Comment fonctionne une pompe à chaleur ?

Par Anais Badillo

Spécialiste | Rénovation énergétique & énergie solaire

Mis à jour le 30/01/2024

min de lecture

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La pompe à chaleur utilise les calories de son environnement pour chauffer une habitation ou produire de l'eau chaude. L'utilisation de ces ressources naturelles lui permet d'être jusqu'à 3 fois moins consommatrice qu'une chaudière classique. Etudions ensemble le fonctionnement d'une pompe à chaleur.

Comment marche une pompe à chaleur ? Schéma et explications

alt — Fonctionnement d'une pompe à chaleur

La pompe à chaleur (PAC) utilise une énergie gratuite présente dans notre environnement : l’air, l’eau ou le sol. Elle transforme cette énergie en chaleur pour chauffer/refroidir une maison ou produire de l’eau chaude.

Même s’il existe plusieurs types de pompes à chaleur (air/air, air/eau, eau-eau, sol-sol), leur principe de fonctionnement est le même. Elles s’appuient sur un circuit fermé où circule un fluide appelé fluide frigorigène. Ce fluide change d’état (liquide/gaz) en fonction de sa température et de la pression. C’est ce qui permet de capter puis de restituer de la chaleur.Le cycle de la pompe à chaleur repose sur 4 étapes clés :

L’évaporateur : il capte les calories (la chaleur) dans l’air, l’eau ou le sol. Le fluide frigorigène s’évapore en absorbant cette chaleur, même si la température extérieure est basse.
Le compresseur : il aspire ce gaz et le comprime, ce qui augmente fortement sa température.
Le condenseur : c’est ici que la chaleur est transmise au système de chauffage de la maison (radiateurs, plancher chauffant ou ventilo-convecteurs). Le fluide frigorigène se refroidit alors et redevient liquide.
Le détendeur : il fait chuter la pression du fluide, ce qui abaisse sa température. Le fluide est prêt à recommencer un nouveau cycle.

🔄 Ce cycle tourne en continu pour chauffer la maison (ou parfois la rafraîchir dans le cas des PAC réversibles), avec une consommation électrique réduite.

💡 Une pompe à chaleur c'est quoi et à quoi ca sert ?

🔥Une pompe à chaleur pour chauffer

La pompe à chaleur constitue un véritable système de chauffage complet : en produisant de l’eau chaude (ou de l’air chaud) entre 30 °C et 65 °C, elle alimente sans difficulté les radiateurs basse ou haute température, un plancher chauffant-rafraîchissant, des ventilo-convecteurs à eau, des murs chauffants, ou d'autres systèmes de chauffage. Le fonctionnement d'une pompe à chaleur lui permet de se substituer pleinement à une chaudière ou à un poêle à bois. À la clé : une chaleur douce, constante et économique qui prouve que la PAC n’est pas un simple appoint.

❄️Une pompe à chaleur pour refroidir

Une pompe à chaleur peut aussi servir à refroidir. Il s'agit dans ce cas d'une pompe à chaleur réversible. En inversant le cycle de fonctionnement, la PAC extrait la chaleur de l’intérieur pour la rejeter à l’extérieur, comme le fait un climatiseur. Ce mode "rafraîchissement" fonctionne avec différents types d’émetteurs : ventilo-convecteurs, planchers rafraîchissants, murs ou plafonds rayonnants, gainables.

Une pompe à chaleur pour chauffer l'eau

Une pompe à chaleur en plus du chauffage est une excellente solution pour la production d'eau chaude sanitaire. Le procédé est identique à celui évoqué précedemment : la pompe à chaleur capte les calories dans l’air, l’eau ou le sol, puis les transmet à un fluide frigorigène. Ce fluide, une fois compressé, chauffe l’eau d'un ballon via un échangeur thermique. Résultat : de l’eau chaude produite de manière économique. Il y a deux grands types d'installations possibles :

L’eau chaude intégrée à la PAC : un ballon est directement intégré dans l’unité intérieure de la pompe à chaleur. C’est une solution tout-en-un, compacte, idéale pour les logements neufs ou avec peu d’espace.
La PAC raccordée à un ballon indépendant : la pompe à chaleur vient simplement alimenter un ballon d’eau chaude séparé. Ce système est plus souple et permet de choisir librement la capacité du ballon, notamment si les besoins sont élevés ou si l’espace est contraint.

⚠️ Toutes les PAC peuvent produire de l'eau chaude sauf une PAC Air/Air !

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🔎La pompe à chaleur fonctionne-t-elle toute l'année ? 🤔🤔 ?

Les pompes à chaleur géothermiques et hydrothermiques fonctionnent très bien toute l'année. Les pompes à chaleur air-air et air-eau sont elles moins efficaces lorsque les températures deviennent négatives (la température de l'air varie beaucoup plus que celle du sol !

