En exploitant les calories contenues dans l’air ambiant pour chauffer l’eau, le ballon d’eau chaude thermodynamique promet d’importantes économies. Mais qu’en est-il réellement ? Nous avons mesuré précisément les consommations d’un modèle récent au cœur de l’automne, durant le mois de novembre. Le résultat est surprenant, malgré des températures particulièrement froides.
Apparu il y a quelques années, le cumulus thermodynamique est un système de production d’eau chaude sanitaire particulièrement sobre en énergie. Son principe de fonctionnement est simple : grâce à une pompe à chaleur, il extrait les calories de l’air ambiant pour chauffer de l’eau, stockée dans un ballon. Une résistance classique placée dans le ballon peut également prendre le relais de façon occasionnelle, en appoint. Il est plébiscité en raison de sa grande sobriété énergétique comparé à tous ses concurrents : le chauffe-eau électrique traditionnel et le chauffe-eau à gaz, principalement.
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Il existe deux types de ballons d’eau chaude thermodynamiques : monobloc ou bi-bloc (aussi appelé « split »). Le monobloc consiste en un appareil tout-en-un intégrant le ballon et la pompe à chaleur. Ce dernier exploite les calories de l’air ambiant d’une pièce intérieure, qui doit donc être non chauffée artificiellement (garage, cave). Le bi-bloc sépare le ballon, placé à l’intérieur, de la pompe à chaleur, qui est placée à l’extérieur. Elle exploite logiquement les calories de l’air extérieur. Le choix du modèle s’effectue en fonction de la configuration de chaque logement (présence ou non d’un local non chauffé, risque de nuisances sonores, facilité d’accès à une gaine d’aération, règlements de copropriété, etc.)
Nous avons profité de la panne d’un chauffe-eau électrique traditionnel de 150 L détruit par le tartre pour le remplacer par un modèle thermodynamique bi-bloc. Une aubaine, d’autant que l’opération n’a pas entraîné de surcoût majeur par rapport à un remplacement à l’identique. Grâce aux subventions locales et nationales ainsi qu’à la prime CEE, le coût pose comprise du ballon d’eau chaude thermodynamique s’est élevé à 1 140 € pour un prix de départ de 3 300 €. Pour information, nous aurions payé autour de 800 € pose comprise en optant pour un cumulus traditionnel.
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Le ballon d’eau chaude thermodynamique qui nous a été installé est un Thermor Aeromax 3 de 270 L donné pour un coefficient de performance (COP) de 3,37 à une température extérieure de +7 °C. Cela signifie que, pour 1 kWh d’électricité consommée, l’appareil est censé restituer 3,37 kWh d’énergie thermique lorsque l’air ambiant est à +7 °C. Ce COP se dégrade progressivement lorsque la température extérieure baisse et s’améliore lorsqu’elle augmente. La plage de fonctionnement de la pompe à chaleur est indiquée entre -15 et +37 °C. L’appareil dispose d’une puissance totale de 3 250 W, répartis entre la pompe à chaleur (1 450 W) et la résistance d’appoint (1 800 W).
Le ballon (unité intérieure) et l’écran de contrôle du chauffe-eau thermodynamique / Images : Révolution Énergétique – HL.
Par défaut, la résistance n’est utilisée qu’en appoint, lorsque la température extérieure ne permet plus à la pompe à chaleur de fonctionner correctement, ou en cas de besoin urgent d’une grande quantité d’eau chaude. Il est possible de modifier le mode d’utilisation de la résistance via l’écran de contrôle intégré au ballon ou l’application smartphone, entre autres réglages. Nous avons choisi un mode qui empêche tout démarrage de la résistance, une température de consigne de l’eau à 55 °C (ajustable entre 50 et 55 °C), ainsi qu’un cycle mensuel anti-légionelles à 65 °C.
La plage horaire de fonctionnement, également configurable, est placée par nos soins entre 11 et 19 h (une plage minimale de 8 h est imposée), afin de bénéficier d’un air extérieur à bonne température. Pour rappel, il est déconseillé de faire fonctionner un chauffe-eau thermodynamique de nuit, même lorsqu’on dispose d’un contrat heures pleines / heures creuses, car les températures nocturnes plus basses réduisent naturellement le rendement de l’appareil.
Enfin, pour le contexte, l’unité extérieure est placée contre une façade orientée nord dans un logement individuel occupé par 4 personnes, situé dans les Bouches-du-Rhône, à 250 m d’altitude.
