Le cycle thermodynamique en 4 phases
Le cœur d’une PAC est un circuit fermé contenant un fluide frigorigène qui change d’état (liquide ↔ gazeux) en absorbant ou cédant de la chaleur. Voici les 4 phases qui se succèdent en boucle :
Évaporation−5 °C −10 °C
Le fluide frigorigène (à très basse pression) entre en contact avec l'air extérieur, le sol ou l'eau. Il absorbe les calories et passe de l'état liquide à gazeux. Cette phase capte l'énergie thermique « gratuite ».
Compression−10 °C +80 °C
Le compresseur (seul gros consommateur électrique) augmente brutalement la pression du fluide gazeux. Cette compression élève sa température de manière spectaculaire (de -10 °C à +80 °C typiquement).
Condensation+80 °C +45 °C
Le fluide chaud à haute pression cède sa chaleur au circuit de chauffage (radiateurs, plancher chauffant ou eau du ballon ECS). En se refroidissant, le fluide repasse à l'état liquide.
Détente+45 °C −5 °C
Le fluide liquide passe à travers un détendeur (vanne ou capillaire) qui chute brusquement sa pression. Cette détente le refroidit drastiquement, le préparant à recommencer le cycle.
COP et SCOP : comment lire la performance
Le COP (Coefficient of Performance, norme NF EN 14511) mesure la performance instantanée dans des conditions précises (souvent +7 °C ext. / +35 °C eau). Le SCOP (Seasonal COP, norme NF EN 14825) mesure la performance MOYENNE sur une saison complète — beaucoup plus représentatif de la réalité.
| Type PAC | COP | SCOP |
|---|---|---|
| PAC air-air | 3,5 à 4,5 | 3,8 à 4,2 |
| PAC air-eau basse T° (35-45 °C) | 4,0 à 5,0 | 4,2 à 4,8 |
| PAC air-eau haute T° (55-65 °C) | 3,0 à 4,0 | 3,2 à 3,7 |
| PAC géothermique sol-eau | 4,5 à 5,5 | 4,5 à 5,0 |
| PAC eau-eau (nappe phréatique) | 5,0 à 6,0 | 5,0 à 5,5 |
Valeurs indicatives 2026 selon AFPAC. Le SCOP doit toujours être > 3,4 pour bénéficier des aides MaPrimeRénov’.
Fluides frigorigènes 2026 : R32, R290 et autres
Le fluide frigorigène est le sang de la PAC : il transporte la chaleur. Le règlement UE F-Gas 2014/2024 impose des fluides à faible PRG (Pouvoir de Réchauffement Global). Voici les fluides 2026 :
| Fluide | PRG | Statut 2026 |
|---|---|---|
| R32 | 675 | Standard 2023-2030 |
| R290 | 3 | Future norme 2030+ |
| R410A | 2 088 | Interdit nouveaux équipements depuis 2025 |
| R134a | 1 430 | Restreint |
PRG = Pouvoir de Réchauffement Global vs CO₂ (sur 100 ans). Plus il est bas, meilleur est l’impact environnemental en cas de fuite.
Détail technique : le R290 (propane) est un fluide naturel à PRG quasi nul, mais hautement inflammable (classe A3). Daikin et Stiebel Eltron en ont équipé leurs gammes premium 2024-2025. Restrictions installation : volume local minimum, ventilation accrue.
Le dégivrage automatique en hiver
Quand la température extérieure est entre -5 °C et +5 °C avec une humidité > 70 %, du givre se forme sur l’évaporateur extérieur. Le givre bloque le transfert thermique → la PAC perd en performance.
- Cycle de dégivrage automatique : la vanne 4 voies inverse temporairement le sens (5-10 min) pour faire fondre la glace.
- Fréquence : toutes les 60-90 min en conditions givrantes (typiques novembre-mars en plaine, septembre-mai en montagne).
- Énergie consommée : 5-10 % de la consommation totale en hiver. Souvent perceptible : variation du bruit + bouffée d’air froid intérieur courte.
- Géothermique : pas de dégivrage, car le sol stable à +10 °C ne gèle pas. Avantage majeur en climat froid.
Inverter : modulation continue de la puissance
L’ancienne génération de PAC fonctionnait en tout-ou-rien (ON/OFF) : compresseur à 100 % ou à l’arrêt. Aujourd’hui, presque toutes les PAC sont à technologie Inverter : modulation continue 30-100 %.
- +25-35 % d’économie vs PAC ON/OFF (ADEME 2024)
- ±0,5 °C de stabilité de température (vs ±2 °C en ON/OFF)
- Bruit réduit : compresseur ne s’emballe pas brutalement
- Durée de vie compresseur prolongée (moins de cycles d’usure)
Mode rafraîchissement (PAC réversible)
Une PAC réversible utilise une vanne 4 voies qui inverse le sens du cycle thermodynamique. En mode froid, l’unité intérieure devient l’évaporateur (capte les calories) et l’unité extérieure devient le condenseur (rejette la chaleur).
- PAC air-air : climatisation classique, EER 3,0 à 4,0
- PAC air-eau réversible : rafraîchissement passif via plancher chauffant adapté (eau à 18-20 °C). Confort doux, pas de courants d’air, mais puissance limitée vs clim air-air.
- PAC géothermique réversible : géocooling. Le sol absorbe la chaleur excédentaire de la maison. Très efficace énergétiquement.
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