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Dossier ENGIE

Ballon d’eau chaude thermodynamique : fonctionnement, prix, avantages, ce qu'il faut savoir

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Que devez-vous savoir sur le ballon d’eau chaude thermodynamique ? Fonctionnement, avantages, coûts, aides : ENGIE vous dit tout dans ce guide !

Prendre une douche ou un bain, faire la vaisselle… Toutes ces actions du quotidien vous amènent à consommer de l’eau chaude sanitaire… et beaucoup d'électricité si vous êtes équipé d’un cumulus classique ! Mais saviez-vous que cette consommation d’énergie peut être optimisée avec un ballon d’eau chaude thermodynamique ? 

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Qu’est-ce qu’un ballon d’eau chaude thermodynamique ?

Un ballon d’eau chaude thermodynamique, parfois appelé cumulus thermodynamique ou encore chauffe-eau thermodynamique est un équipement de production d’eau chaude sanitaire (ECS). Pour fonctionner, il se base sur le principe de la thermodynamique : il associe une pompe à chaleur aérothermique à un chauffe-eau ou à un ballon d’eau chaude classique.

Comme ces derniers, il fabrique de l’eau chaude pour tous les besoins de la maison : toilette, ménage (vaisselle), cuisine… Mais, à leur différence, il n’utilise pas uniquement de l’électricité pour produire cette eau chaude. Il extrait également les calories présentes dans l’air pour créer de la chaleur et réchauffer de l’eau. 

Le fonctionnement d’un ballon thermodynamique

Pour produire de l’eau chaude sanitaire, le cumulus thermodynamique fonctionne sur le couplage d’une résistance électrique et d’une pompe à chaleur. Il agit en quatre temps : 

  • La pompe à chaleur capte de l’air ambiant ; 

  • Elle extrait ensuite les calories naturellement présentes dans l’air ;

  • Ces calories chauffent un liquide caloporteur qui est compressé pour faire croître sa chaleur ;

  • Le fluide caloporteur compressé restitue la chaleur au ballon d’eau chaude, qui produit alors de l’eau sanitaire (jusqu’à 55°C ou 60°C).

Ce système est efficace été comme hiver, avec une nuance cependant : la température de l’air doit être comprise entre 5°C et 35°C. Au-delà, un système électrique, compris dans la PAC, prend le relais. Un besoin exceptionnel d’eau chaude sera également couvert par ce système électrique.

Il faut toujours (un peu) d'électricité

Pour comprimer le fluide caloporteur et le faire circuler, la PAC a besoin d’électricité. Mais comme une PAC destinée au chauffage, le rapport consommation d’électricité / chaleur diffusée est intéressant. Les COP (coefficients de performance) moyens se situent autour d’une production de 3 à 4 kWh de chaleur pour 1 kWh d’électricité consommé.

Quels sont les avantages d’un ballon thermodynamique ?

La technologie du ballon thermodynamique vous intéresse ? Voici les nombreux bénéfices qui pourraient faire pencher la balance en sa faveur !

L’intérêt économique d’un ballon thermodynamique 

Produire de l’eau chaude sanitaire avec un cumulus thermodynamique est d’abord avantageux d’un point de vue économique. Vos consommations électriques peuvent en effet connaître une forte baisse par rapport à un chauffe-eau électrique classique, de l’ordre d’une division par trois(1)

L'atout écologique d’un cumulus thermodynamique

Le chauffe-eau thermodynamique fonctionne à partir de l’air, une énergie propre et renouvelable. De plus, il n’émet aucun rejet direct de gaz à effet de serre lorsque la PAC fonctionne. Ce sont les raisons pour lesquelles il est compatible avec la construction de logements neufs, en accord avec la RE 2020.

Les capacités adaptables à vos besoins

Le ballon thermodynamique a aussi pour particularité de pouvoir s’adapter à d’importants besoins en eau chaude. On estime par exemple qu’un chauffe-eau thermodynamique de 270 L peut fournir de l’eau chaude pour 6 personnes.

Les inconvénients du ballon d'eau chaude thermodynamique

Si le cumulus thermodynamique a de nombreux atouts il n'est pas non plus exempt d'inconvénients. Vous devez, avant de vous lancer dans un projet d’achat, bien considérer les éléments suivants.

D’abord, la pièce dans laquelle vous souhaitez installer un ballon d’eau chaude thermodynamique sur air ambiant doit présenter un volume d'environ 20m3 au minimum si vous souhaitez ne pas chauffer la pièce qui accueille votre ballon d’eau chaude thermodynamique. En dessous de cette superficie, il est déconseillé d’opter pour un ballon d’eau chaude thermodynamique sur air ambiant.

Il faut en effet savoir qu’une pompe à chaleur rejette de l’air froid lorsqu’elle fonctionne. Dans une petite pièce, l’air ambiant aura donc tendance à rapidement fraîchir quand vous utiliserez le chauffe-eau thermodynamique. Or, les rendements d’une PAC dépendent directement de la température de l’air capté : plus il fait froid, moins la PAC est performante. En conséquence, vous devrez chauffer la pièce pour compenser la baisse des températures causées par la PAC. Tout le bénéfice économique à utiliser un ballon d’eau chaude thermodynamique sera donc perdu.

Toutefois, les ballons thermodynamiques sur air extérieur ou split (voir plus bas) peuvent contourner cette problématique. Dans le même ordre d’idée, il faut savoir que les ballons thermodynamiques ne sont pas adaptés à toutes les régions de France. Ils conviennent ainsi mieux aux climats doux (Sud-Est, Sud-Ouest, Grand-Ouest), tandis qu’ils sont déconseillés dans les régions montagneuses et régions aux hivers froids.