L’unité extérieure du chauffe-eau thermodynamique / Image : Révolution Énergétique – HL.
Les consommations réelles du chauffe-eau thermodynamique split
Pour enregistrer les consommations détaillées, nous avons placé deux compteurs sur la ligne dédiée à l’appareil : l’un pour obtenir une courbe de puissance, l’autre pour relever la consommation quotidienne. Au terme des 30 jours d’enregistrement, le résultat est cinglant : le ballon d’eau chaude thermodynamique a consommé 3,2 fois moins d’électricité (59,64 kWh) que le précédent cumulus électrique à résistance (189,6 kWh), à période équivalente. C’est, à peu de chose près, comparable au COP (3,37) promis par la fiche technique, alors que la consommation d’eau mitigée a été supérieure de 700 L.
En comparant la consommation quotidienne à la température moyenne quotidienne, nous observons qu’elle a logiquement tendance à augmenter lorsque le thermomètre baisse. Toutefois, cela n’est pas systématique, car la consommation d’eau chaude affecte très significativement la consommation d’électricité. Ainsi, une journée très froide n’entraînera pas nécessairement une consommation élevée si, la veille, peu d’eau chaude a été délivrée. En moyenne, sur ce mois de novembre, le cumulus thermodynamique aura absorbé 1,99 kWh d’électricité par jour pour alimenter principalement une douche réglée à 38 °C (189 litres d’eau mitigée par jour en moyenne).
Le chauffe-eau thermodynamique a donc tenu ses promesses durant ce mois d’automne, en divisant par plus de 3 la consommation d’électricité pour la production d’eau chaude sanitaire. Sur un mois, nous avons réalisé une économie de 19,95 euros sur la facture électrique, en considérant le passage de l’option heures pleines / heures creuses à l’option base suite à l’installation de l’appareil. Nous relèverons la consommation du chauffe-eau thermodynamique dans quelques mois, au cœur de l’hiver, pour scruter ses performances lors de températures plus glaciales.
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Pour bien faire, il faut que la pompe a chaleur soit à l’extérieur du logement. Ce n’est pas insurmontable mais c’est un cout supplémentaire.
Une pompe a chaleur est une technologie contraignante, visite annuelle, fuite de gaz, moteur électrique. Tout ceci a un cout annuel important.
Elever de l’eau à une température supérieure à 50degrés est difficile pour une pompe à chaleur, ou dit autrement, son rendement chute drastiquement, quelle que soit la température extérieure
C’est pourquoi ces appareils n’ont pas, au total, la performance financière qu’on leur porte.
Merci de nous donner un article chiffré et pertinent
Quelles sont les sources de ces affirmations ?
D’une part le bon sens et tous les cours de thermodynamiques ….à moins que des choses nouvelles aient été inventées.
Si la PA est en intérieur, c’est l’intérieur qu’il faudra chauffer afin que la PAC puisse chauffer l’eau !!!
Une pac pour un chauffe eau ou chauffage est elle imaginaire dans une cave qui propose des températures plus douces toute l’année ? Je me demande ce qui fait que je ne vois rarement ce genre d’installation en dehors du fait que c’est naturellement plus caché ! Manque de calories dans les sous sols?
Ca se fait pas mal, plutôt avec des chauffes eau monobloc.
Il faut cependant bien rejeter l’air refroidit à l’extérieur, sinon on refroidit vite la cave.
Il faut aussi que la cave soit bien isolée de la maison sinon une partie de l’énergie économisées pour le chauffage de l’eau va être issue du chauffage de la maison.
Question discrétion, les chauffes eau monoblocs sont assez discrets quoi qu’il arrive, avec seulement une entrée et une sortie d’air, parfois regroupées en une seule bouche.
Ah top merci de l’info.
Un ballon de 270 litres pour 1 douche par jour, il y a un problème votre ballon n’est pas optimisé donc vos résultats ne sont pas vraiment représentatif. Je suis curieux de savoir comment vous avez quantifié la consommation du vieux ballon??? Juste pour info un vieux ballon en chauffage heure creuse induit une déperdition thermique de 30% a cause de la chauffe de nuit. Les ballon thermodynamique sont ils plus durable que les traditionnels? Car pour réparer un ballon thermodynamique de 2k€ ça doit piquer et la plus de subvention. Moi je tourne avec des panneaux solaires et je… Lire plus »
Vous savez lire ?
