La nécessaire réduction des consommations d’énergie a remis en lumière les ballons d’eau chaude thermodynamiques. Il s’agit simplement d’un cumulus produisant de l’eau chaude sanitaire grâce à une pompe à chaleur interne. Il peut être une solution très économique et efficace à l’usage, toutefois, il est nécessaire de connaître les différentes technologies pour choisir le bon modèle.

Les différents chauffe-eaux thermodynamiques

Comme pour les pompes à chaleur destinées au chauffage, il existe un nombre important de ballons thermodynamiques. Ils assurent toute l’année la production d’eau chaude sanitaire à partir des calories puisées dans l’air ambiant et de l’électricité.

Les principales technologies sont :

  • Le chauffe-eau sur air ambiant/extérieur.
  • Le chauffe-eau sur air extrait (VMC).
  • Le chauffe-eau sur extérieur (SPLIT).
  • Le chauffe-eau sur capteur enterré à détente directe.
  • Le chauffe-eau sur capteur enterré à eau glycolée.
  • Le chauffe-eau sur capteur atmosphérique.

Les chauffe-eau sur capteur (détente, glycolé et solaire atmosphérique), bien que très performants, sont très rarement utilisés, en raison de leur complexité et de leur prix élevé aussi bien à l’achat qu’à l’installation. Les modèles à air sont les plus répandus, grâce à leur facilité d’installation, notamment en maison individuelle. On peut également les exploiter en habitat collectif, mais cela doit faire l’objet d’une étude globale, particulièrement en rénovation.

À lire aussi Quelle pompe à chaleur air / eau choisir ?

Voici les différents modèles de ballons d’eau chaude thermodynamiques à air :

1 – Le chauffe-eau sur air ambiant ou air extérieur

Sur air ambiant

Le chauffe-eau est monobloc et il intègre sa petite pompe à chaleur, ce qui facilite son installation. Il utilise l’air ambiant du local où il se trouve, et il rejette l’air refroidi dans la même pièce. Le local doit avoir les caractéristiques suivantes :

✔ Être à l’abri du gel

✔ Être non chauffé

✔ Ne pas être à proximité d’une chambre

✔ La température de la pièce ne doit pas descendre en dessous de +5 °C

✔ Son volume doit être d’au moins 20 m³, soit environ 10 m² de surface.

À lire aussi Bientôt des pompes à chaleur efficaces jusqu’à -29°C ?

→ Sur air extérieur

Le fonctionnement est identique au chauffe-eau sur air ambiant, à la différence que l’on utilise l’air extérieur.  Ce modèle peut être installé dans une pièce de moins de 20 m³, à condition que la prise d’air et le rejet donnent sur l’extérieur avec un réseau de gaines isolées.

Bon à savoir :

La performance des modèles à air ambiant/extérieur est plus faible en hiver, selon les conditions climatiques de la région. Ils sont volumineux : faire attention à la hauteur sous plafond en sous-sol. Ils sont également bruyants, d’où la nécessité de les mettre en œuvre dans un espace non habitable et éloigné d’une zone de nuit (chambre à coucher).

Les modèles air ambiant/ air extérieur ont un temps de chauffe relativement long en fonction de la capacité, notamment en période hivernale où la température du local ou de l’extérieur est basse. Ils peuvent fonctionner en heures creuses, toutefois en période hivernale, le laps de temps peut être insuffisant pour chauffer la totalité de la capacité, en fonction des soutirages.

À lire aussi Quelles aides pour installer un chauffage écologique ?

2 – Le chauffe-eau sur air extrait (VMC)

Le chauffe-eau sur air extrait est identique au modèle à air ambiant, mais utilise une ventilation mécanique contrôlée (VMC) simple flux intégré. Il récupère les calories des pièces d’eau ventilées, par un réseau de gaines isolées. Son rendement est élevé, car l’air prélevé est à température ambiante et constante toute l’année.

Le local doit avoir les caractéristiques suivantes :

✔ Être à proximité des pièces humides, dans un cellier ou une buanderie

✔ Le rejet d’air doit s’effectuer à l’extérieur en façade ou en toiture avec de la gaine isolée

✔ Ce modèle est compatible avec une installation en placard

À lire aussi Un chauffe-eau solaire peut-il réduire votre facture de gaz et d’électricité ?

