Comprendre le fonctionnement d'un chauffe-eau thermodynamique

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Chauffe-eau thermodynamique : fonctionnement, prix, aides, avis

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Le chauffe-eau thermodynamique (CET) est un dispositif écologique et économique qui permet de produire de l'eau chaude sanitaire (ECS) à partir d’énergies renouvelables. De plus en plus populaire auprès des consommateurs, il permet de réduire de manière significative ses consommations d'énergie et son impact sur l’environnement. Toutefois, ce type de chauffe-eau ne convient pas dans toutes les situations. Idéal dans les régions où les températures hivernales sont relativement douces, il est moins performant dans des conditions climatiques extrêmes. Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ? Combien coûte ce type d’équipement ? Peut-on bénéficier d’aides financières pour son achat ? Retrouvez tous ses avantages et inconvénients dans cet article dédié.

⚙️ Comment fonctionne un chauffe-eau thermodynamique ?

chauffe eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique (CET), comme le chauffe-eau électrique ou le chauffe-eau gaz, est un dispositif permettant de produire de l’eau chaude sanitaire. Arrivé sur le marché en 2010, le CET est de plus en plus populaire auprès des consommateurs. L’origine de son succès vient du fait qu’il fonctionne en utilisant une énergie gratuite et renouvelable, généralement l’air.

Le chauffe-eau thermodynamique fonctionne avec deux éléments principaux :

  • un ballon de stockage (de 150 à 300 litres) : qui contient l’eau à chauffer ;
  • une petite pompe à chaleur (PAC) : qui chauffe l’eau grâce à un fluide frigorigène.

Il existe différents systèmes de CET :

  • aérothermique : ce type de chauffe-eau thermodynamique est, de loin, le plus commun sur le marché. Les calories sont puisées dans l’air, à l’extérieur du logement ou dans une pièce non chauffée (comme le garage, par exemple) ;
  • géothermique : l’énergie est puisée dans le sol grâce à des capteurs enterrés. Ce type de système nécessite une surface d’au moins 5 m² dédiée à l’équipement sur le terrain. Il est donc impossible de faire pousser des plantes sur cet espace. L’installation de ce chauffe-eau thermodynamique est plus complexe. Toutefois, l’appareil est aussi 15 à 20 % plus performant qu’un modèle aérothermique ;
  • héliothermique (chauffe-eau solaire) : il fonctionne grâce à des panneaux solaires. Ces derniers doivent être installés sur la toiture ou la façade du logement. Ce type d’équipement est très peu développé en France pour le moment.

Plusieurs étapes sont nécessaires pour chauffer l’eau :

  1. les calories sont captées par l'appareil : dans le cas du modèle le plus répandu, le CET aérothermique, c’est un ventilateur qui permet de récupérer l’énergie naturellement présente dans l’air ;
  2. ces calories réchauffent le liquide caloporteur : qui passe de l’état liquide à l’état gazeux. Il est ensuite comprimé dans un compresseur afin d’augmenter sa pression et sa température ;
  3. la chaleur est ensuite transférée vers le ballon d’eau chaude : au niveau d’un échangeur. La température de l’eau peut alors monter jusqu’à 60 °C ;
  4. le fluide frigorigène revient à son état liquide : le processus se répète à nouveau.

Attention, comme nous le verrons plus bas, le chauffe-eau thermodynamique n’est pas toujours rentable. Lorsque les températures sont très basses, le CET peut ne pas suffire. Dans ce cas, la résistance électrique présente dans l’appareil prend le relais.

schéma fonctionnement chauffe-eau thermodynamique
Principe de fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique

Chauffe-eau thermodynamique et pompe à chaleur : quelle différence ? Le chauffe-eau thermodynamique et la pompe à chaleur (PAC) ont un principe de fonctionnement similaire. En revanche, leurs utilisations sont différentes. Un chauffe-eau thermodynamique est conçu pour produire uniquement de l'eau chaude sanitaire. La PAC, quant à elle, peut produire autant de l'ECS que du chauffage. Cette dernière est idéale pour les logements déjà équipés d’un système de chauffage central et souhaitant remplacer leur chaudière. Si votre habitation ne possède pas de chauffage central et que vous désirez simplement changer de chauffe-eau, le CET convient davantage.

