COP et SCOP
Une pompe à chaleur déplace la chaleur au lieu de la produire. Elle peut donc fournir davantage de chaleur que l’électricité qu’elle consomme. Le COP décrit ce rapport à un instant donné. Le SCOP le décrit sur une saison complète de chauffage. Tous deux répondent à la question que pose votre facture : pour chaque kilowattheure d’électricité payé, combien de kilowattheures de chaleur arrivent dans la maison ?
COP : rendement en un point de fonctionnement
Le coefficient de performance (COP) est le rapport entre la chaleur fournie et l’électricité consommée, exprimées dans la même unité. Un COP de 4 signifie que 1 kWh d’électricité produit 4 kWh de chaleur. Un radiateur électrique donne 1 pour 1, soit un COP de 1.
Les fiches techniques indiquent des COP à des points d’essai définis par la norme EN 14511-2:2022 . A7/W35 signifie air extérieur (A) à 7 °C et eau en sortie de pompe à chaleur (W) à 35 °C. Cette température de l’eau est la température de départ : celle que la pompe envoie au chauffage au sol ou aux radiateurs. A-7/W55 signifie air extérieur à -7 °C et eau à 55 °C. Les pompes géothermiques qui prennent la chaleur d’une boucle enterrée utilisent à la place la température du liquide antigel de cette boucle, appelé saumure, par exemple B0/W35.
Un COP n’est valable qu’à son point d’essai. Il change si l’une ou l’autre température change.
Pourquoi le COP dépend des deux températures
Imaginez que la pompe à chaleur soulève la chaleur, depuis l’air froid extérieur jusqu’à l’eau chaude du circuit de chauffage. Plus la montée est grande, plus le compresseur consomme d’électricité pour chaque unité de chaleur. Une journée froide allonge cette montée, tout comme une eau plus chaude. La meilleure performance théorique possible est le COP de Carnot : la température chaude divisée par l’écart entre la température chaude et la température froide, toutes deux en kelvins (température en degrés Celsius plus 273.15).
| Air extérieur | Départ 35 °C | Départ 55 °C |
|---|---|---|
| 7 °C | 11.0 | 6.8 |
| -7 °C | 7.3 | 5.3 |
Ce sont des limites théoriques, et les machines réelles n’en atteignent qu’une fraction. La tendance reste valable : une journée plus froide et une eau plus chaude réduisent le rendement. C’est pourquoi les émetteurs basse température (chauffage au sol ou radiateurs assez grands pour chauffer une pièce avec une eau moins chaude) et la compensation climatique, qui abaisse la température de l’eau lors des journées douces, comptent autant.
SCOP : rendement sur une saison
Le SCOP, ou COP saisonnier, est la chaleur utile fournie pendant une saison de chauffage divisée par l’électricité utilisée pendant cette même saison. La norme EN 14825:2022 définit le calcul des fabricants. Celui-ci combine des mesures à plusieurs charges partielles (une pompe à chaleur fonctionne souvent sous sa puissance maximale) et les pondère selon la fréquence de chaque température extérieure dans un climat de référence, un profil standard proposé en version moyenne, plus froide ou plus chaude. La norme donne deux versions du chiffre. Le SCOPon ne couvre que les heures où l’unité fonctionne. Le SCOP y ajoute la résistance d’appoint électrique et l’électricité que l’unité consomme à l’arrêt : thermostat arrêté, en veille, et pour la résistance de carter, une petite résistance qui garde l’huile du compresseur au chaud.
La valeur de l’étiquette compare des produits selon les mêmes règles. Ce n’est pas une prévision pour votre maison : votre climat, vos besoins de chauffage et la température de départ diffèrent de ceux du climat de référence.
Calcul du COP dans le modèle
Une pompe à chaleur de 16 kW et une de 10 kW sont faciles à imaginer. Une différence moins évidente concerne l’évolution de la puissance thermique et du rendement de chacune lorsque la température extérieure baisse. La représentation de cette évolution selon la température extérieure s’appelle la courbe de performance.
Pour les pompes à chaleur air-eau, le modèle contient des données pour six classes de puissance (4, 6, 8, 10, 13 et 16 kW) et pour deux unités identiques fonctionnant ensemble (2 x 10, 2 x 13 et 2 x 16) lorsqu’une maison a besoin de plus que la puissance d’une unité. Chaque classe correspond à un vrai modèle de la gamme intermédiaire d’un fabricant, et non à son modèle haut de gamme. Toutes les valeurs proviennent de fiches techniques publiées. Le sélecteur d’équipement utilise des classes génériques. Une classe possède une puissance (la quantité de chaleur fournie) et un COP à plusieurs températures extérieures, de -15 à 7 °C, pour quatre températures d’eau : 35, 45, 55 et 65 °C. Le modèle relie les points publiés par des lignes droites au lieu d’ajuster une courbe lisse. Une grande unité garde ainsi son propre profil au lieu d’être une copie agrandie d’une unité de référence.
La température d’eau vient de la table, pas d’une formule de correction. Pour une unité de taille 10 par 7 °C dehors, le COP publié est de 5.2 avec une eau à 35 °C, 3.7 à 45 °C et 2.7 à 55 °C. À chaque heure, le modèle lit la table à la température de départ du circuit ; un circuit de radiateurs à 50 °C se situe donc entre les colonnes 45 et 55 °C. Sous 35 °C, le modèle conserve les valeurs de 35 °C, par prudence, car une eau plus froide donnerait un meilleur COP. Au-dessus de 65 °C, il refuse la configuration au lieu de faire une supposition ; aucun des émetteurs proposés ne fonctionne à une température aussi élevée.
