac visant à faire savoir que les PAC existent en tertiaire et peuvent contribuer aux objectifs d’efficacité énergétique et de diminution des GES de la France. En cela, il répond à ce qui a motivé la décision de sa rédaction : l’interpellation par pouvoirs publics sur la présence des PAC en tertiaire alors qu’elles deviennent incontournables en résidentiel."

De notre côté, nous lisons péniblement le nouveau règlement F-Gaz. La page 100 – la moitié du texte – est en vue. Avec un peu d’opiniâtreté, ce sera fini la semaine prochaine.