🔧 Comment installer un chauffe-eau thermodynamique ?

L’installation d’un chauffe-eau thermodynamique dépend du type d’appareil. Comme évoqué plus haut, le système géothermique nécessite un espace de 5 m² dédié à l’installation du CET sur le terrain. Pour le système héliothermique, des panneaux solaires doivent être posés sur la toiture de la maison.

Du côté du chauffe-eau thermodynamique avec un système aérothermique, il existe trois types d’installations :

  • le chauffe-eau thermodynamique sur air intérieur : à installer dans une pièce bien isolée et non chauffée à l’intérieur du logement. Attention, cette pièce ne doit pas être habitée et avoir une surface d’au moins 20 m². Le fonctionnement de ce type de CET est optimal, car la température au sein de l’habitation est plus élevée qu’à l’extérieur, même si la pièce n’est pas chauffée ;
  • le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait : couplé à une VMC (ventilation mécanique contrôlée), le CET récupère les calories contenues dans l’air vicié pour chauffer le liquide frigorigène ;
  • le chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur : comme son nom l’indique, les calories sont puisées à l’extérieur du logement. Il convient donc uniquement dans les régions aux hivers doux. Ce CET nécessite l’installation d’un module à l’extérieur. En revanche, l’installation intérieure est plus compacte qu’avec les autres chauffe-eaux thermodynamiques, et peut s’intégrer facilement dans la maison.

L'installation d'un chauffe-eau thermodynamique peut être assez complexe et doit être effectuée par un professionnel qualifié afin de garantir un fonctionnement sûr et efficace. Faites appel à un professionnel RGE (reconnu garant de l’environnement) afin d’être assuré que l’équipement sera posé correctement.

Pour installer un chauffe-eau thermodynamique, il est notamment nécessaire de procéder :

  • au raccordement de l’équipement au réseau d’eau ;
  • à l’installation de la pompe à chaleur : en fonction du système (aérothermique, géothermique ou héliothermique).

💰 Quel est le prix d’un CET ?

Le prix d’un chauffe-eau thermodynamique varie en fonction de sa marque, de sa capacité ou encore de ses performances énergétiques, par exemple.

Quelle que soit la source d’énergie renouvelable utilisée par le chauffe-eau thermodynamique (air, sol, soleil), le prix de ce type d’équipement est de 2 000 à 4 000 € environ (frais de pose compris).

Pour le CET aérothermique, le plus répandu, les prix conseillés sont les suivants :

Prix chauffe-eau thermodynamique aérothermique
Type de chauffe-eau aérothermique Prix (en euros, frais de pose compris)
Chauffe-eau thermodynamique sur air ambiant De 2 000 € à 3 000 €
Chauffe-eau thermodynamique sur air extérieur De 2 000 € à 3 500 €
Chauffe-eau thermodynamique sur air extrait De 3 000 € à 4 000 €

Si l’achat d’un chauffe-eau thermodynamique représente un certain investissement, celui-ci peut être rentabilisé grâce aux économies d’énergie réalisables avec ce dispositif. L’eau chaude sanitaire occupe 8 % de la facture d’énergie d’un ménage (ADEME). S’équiper d’un appareil performant pour la production d’ECS, comme le CET, peut donc permettre de faire d’importantes économies sur ses factures d’énergie.

💸 Quelles aides pour financer un chauffe-eau thermodynamique ?

chauffe eau thermodynamique aides financières

Fonctionnant avec des énergies renouvelables, le chauffe-eau thermodynamique est éligible à plusieurs aides financières pour la rénovation énergétique :

Pensez à faire appel à un professionnel labellisé RGE pour l’installation de votre chauffe-eau thermodynamique. Il s’agit d’une des conditions à respecter pour profiter de ces aides financières. Cette certification permet de garantir les compétences des artisans en matière de rénovation énergétique.

Les aides pour l’achat d’un chauffe-eau thermodynamique sont-elles cumulables ? Certaines aides accordées pour l’installation d’un CET peuvent tout à fait être cumulées. C’est notamment le cas de MaPrimeRénov’, des CEE (certificats d’économies d’énergie), du chèque énergie et des aides des collectivités territoriales.