C’est pour un foyer de 4 personnes.
Je vois pas d’où vous sortez les 30% de déperditions.
Ça dépend de la taille du ballon.
Plus il est gros, plus il conserve la chaleur longtemps (inertie thermique).
Enfin, avec un ballon normal, c’est mieux de le chauffer de nuit.
D’abord parce que l’électricité est moins cher et surtout parce que habituellement, les gens prennent leurs douches le matin.
Enfin sauf Juju….
vous pourriez développer un peu vos explications sur « l’inertie thermique » ?
c’est un bon début de sketch, j’aimerai connaitre la suite !
L’inertie thermique, M. Le professeur, c’est ce que caractérise le fait qu’un gros objet met plus de temps à se refroidir ou se réchauffer qu’un petit car proportionnellement à son volume il a moins de surface pour échanger la chaleur avec l’extérieur.
Pour un professeur de génie thermique ça fait un peu tâche de pas savoir ça.
Le niveau doit vraiment pas être élevé dans votre classe.
Lol !!
et donc, bien que la relation ne soit pas linéaire , les pertes absolues augmentent bel et bien avec le volume. Au final, ce sont les pertes absolues que vous payez ! Un autre phénomène vient aussi augmenter les pertes en cas de surdimensionnement du ballon, le fait que comme on n’utilise qu’une fraction de sa capacité sa température moyenne de surface est plus élevée. pour illustrer d’une manière très simple, un ballon piloté en heures creuse la nuit que vous videriez lors de la douche du matin aurait des pertes nulles jusqu’au démarrage de son prochain cycle de chauffe.… Lire plus »
Ah la la là.. De pire en pire. Quand je faisais référence au 30% de déperdition à la base, c’est bien en valeur relative par rapport à la capacité du ballon. Les pourcentages, c’est bien du relatif ? Ou ça aussi faut vous l’expliquer ? Pourquoi vous parlez de valeur absolue subitement ? Une façon minable d’essayer de vous raccrocher aux branches ? Fred a 2 doigts de découvrir le 1er principe de la thermodynamique…. Bravo ! PS: j’ai pas publié dans une revue scientifique, juste été à l’école primaire de mon quartier. Mais pour pouvoir y entrer il fallait… Lire plus »
PS:
La prochaine fois, taper « inertie thermique » sur Google.
Vous apprendrez sûrement des choses qu’ils ont oublié de vous dire pendant vos cours de thermodynamique à l’école des sous doués.
Bonne chance M. Le prix Nobel.
En effet, passer par l’inertie thermique pour quantifier les déperditions est une approche novatrice, peut être une révolution à venir dans le domaine de la physique.
En théorie classique, les déperditions ne dépendent que de 3 paramètres, la surface, la différence de température et la résistance thermique.
Ou puis je trouver vos publications scientifiques afin de me tenir au courant ?
Travail impressionnant .
Boudoul 1 er le roi. Bon on se parles encore tous les 2.😍
Les 30 % ne sont valables que dans le cas d’un chauffe eau fortement surdimensionné, on est généralement en moyenne plutôt aux alentours de 20 % sur une installation faite correctement.
Il existe maintenant des ballons hybrides assez bon marché aux performances moins bonnes mais tout à fait intéressants. Quand à la fiabilité, les matériels peu puissants utilisent des groupes similaires à ceux des groupes de frigo qui à ma connaissance ne posent que très peu de problèmes.
4 remarques fondamentales remarque 1 : « Nous avons profité de la panne d’un chauffe-eau électrique traditionnel de 150 L détruit par le tartre » Rien ne vous interdit d’ouvrir votre chauffe-eau tous les 3 ans pour évacuer le dépôt de tartre et ainsi éviter à la résistance de mourir de chaud. Par ailleurs la résistance chauffante est accompagnée de l’anode sacrificielle en magnésium qui comme son nom l’indique se…sacrifie pour protéger la carcasse du chauffe-eau. Lorsqu’elle est complètement bouffée, la corrosion commence alors à attaquer le ballon en lui-même. En changeant votre platine résistance+anode tous les 6-9 ans (à l’occasion d’une… Lire plus »
Même constat, un ballon à accumulation suffit pour des petits consommateurs comme nous. L’anode en magnésium, c’est 15€ les 2, sur Amazon, éventuellement un nouveau joint après 10 ans. Pour un coût de 240€ le chauffe eau Atlantic, livré. Impossible de rentabiliser un chauffe eau thermodynamique dans ces conditions, CET qui rendra l’âme bien avant. En plus aucun gaz polluant, ni bruit, ni refroidissement du local, ni pièce coûteuse à remplacer.
