Guide d’achat pour une pompe à chaleur en cascade

Avec les pompes à chaleur en cascade, vous disposez d’un système de chauffage et de production d’eau chaude sanitaire flexible et performant. Leur fonctionnement optimisé vous permet de faire d’importantes économies d’énergie à long terme et de bénéficier d’une durée de vie supérieure en raison d’une répartition de la charge de chauffe calculée entre les différentes parties de l’installation. Ces équipements conviennent parfaitement à de grands bâtiments dont les besoins de chauffage sont très élevés, par exemple des copropriétés et des immeubles de grande envergure disposant d’un système de chauffage collectif.

Qu'est-ce qu'une pompe à chaleur en cascade ?

On parle de pompe à chaleur en cascade pour désigner les systèmes réunissant plusieurs PAC à la fois.

Définition et fonctionnement

Concrètement, un arrangement en cascade de PAC est une solution de pompe à chaleur qui vous offre la possibilité de recourir à plusieurs modèles en même temps, qui ne tirent pas leurs calories de la même source. Une pompe à chaleur en cascade permet donc d’alterner les sources d’énergie en fonction de leur disponibilité et de ce qui est le plus cohérent au regard de la performance énergétique de l’installation à un instant T.

En d’autres termes, le fonctionnement d’une pompe à chaleur en cascade passe par deux étapes : 

1. une première étape avec une pompe à chaleur aérothermique ou hydrothermique générant de l’eau chaude à moyenne ou basse température (jusqu’à 50°C) ;
2. une seconde étape avec une pompe à chaleur eau-eau chauffant l’eau à haute température (jusqu’à 120 °C).

Les différents types de pompes à chaleur en cascade

Commé évoqué plus haut, on associe généralement deux types de pompes à chaleur en cascade : 

• la PAC air/eau qui capte les calories de l’air extérieur pour chauffer l’eau du circuit de chauffage et/ou de production d’eau chaude sanitaire ;
• la PAC eau/eau qui récupère l’eau d’une nappe phréatique ou d’une autre source d’eau en sous-sol afin d’en extraire les calories et de les transmettre à l’eau du circuit de chauffage et/ou de production d’eau chaude sanitaire.

Pourquoi choisir une pompe à chaleur en cascade ?

Comme tous les systèmes de chauffage central, la pompe à chaleur en cascade présente son lot d’avantages et d’inconvénients.

Les avantages d'une pompe à chaleur en cascade

Le fonctionnement en cascade de ces pompes à chaleur présente des points forts : 

• le rendement énérgétique d’un arrangement en cascade est plus élevé qu’avec des PAC uniques, car son fonctionnement est optimisé. Le système calcule en effet la meilleure utilisation des différents éléments de l’installation en fonction de la puissance requise par les unités extérieures, les besoins en chaleur à chaque instant, et les changements des températures extérieures ;
• la charge de chauffe étant répartie entre les différentes parties de l’installation, la durée de vie de chacune d’entre elles est étendue en raison d’une usure atténuée ;
• les PAC sont des équipements économiques qui consomment moins d’énergie qu’il n’en produisent. Par exemple, un coefficient de performance énergétique COP de 4 indique que l’appareil produit l’équivalent de 4 kWh de chaleur pour chaque kWH d’électricité consommé ;
• cela se traduit pour vous par des économies d’énergie et une factures énergétique allégée ;
• ils sont aussi plus écologique que des appareils fonctionnant à l’énergie fossile, puisqu’ils émettent moins de gaz à effet de serre, diminuant ainsi l’empreinte environnementale de votre bâtiment ;
• la versatilité de ce type d’installation n’est plus à démontrer, puisqu’elle s’approvisionne en énergie avec flexibilité, en alternant entre l’eau naturelle, l’air ou encore la géothermie ;
• la pompe à chaleur en cascade convient à des besoins de chauffage élevé, par exemple pour les grandes demeures ou les copropriétés en chauffage collectif. Par ailleurs en cas de panne ou de dysfonctionnement affectant l’un des éléments de l’ensemble, l’autre peut prendre le relais. 

Des aides à la rénovation énergétique

Les différents modèles de PAC intervenant au sein d’une pompe à chaleur en cascade sont éligibles aux aides à la rénovation énergétique. Ces aides financières sont les suivantes : 