Mon Accompagnateur Rénov' un pré-requis obligatoire en 2023 ? À partir de 2023, l'Accompagnateur Rénov' devient obligatoire pour bénéficier de subventions pour des travaux de rénovation énergétique d'un certain montant. Mon Accompagnateur Rénov' est un professionnel agréé par l'État qui accompagne les particuliers sur les aspects techniques, sociaux, financiers et administratifs de leurs projets de travaux de rénovation énergétique. L'Accompagnateur Rénov' assiste les bénéficiaires du début à la fin de leur projet de travaux.
Depuis le 1er janvier 2023, le recours à Mon Accompagnateur Rénov' est obligatoire pour tous les travaux de rénovation énergétique globale, éligibles aux aides de l’Anah et dont le montant est supérieur à 5 000 € TTC.
À partir du 1er septembre 2023, cet accompagnement sera aussi obligatoire pour les travaux de deux gestes ou plus faisant l'objet d'une demande d'aide MaPrimeRénov' supérieure à un montant de 10 000 €.
Les travaux faisant l'objet de demandes d'aides distinctes dépassant ces seuils et intervenant dans un délai de 3 ans à compter de la première demande d'aide formulée sont également concernés.

🧐 Quels sont les avantages et inconvénients d’un CET ?

  1. Les avantages du chauffe-eau thermodynamique
  2. Les inconvénients du chauffe-eau thermodynamique

✅ Les avantages du chauffe-eau thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique présente de nombreux avantages :

  • économies d'énergie : le CET utilise l'énergie gratuite de l'air, du sol ou du soleil pour produire de l'eau chaude sanitaire. Il permet donc de réduire de manière significative ses factures d'énergie ;
  • dispositif écologique : utilisant des énergies renouvelables (EnR), le chauffe-eau thermodynamique a un impact très limité sur l’environnement ;
  • éligible aux aides de l’État : contrairement à d’autres types de chauffe-eau, le CET peut vous permettre de bénéficier de diverses aides réservées aux équipements fonctionnant avec des EnR ;
  • conforme aux normes des bâtiments BBC (bâtiments basse consommation) et de la RT 2012  ou RE 2020 ;
  • faible entretien : ce type d’équipement ne nécessite pas de contrat d'entretien ;
  • grand choix de modèles : il existe des chauffe-eaux thermodynamiques pour différentes tailles de maison et différents besoins en termes de capacité de production d'eau chaude sanitaire.

❌ Les inconvénients du chauffe-eau thermodynamique

Bien que le chauffe-eau thermodynamique soit un équipement de production d’ECS fiable, économique et écologique, quelques contraintes sont tout de même à relever :

  • performances variables selon le climat : les modèles aérothermiques ne conviennent pas aux régions connaissant des hivers rigoureux. N’hésitez pas à demander conseil à un professionnel afin d’évaluer la rentabilité de l’équipement ;
  • incompatible avec les heures creuses : il reste tout de même plus économique qu’un chauffe-eau électrique programmé sur les plages horaires où le prix du kWh d’électricité est le moins cher ;
  • consommation électrique : bien que le CET fasse appel à de l’énergie renouvelable pour la production d’ECS, le fonctionnement de l’appareil nécessite tout de même de l’électricité. Toutefois, sa consommation est environ trois fois moins élevée que celle d’un chauffe-eau électrique classique ;
  • bruyant : il est recommandé d’éviter d’installer le chauffe-eau thermodynamique près d’une chambre, car son ventilateur peut émettre un certain bruit.

❓ Foire aux questions sur le chauffe-eau thermodynamique

  1. Dans quelles régions est-il plus intéressant d’installer un CET ?
  2. Quels critères prendre en compte lors de l’achat ?
  3. Comment entretenir un chauffe-eau thermodynamique ?
  4. Est-ce rentable d’investir dans un chauffe-eau thermodynamique ?

Dans quelles régions est-il plus intéressant d’installer un CET ?

chauffe eau thermodynamique aides financières

Le rendement du chauffe-eau thermodynamique est soumis à certaines conditions. En effet, il est plus intéressant dans les régions où les températures hivernales ne sont pas trop basses. Cela est dû au fait que le rendement d'un CET dépend de la différence entre la température extérieure et celle de l'eau à chauffer. Moins cette différence est importante, plus l'appareil est efficace.