« La plage horaire de fonctionnement, également configurable, est placée par nos soins entre 11 et 19 h »
Quel est l’impact de cette configuration ?
La courbe de charge présentée ne montre que la consommation durant la nuit et elle présente un pic de 30min (en dehors des 11-19h). Serait il possible d’avoir une courbe de charge typique sur 24h ?
Ce chauffe-eau ne fonctionne jamais de nuit. La courbe de charge montre seulement le temps écoulé et non pas l’heure.
Merci pour le retour.
Peut on imaginer le faire tourner sur les heures creuses si les températures sont douces (la nuit aujourd’hui, en journée la moitié de l’année bientôt avec les heures creuses solaires) ? La configuration de l’appareil empêche-t-elle cela ?
Aujourd’hui l’écart HP/HC est d’environ 30% et l’écart HC/Base d’environ 20%. Est ce vraiment moins économique de faire tourner le Chauffe-eau thermodynamique en heures creuses ?
Comme mentionné par d’autres commentaires, le concept d’efficacité ne suffira pas à l’avenir, il faudra consommer au meilleur moment.
Oui, ce modèle-là peut être configuré sans limites à priori et assez facilement grâce à l’appli smartphone. Le créneau 11 h > 19 h a été choisi pour profiter de températures plus clémentes, mais il peut aussi être pertinent si l’on possède des panneaux solaires.
Conclusion : installez un chauffe eau au gaz!
Le cop de 3.2 à Marseille devient 2.5 plus au nord, et le kWh gaz vaut deux fois moins cher que le kWh électrique…
Le surcoût du chauffe eau thermodynamique ne s amortira jamais !
Le rendement d’une chaudière est souvent assez mauvais pour la production d’ECS. Les chaudières à condensations ne condensent presque pas car il faut produire de l’ECS à 55°C, on est sur des cycles courts et on perd à chaque chauffe la chaleur de l’échangeur et du circuit ECS. Il y a aussi bien sûr des pertes du ballon, souvent moyennement isolé dans les chaudières gaz. Au final on est rarement un rendement global au dessus de 60%. De plus le gaz est cher aussi, il nécessite un abonnement supplémentaire, un entretient annuel, et il émet beaucoup de gaz à effet… Lire plus »
encore un exemple super représentatif… Ok, c’est mois de Novembre ….mais dans les bouches du Rhône , pas exactement le climat de la Sibérie.(Sur 11 jours, on est sur une température supérieure 12°C , moins de 7°C seulement 6 jours sur le mois et quasiment jamais en dessous de 5°C) Le truc coute normalement 3300 euros (mais payé 1100 euros, merci les aides) contre 300 euros pour un ballon normal. Fonctionne en heure pleine pour optimiser le COP, ce qui réduit fortement l’intérêt par rapport à un ballon normal qui consomme plus mais fonctionnera en heure creuses C’est de l’électricité… Lire plus »
La température moyenne durant le mois de test s’est élevée à 8,8 °C. Ce n’est pas considérablement différent de la température moyenne enregistrée en novembre 2024 à Strasbourg Entzheim (6,8 °C), Paris Montsouris (8,9 °C) ou encore Lille Lesquin (8,1 °C).
Oui donc température moyenne de presque 9°C.
Des conditions ultra défavorable pour une PAC.
Whaou !!!
Ce sont des températures moyennes qui ne veulent pas dire grand chose.
Vous dites vous même que la pac a fonctionné principalement en milieu de journée.
Or, sur la plage de fonctionnement de la PAC, je doute fortement qu’il y ait un écart de température aussi faible entre sud et nord.
Question de latitude.
Nous avons prévu de tester le CET en plein hiver également, nous enregistrerons la consommation le jour le plus froid de l’hiver en publierons un article spécifique, en « espérant » qu’il y ait une journée complète de températures négatives cette saison.