EnergyPlus, le logiciel de simulation des bâtiments utilisé par le modèle, consulte la table à chaque pas de calcul (15 minutes, ou 5 pour une maison avec pompe à chaleur géothermique) avec les températures extérieure et de départ réelles. Dans une maison avec radiateurs, la température de départ suit une courbe de chauffage, règle fixe qui définit la température de l’eau en fonction de la température extérieure. L’eau est moins chaude lors des journées douces et le COP simulé augmente. Le chauffage au sol suit une courbe plus basse. Sa température de conception est déjà la limite basse de 35 °C de la table, donc son eau plus fraîche par temps doux ne donne pas de gain supplémentaire. Les unités géothermiques sont tabulées de la même façon selon la température de saumure, de -10 à 10 °C.
Valeur saisonnière dans les résultats
Les résultats montrent un COP de la PAC pour l’année simulée : la chaleur que la pompe à chaleur a fournie au circuit de chauffage, divisée par l’électricité qu’elle a consommée pour chauffer pendant qu’elle tournait, sommée sur chaque heure. Comme le SCOPon, il laisse la veille de côté, pour qu’une consommation à l’arrêt fixe ne pèse pas sur une maison qui a peu besoin de chauffage. Le SCOP de l’étiquette inclut la veille pour une maison de référence : les deux chiffres sont proches, mais pas identiques. Il ne regroupe pas les heures par tranches de température comme le fait EN 14825, parce que le modèle dispose de la vraie séquence horaire des températures extérieures et du besoin de chaleur.
La veille a sa propre ligne. Les fiches produit européennes des unités du modèle déclarent 16 W en veille, 14 W thermostat arrêté et 0 W pour la résistance de carter. Le modèle ajoute 16 W par unité pour chaque heure où l’unité ne tourne pas, soit environ 120 kWh par an pour une unité dans une maison neuve de 182 m² en plancher chauffant. Cette électricité est comptée dans l’électricité de la PAC et dans le coût. Taille de la pompe à chaleur et cycles courts montre ce que pèsent la veille et les démarrages du compresseur pour six tailles sur une même maison.
À côté figure un chiffre du système : toute la chaleur fournie aux pièces, divisée par l’électricité de la pompe à chaleur, de sa veille et de la résistance d’appoint (un élément électrique qui complète la PAC quand elle ne suffit pas). Un grand écart entre les deux chiffres veut dire que la résistance d’appoint fait une bonne partie du travail. Dans une maison qui a besoin de peu de chaleur, la veille creuse à elle seule l’écart, parce que 16 W à chaque heure d’arrêt pèsent lourd dans un petit total. Le chiffre du système n’est pas affiché pour les configurations qui brûlent un combustible.
Cette valeur saisonnière couvre uniquement le chauffage des pièces. L’eau chaude est une installation distincte. L’électricité du circulateur et du ventilateur de ventilation n’est pas incluse. Comme l’année météo, la maison, les émetteurs et les réglages sont les vôtres, cette valeur ne correspondra pas au SCOP d’une fiche technique. Elle permet de comparer vos options entre elles.
Limites du modèle
- Des données de performance existent pour six classes air-eau et cinq classes géothermiques, ainsi que pour des cascades de deux unités. Les classes voisines ne sont pas mélangées.
- Chaque classe correspond à un modèle réel d’une gamme intermédiaire, présenté sans marque. Son COP est la valeur déclarée dans la fiche technique, légèrement optimiste lorsque l’unité tourne à pleine puissance. Votre appareil sera différent. Comparez le COP simulé à la fiche technique du fabricant pour votre température de départ réelle avant de vous fier à sa valeur absolue.
- Les tables air-eau s’arrêtent à 7 °C extérieur. Le COP simulé n’augmente donc pas davantage par temps plus doux.
- Les cycles sous la puissance minimale de l’unité n’entraînent aucune perte de rendement. EN 14825 décrit cette perte avec un coefficient de dégradation, Cdh, et les fiches produit de ces unités déclarent un Cdh de 1, c’est-à-dire aucune perte. Le modèle estime combien de fois le compresseur démarre et l’enregistre avec chaque simulation, mais ne l’ajoute jamais à l’énergie.
- Il n’y a pas de cycle de dégivrage distinct. Le dégivrage est l’étape périodique pendant laquelle une pompe à chaleur air-eau fait fondre le givre sur son unité extérieure en utilisant une partie de son énergie. Les COP des fiches techniques à basse température extérieure incluent généralement cet effet.
Tables de performance de référence
Les choix d’équipements utilisent des classes de puissance génériques. Les tables de chauffage sous-jacentes viennent de guides de planification rédigés par les fabricants :
- Guide de planification Viessmann Vitocal 150-A/250-A, 6246340 DE, mars 2026 , sections 8.5 à 8.7, tables de température d’eau aux pages PDF 133 à 142. Cette copie est hébergée par Heizungsdiscount24. L’exemple de taille 10 ci-dessus utilise les lignes A7 des pages PDF 133 et 134, avec des COP arrondis.
- Guide de planification Viessmann géothermie, 5811541 DE, avril 2023 , tables de fonctionnement BWC 201.B, notamment les pages PDF 19 et 20 pour la référence de taille 10. Cette copie est hébergée sur le site communautaire du fabricant.
Ces profils servent de références pour la simulation. Ils ne définissent pas le rendement d’une unité installée et ne certifient pas un résultat simulé.