Les régions où les températures hivernales sont relativement douces sont donc les plus adaptées à l'utilisation d'un CET (les zones côtières ou le sud de la France, par exemple).

Il est toutefois possible d'installer un chauffe-eau thermodynamique dans des régions plus froides. En effet, certains systèmes sont plus adaptés à ces climats. Pour les logements situés dans une région aux hivers rigoureux, privilégiez le chauffe-eau thermodynamique géothermique. Si votre terrain ne permet pas ce type d’installation, vous pouvez envisager d’autres possibilités.

Certains modèles de CET aérothermiques peuvent offrir des performances convenables, même si les températures sont basses :

  • le chauffe-eau thermodynamique sur air intérieur : à installer dans une pièce bien isolée ;
  • le chauffe-eau thermodynamique sur air extrait : qui récupère les calories contenues dans l’air vicié de la VMC.

En revanche, le CET sur air extérieur est à réserver aux régions où les températures ne descendent pas en dessous de -5 °C. La température idéale pour un fonctionnement optimal du chauffe-eau thermodynamique est 20 °C.

Quels critères prendre en compte lors de l’achat ?

Plusieurs critères sont à prendre en considération avant de choisir un chauffe-eau thermodynamique :

  • le COP (ou coefficient de performance) : il permet de se renseigner sur le rendement de l’appareil, et correspond au rapport entre la quantité d’électricité consommée (énergie absorbée) et la quantité de chaleur produite (énergie utile). Un COP de 3 signifie, par exemple, que le chauffe-eau consomme 1 kWh d’électricité pour produire 3 kWh d’énergie sous forme d’eau chaude sanitaire. Le chauffe-eau thermodynamique doit avoir, au moins, un COP de 2,5 pour offrir une bonne efficacité énergétique. Sur l’étiquette énergie de l’appareil, le COP affiché est calculé par rapport à une température de 7 °C ;
  • la capacité (en litres) : il est important de choisir un CET avec une capacité de production d'eau chaude suffisante pour répondre à vos besoins. Si le volume du cumulus est trop faible, vous risquez de vous retrouver sans eau chaude régulièrement. Une capacité trop importante causerait, quant à elle, une surconsommation du fait du volume d’eau important à chauffer par rapport aux réels besoins du foyer ;
  • le niveau sonore : le chauffe-eau thermodynamique peut être relativement bruyant. En intérieur, évitez d’installer l’appareil à proximité des chambres et des pièces à vivre. En extérieur, veillez à ne pas placer l’équipement trop près des habitations de vos voisins.

Comment entretenir un chauffe-eau thermodynamique ?

Le chauffe-eau thermodynamique ne demande pas d’entretien particulier. Il n’y a pas d’obligation à entretenir un CET, contrairement à une pompe à chaleur pour le chauffage.

Il est tout de même conseillé de faire contrôler l’installation tous les 2 ans par un professionnel (raccordement, grilles, anode, échangeur de la PAC, etc.). Notez également que l’anode d’un chauffe-eau doit généralement être remplacée tous les 5 à 10 ans.

Est-ce rentable d’investir dans un chauffe-eau thermodynamique ?

La rentabilité d’un chauffe-eau thermodynamique dépend de plusieurs éléments, comme :

  • le type de CET ;
  • la source d’énergie renouvelable utilisée (air, sol, soleil) ;
  • le COP ;
  • la zone climatique où est situé le logement ;
  • les besoins en eau chaude sanitaire du foyer, etc.

En général, le CET peut être rentabilisé en 4 à 6 ans grâce aux économies d’énergie qu’il permet de réaliser. Rapprochez-vous d’un professionnel qualifié afin de savoir si le chauffe-eau thermodynamique est rentable dans votre cas.

Est-il possible d’installer un CET en appartement ? Le plus souvent, le chauffe-eau thermodynamique est installé en maison individuelle. L’installation est plus complexe en appartement. Tout d’abord, il est nécessaire de consulter le règlement de la copropriété. La réalisation de ce type de projet dépend également de l’espace disponible (en intérieur) ou de l’accès à l’extérieur depuis le ballon d'eau chaude.

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