Le ballon d’eau chaude thermodynamique sur VMC est plus silencieux que les modèles à air ambiant, ayant des débits d’air plus faibles. Évitez toutefois les placards dans la zone nuit. Leur taille est réduite avec des capacités de 100 à 200 litres maximum, qui doit correspondre aux besoins des utilisateurs du foyer.

3 – Le chauffe-eau sur air extérieur « split »

C’est un système bibloc, comprenant un ballon intérieur et une unité pompe à chaleur à l’extérieur, reliée par une liaison frigorigène. C’est le modèle idéal pour remplacer les cumulus dans les placards et les pièces étroites. La liaison frigorigène relie les 2 unités, pour le transfert des calories de l’air à l’eau du ballon. Ils sont les plus silencieux de la gamme, le bruit de ventilation étant reporté à l’extérieur.

Pas d’inquiétude pour le bruit de voisinage, l’unité extérieure est de petite puissance et relativement silencieuse. Ces modèles permettent un réchauffage de l’eau chaude sanitaire plus rapide que les modèles à air ambiant/ air extrait, car l’unité extérieure est plus puissante. Ils ont un bon rendement annuel et ils peuvent fonctionner jusqu’à une température extérieure de −15 °C.

À lire aussi Comment installer soi-même un chauffe-eau solaire avec capteurs thermiques au sol ?

Prix et performances d’un ballon d’eau chaude thermodynamique

Les constructeurs annoncent un coefficient de performance (COP) de 3, soit 1 kWh consommé pour 3 kWh fournis, qui sont des valeurs obtenues en laboratoire. En version « split » et « air extrait », on peut approcher cette valeur. Toutefois, il est très aléatoire en air ambiant/ extérieur, en fonction des saisons et des latitudes.

Le coût d’un chauffe-eau thermodynamique oscille entre 2 500 à 4 000€, en fonction de la technologie retenue. Le chauffe-eau thermodynamique est forcément plus performant qu’un cumulus électrique pour produire de l’eau chaude sanitaire. Il permet une économie d’électricité d’au moins 50 %, qui varie évidemment selon les usages et les conditions climatiques. Son achat et son installation sont éligibles aux aides en faveur des économies d’énergie pour la transition énergétique.

À lire aussi Sa facture d’électricité et de chauffage est dérisoire grâce à sa maison bioclimatique

Les aides à l’installation d’un ballon d’eau chaude thermodynamique

Une aide est allouée en fonction des ressources, selon un barème de ressources édité par l’ANAH, en fonction de la situation géographique.  Cette demande de prime est à faire sur le site France Rénov’. Il faut être propriétaire occupant et que le bien soit construit depuis 15 ans (2 ans auparavant). La prime est versée à la fin des travaux.

Revenus très modestes 1 200 €
Revenus modestes 800 €
Revenus intermédiaires 400 €
Revenus supérieurs Non éligible

✔ La TVA est à taux réduit de 5,5 %.

✔ L’éco prêt à taux 0 % est disponible pour le reste à charge.

Rentable, le chauffe-eau thermodynamique ?

Les chauffe-eaux thermodynamiques sont intéressants pour réduire la consommation d’énergie liée à la production d’eau chaude sanitaire. Il est nécessaire de bien choisir la taille du ballon en fonction du nombre d’occupants dans le logement et de leurs habitudes. Comme pour les pompes à chaleur dédiées au chauffage, le surdimensionnement est contre-productif.

Tous les modèles sont équipés d’une résistance électrique additionnelle, pour une fonction « BOOST » en cas de grand froid ou de panne du module thermodynamique. Veillez également à prendre un contrat d’entretien avec une visite annuelle, pour assurer le bon fonctionnement du chauffe-eau thermodynamique.

À lire aussi Le compteur Linky vous privera-t-il d’eau chaude cet hiver ?

À l’exception des régions au climat doux, la production d’eau chaude n’est pas le poste de dépense le plus important sur le budget énergie annuel. Toutefois, une économie à hauteur de 50 % est réaliste, ce qui permet d’amortir l’investissement d’un chauffe-eau thermodynamique, en réduisant sa facture. Par exemple, un foyer remplaçant un cumulus classique à résistance électrique de 300 l (consommant 5 840 kWh/an au TRV heures creuses) par un chauffe-eau thermodynamique à 3 000 €, pourra le rentabiliser en un peu plus de 6 ans, voire moins selon la température de l’air.