• la prime énergie des CEE (certificats d’économies d’énergie) : une subvention versée une fois l’installation des PAC terminée, qui vous permet donc d’amortir votre dépense. Elle est proposée par les enseignes de grande distribution ou les énergéticiens comme TotalEnergies ;
• le Coup de pouce Chauffage : une bonification de la prime CEE qui survient lorsque l’installation des PAC se fait en remplacement d’une chaudière ancienne au gaz, au fioul ou charbon, dont le montant est d’au moins 4 000 euros pour les ménages modestes et 2 500 euros pour les autres ménages ;
• l’aide publique MaPrimeRénov’ : elle est versée par l’Anah (agence nationale de l’habitat) et peut se cumuler avec la prime énergie. Son montant varie de 3 000 à 11 000 euros selon le modèle choisi, et selon votre niveau de revenus. Tous les propriétaires sont éligibles ;
• l’éco-PTZ (éco-prêt à taux zéro) : un emprunt dont vous n’avez pas à payer les intérêts car ils sont pris en charge par l’Etat. Certaines banques peuvent vous le proposer pour financer votre projet ;
• la TVA à 5,5% : ce taux réduit de taxe sur la valeur ajoutée s’applique automatiquement sur votre facture ;
• les aides locales : certaines communes proposent une exonération de taxe foncière totale ou partielle aux propriétaires installant des équipements de chauffage performant tels qu’un système en cascade de pompes à chaleur.

Le cumul de toutes ces aides à la rénovation énergétique vous permet de simplifier la mise en place d’une pompe à chaleur en cascade. Le dispositif MaPrimeRénov’ s’applique notamment aux copropriétés sous certaines conditions, ce qui correspond parfaitement aux besoins couverts par les pompes à chaleur en cascade.

Les inconvénients d'une pompe à chaleur en cascade

A l’inverse, les pompes à chaleur en cascade présentent aussi leurs limites : 

• les unités extérieures des différents éléments de l’installation font du bruit, source de nuisances sonores. Elles doivent être posées en accord avec la réglementation en vigueur à des distances standard des différents appartements au sein d’une copropriété par exemple ;
• les aides financières sont obtenues à condition de respecter les critères techniques spécifiés sur les fiches d’opération standardisées du dispositif des CEE ;
• avec une isolation thermique de faible qualité, les performances de l’installation tendant à être neutralisée. En effet, qui dit mauvaise enveloppe thermique dit fortes déperditions thermiques, poussant à une utilisation plus vive du chauffage et donc à une surconsommation ;
• l’installation d’une pompe à chaleur en cascade peut amener à des travaux annexes de remplacement des diffuseurs de chaleur par défaut de compatibilité. Si vos radiateurs ne sont pas compatibles, vous devrez en effet les remplacer ;
• il est nécessaire de faire réaliser l’entretien de vos pompes à chaleur en cascade au moins une fois tous les deux ans par un professionnel spécialisé, dans la mesure où il s’agit d’une obligation légale. Sans l’attestation d’entretien remise à l’occasion de cette visite, tout sinistre provoqué par l’installation peut ne pas être pris en charge par votre assureur !

Comment choisir sa pompe à chaleur en cascade ?

Les éléments à prendre en compte pour choisir votre pompe à chaleur en cascade sont nombreux.

Les critères de choix

Il s’agira notamment d’évaluer vos besoins en matière de chauffage. Généralement, on opte pour une pompe à chaleur en cascade dans le cas où l’on doit couvrir des besoins de chauffage importants, mais aussi si les températures cibles diffèrent. C’est le cas en copropriété ou dans des immeubles résidentiels de grande envergure. 

Certains modèles sont par ailleurs dotés de la technologie Inverter, on parle alors de PAC réversible. Ces appareils sont utiles pour rafraîchir les logements en été, et servent alors de climatiseurs. Il peut donc être judicieux de vérifier le caractère réversible de votre pompe à chaleur en cascade.

Autre critère à prendre en compte, la puissance de l’installation. La puissance combinée de la mise en cascade peut varier de 90 à 1 400 kW selon les besoins du bâtiment concerné.

Il n’est pas utile d’avoir une puissance supérieure aux besoins de l’immeuble, mais il est nécessaire de couvrir les besoins minimums de tous les logements concernés.

Enfin, le prix est également une donnée d’importance à prendre en compte. Tous les fabricants ne proposent pas les mêmes modèles au même prix. Il en va de même pour le coût d’installation, chaque entreprise appliquant ses tarifs. N’hésitez pas à comparer différents devis proposés afin de vous assurer de faire le meilleur choix possible avant de sélectionner l’entreprise RGE (reconnue garante de l’environnement) en charge de vos travaux !

Les marques recommandées

On peut citer quelques marques se partageant le marché des pompes à chaleur en cascade, à l’image des cascades de Stiebel Eltron, Mitsubhishi Electric (avec la technologie Zubadan), Trane Europe-ANZ, ou encore la pompe à chaleur Thermia Mega. Ces marques, modèles et fabricants sont spécifiques au fonctionnement en cascade et offrent des performances optimales.

Pour choisir le fabricant le plus approprié, n’hésitez pas non plus à consulter les forums de consommateurs afin de parcourir les différents avis laissés par ces derniers. Il est important de comprendre dans quelle mesure le service client d’une marque peut s’avérer de qualité, puisque les pompes à chaleur sont des systèmes complexes qui nécessitent une attention particulière en cas de panne ou de dysfonctionnement.