En cas de grand froid, c'est la résistance électrique qui prend le relai. Cela fait chûter considérablement le rendement énergétique de la pompe à chaleur. En cas de besoin, il arrive aussi que le compresseur active le cycle de dégivrage de la pompe à chaleur ce qui réduit encore un peu plus son efficacité.

🧑‍🔧Fonctionnement des différents types de pompes à chaleur

☁️ Fonctionnement d’une pompe à chaleur air/air et air/eau

Le fonctionnement d'une pompe à chaleur air/air o air/eau est identique à celui évoqué précédemment. Sa particularité est d'utiliser les calories de l'air extérieur pour fournir de la chaleur. On en distingue deux types :

Une pompe à chaleur air-eau qui va chauffer l'eau du circuit de chauffage du logement. Il peut s'agir des radiateurs ou d'un plancher chauffant. La PAC air-eau est raccordée au système de chauffage central du logement.
Une pompe à chaleur air-air qui elle transfère la chaleur ou l'air froid à l'intérieur grâce à des systèmes de diffusion d'air, généralement des splits ou ventilo-convecteurs. Ce modèle est surtout recommandé dans des logements dépourvus d'un système de chauffage central.

🤔Pourquoi choisir une pompe à chaleur air/air ou air/eau ?

Ces sont les PAC les moins chères
Une installation simple qui ne nécessite pas de lourds travaux
Un consommation environ 3 fois inférieure à une chaudière à gaz classique
Un appareil multi-usage : chauffage + climatisation + ECS (modèle Air/Eau réversible)
👉bien comprendre ce le fonctionnement d'une pompe à chaleur air-air et découvrir les prix d'une pompe à chaleur air-air.

💧Fonctionnement d’une pompe à chaleur eau/eau

Rien ne change pour le fonctionnement de la pompe à chaleur hydrothermique, aussi appelée pompe à chaleur eau-eau, elle puise les calories présentes dans l'eau des nappes phréatiques, des lacs ou des rivières. L'appareil est raccordé au système de chauffage central, et est compatible avec plusieurs types d'émetteurs : radiateurs, planchers chauffants et ballon d'eau chaude. Elle peut aussi refroidir l'habitation.

🤔Pourquoi choisir une pompe à chaleur eau/eau ?

Une des plus performantes du marché. L'eau des nappes phréatiques a l'avantage d'avoir une température constante, comprise entre 7 et 12 °C, tout au long de l'année.
👉Tout savoir sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur eau-eau

🪨Fonctionnement d’une pompe à chaleur géothermique (sol/sol)

Vous l'auez compris, la pompe à chaleur géothermique, aussi appelée pompe à chaleur sol-sol, fonctionne en puisant la chaleur présente dans le sol via des capteurs enterrés. Il existe différents modes de captage pour la pompe à chaleur sol-sol :

Le captage horizontal : les capteurs sont positionnés entre 60 cm et 1,20 mètre de profondeur sur une surface horizontale. De ce fait, ce type d'installation nécessite que le logement soit situé sur un terrain suffisamment vaste (environ 1,5 à 3 fois la superficie de l’espace habitable) ;
Le captage vertical : les capteurs sont placés jusqu’à 80 voire 100 mètres de profondeur.

🤔Pourquoi choisir une pompe à chaleur sol/sol ?

Un rendement stable quelle que soit la température
Faire des économies : une pompe à chaleur aérothermique peut produire jusqu'à 7 kWh d'énergie avec 1 kWh d'électricité consommé
👉Tout savoir sur le fonctionnement d'une pompe à chaleur géothermique

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Ariston – NIMBUS COMPACT S NET R32
Pompe à chaleur air-eau

Pompe à chaleur air-eau disponible en : 3.5kW, 5kW, 8 kW.

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Prix : À partir de 12972.06 €
Source : Cédéo - Vérifié le : 10/07/2025

Fiche produit

Caractéristiques	Valeur
Puissance (en kW)	3.5
Efficacité énergétique saisonnière à 35°C (ETAS 35)	193
Efficacité énergétique saisonnière à 55°C (ETAS 55)	134
Réversible	Oui
Fluide frigorigène	R32
Dimensions unité intérieur en mm (HxLxP)	716 x 600 x 358
Dimensions unité extérieure en mm (HxLxP)	756 x 1016 x 380

Caractéristiques	Valeur
Puissance (en kW)	8.26
Efficacité énergétique saisonnière à 35°C (ETAS 35)	126
Efficacité énergétique saisonnière à 55°C (ETAS 55)	111
Réversible	Oui
Fluide frigorigène	R410a
Dimensions unité intérieur en mm (HxLxP)	1003 x 600 x 510
Dimensions unité extérieure en mm (HxLxP)	943 x 950 x 370

Caractéristiques	Valeur
Puissance (en kW)	4.6
Réversible	Oui
Dimensions du module en mm (HxLxP)	679 x 400 x 410