Il ya un certain nombre de points qui interrogent sur votre installation et qui plombent les performances
1) le choix du mur nord pour l’installation est déconseillé, ce choix conduit à de beaucoup plus nombreux cycles de dégivrage et interdit tout rayonnement direct sur l’évaporateur. cette orientation fait baisser sensiblement les performances
2) le choix d’un ballon de 270 l en remplacement d’un 150 l augmente aussi fortement les pertes thermiques par l’enveloppe (même si elles baissent relativement) et la encore les performances s’en trouvent dégradées
Il n’était pas possible de placer l’unité extérieure sur une autre façade plus ensoleillée (sauf à réaliser de très importants travaux pour adapter la plomberie ou faire passer les liaisons frigorifiques). La capacité du ballon (qui a été recommandée par l’installateur) semble adaptée, car la température de l’eau est plus faible dans le CET (50 à 55 °C contre 60 à 65 °C pour le cumulus à résistance).
Vu les marges qu’ils se font sur le matériel ( de l’ordre de 50 %) les installateurs manquent souvent cruellement à leur obligation de conseil. Un cumulus classique de 150 l à un V40 de l’ordre de 270l Dans la gamme AEROMAX 3, le 150 l à un V40 de 234, le 200 l à un V40 de 303 et le 270l un V40 de 416 l Le V40 est le volume d’eau mitigée à 40° que le chauffe eau peut fournir. Vous dites vous même n’avoir besoin en moyenne que de 189l d’eau à 38° (soit un V40 de… Lire plus »
Moi je me lave à l’eau froide, je me demande pourquoi cette solution n’est pas mentionnée par l’ademe.
J’ai installé il y a 10 ans une chaudière gaz ecs instantané (sans ballon). Elle était déjà peu chère à l’achat (1200€) , et comme elle ne chauffe l’eau qu’à la demande la conso de gaz est minime.
Je me demande bien pourquoi cette solution n’est pas mentionnée par l’ademe et compagnie. Incompétence?
l’idée c’est d’analyser une énergie ‘décarbonée’, donc pas du gaz
Engie a l’intention de passer à 100% de biogaz et gaz de synthèse à terme. Vu les économies d’énergie gagnées par l’absence du ballon d’eau chauffée en permanence, l’idée d’installer et même subventionner des chaudières gaz ecs instantané devrait être creusée…
je vais me pencher sur le sujet, merci
Le biogaz étant aisément stockable, votre solution se tient à peu prés pour le chauffage, cependant beaucoup moins prioritairement pour l’eau chaude sanitaire. Reste à déterminer la solution la plus intéressante , utiliser le gaz directement ou le convertir en électricité pour l’utiliser dans des pompes à chaleur. Ce débat est loin d’être tranché.
L’économie affichée de 19,95 €/mois d’électricité permet un retour rapide sur investissement d’un an et demi. Mais si vous enlevez les aides financières, le temps de retour est environ de 10 ans. Un chauffe-eau classique avec les mêmes aides financières, avec tarif TEPO, serait encore plus économique !
Oui, d’autant que l’exemple qui est donné, c’est dans les bouches du Rhône (Marseille).
Même au mois de Novembre, ça reste des conditions super favorable pour une PAC vu les températures.
Ca plus les aides, ça présente le truc comme une bonne affaire.
Bref, on a pas cherché la prise de risque, comme d’habitude sur RE quoi….
Et un truc pas très écolo par rapport à un ballon classique, celui-ci fonctionnant en H.C.(13 cts/KWh TTC) car l’électricité est abondante et bon marché, et sans aides publiques.
Dans les mois favorables, tu peux revenir à un fonctionnement de nuit, c’est juste par températures froides, qu’il vaut mieux éviter.
Nous aurions pu tester un CET installé à Saint-Véran en plein mois de février, certes, mais ça n’aurait pas été très représentatif du foyer français moyen, non ?
Oui, parce que Marseille, c’est super représentatif du climat de la France…
Quelle localité est représentative du climat de la France ?
Quelque-chose d’un peu plus centré en terme de latitude,
Orléans ou Bourges par exemple.
La PACA, c’est 2800 heures d’ensoleillement/an contre 1600 heures dans le Nord.
Température moyenne à Marseille sur le mois de Novembre, 11,4°C contre 7,9°C à Paris d’après le site climat-data.org.
Je suis curieux d’avoir la source qui vous donnait la même température à Paris et dans les bouches du Rhône.
Le site utilisé est infoclimat.fr. À noter que le CET a été testé dans une localité des Bouches-du-Rhône, mais pas à Marseille même (dont les températures sont plus élevées que les autres communes non côtières du département).