Enfin, le niveau sonore de certains appareils peut être incommodant car la pompe à chaleur fait du bruit. On recommandera ainsi d’installer l’appareil dans un local fermé, de préférence loin des chambres et des pièces de vie comme un garage ou une cave. 

Où installer un ballon d’eau chaude thermodynamique

Si l’emplacement du chauffe-eau thermodynamique peut être contraignant, il est toutefois possible de l’installer dans une grande variété de logements : 

  • Appartements (suffisamment grand pour avoir une pièce à l'écart) ;

  • Maisons ;

  • Logements neufs ;

  • Logements anciens ;

  • Rénovations…

Le ballon thermodynamique n'est pas la meilleure option si vous utilisez du gaz

Dans le cadre d’une rénovation, l’intérêt de remplacer votre équipement de production d’eau chaude par un chauffe-eau thermodynamique est variable. Vous gagnerez à le faire dans une maison “tout-électrique”, en remplacement d’un ballon classique électrique. En revanche, si votre logement est doté d’une chaudière à gaz, vous aurez davantage intérêt à passer à une chaudière à condensation complétée d’un ballon. 

En revanche, vous devez tenir compte de la physionomie de votre logement pour choisir le modèle adapté parmi ces trois types de chauffe-eau thermodynamiques : 

  • Le chauffe-eau sur air ambiant, qui aspire l’air de la pièce dans laquelle le ballon est installé ;

  • Le chauffe-eau sur air extérieur, qui aspire l’air extérieur ;

  • Le chauffe-eau split, dont le module d’aspiration est séparé du chauffe-eau et placé à l’extérieur.

 

Appartement

Maison

 

Pièce de moins de 20m3

Pièce de plus de 20m3 non chauffée

Pièce de moins de 20m3 chauffée

Sur air ambiant

NON

OUI

NON

Sur air extérieur

OUI

OUI

OUI

Split

OUI

OUI

OUI

Sachez enfin que vous optez pour un ballon thermodynamique sur air prélevé à l’extérieur, son installation réclame de percer deux trous dans le mur extérieur de la pièce dans laquelle il est installé (2 gaines d’entrée et de sortie d’air). Veillez à ce que l’isolation soit bien restaurée à la fin des travaux.

Chauffe-eau thermodynamique : les conseils d’installation 

Votre maison peut accueillir un cumulus thermodynamique sur air ambiant ? Voici quelques conseils pour trouver l’emplacement idéal : 

  • La pièce ne doit pas être considérée comme une pièce de vie et être de préférence fermée : buanderie, couloir, entrée, salle de bain, garage, sous-sol, cellier… ;

  • La pièce doit afficher une température se situant toute l’année au-dessus de 5°C. Si vous ne comptez pas chauffer, pensez à renforcer son isolation pour que les températures restent adéquates. 

Pour être sûr que l’achat d’un chauffe-eau thermodynamique est bien adapté à votre habitation, que l’emplacement envisagé répond aux contraintes etc… demandez conseil à un installateur professionnel. Choisissez-le de préférence RGE (reconnu garant de l'environnement) pour une expertise plus poussée en matière de transition énergétique et une éligibilité aux aides financières. 

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Ballon d’eau chaude thermodynamique : le point sur les prix

Acquérir un chauffe-eau thermodynamique est nécessairement plus coûteux qu'un ballon classique : vous devez compter environ 1 500 € pour les premiers prix hors pose(1).

Si vous confiez votre projet à un professionnel, estimez vos dépenses entre 2 000 € et 4 000 € TTC pour la fourniture et la pose d’un ballon de 250 L à 300 L avec prise extérieure d’air(1).

Il s’agit bien sûr de prix indicatifs. De nombreux éléments peuvent faire fluctuer les devis : le coût horaire de l’artisan, la marque et le modèle acheté ainsi que le type de prise d’air, la puissance de l’appareil et ses options, la complexité du chantier, l’accessibilité de votre logement… Pour bien comparer, recueillez les devis d’au moins trois professionnels. Vous pourrez alors les mettre suffisamment en concurrence pour choisir le bon modèle en fonction de vos besoins.

Quelles aides de l’État pour acheter et installer un ballon thermodynamique ?

Dans la mesure où le ballon d’eau chaude thermodynamique puise son pouvoir de chauffe dans l’air, il est assimilé à un appareil écologique. Son achat et son installation bénéficient donc d’aides et de subventions de l’État, à condition de faire intervenir un artisan RGE.

Voici les aides et subventions auxquelles vous êtes éligible :

  • Les aides de l’Anah, telle que MaPrimeRenov’ ;

  • Le dispositif des CEE ;

  • L’Eco-PTZ

  • La TVA réduite à 5,5%

Ainsi, avec ces aides à la rénovation énergétique et les économies d’énergie potentielles, investir dans un chauffe-eau thermodynamique peut être une opération rentabilisée assez rapidement.

Les critères à prendre en compte avant votre achat

Pour bien choisir un ballon thermodynamique, nous vous recommandons d’examiner les points suivants : 

  • La performance de la PAC : le COP du chauffe-eau thermodynamique (affichés par les constructeurs entre 3 et 4 en moyenne) ;
  • Le temps de chauffe ;
  • La capacité du ballon d’eau chaude thermodynamique. Attention, il n’y a aucun intérêt à surdimensionner votre installation : 200 L sont indiqués pour une famille de 4 personnes ; 300 L pour 6 ;
  • Le bruit : soyez attentif au volume en fonctionnement annoncé par les constructeurs, surtout si vous comptez installer votre nouveau chauffe-eau dans une salle de bain ou dans une buanderie à proximité des pièces de vie.

En bref

  1. Un chauffe-eau thermodynamique fonctionne grâce au couplage d’un ballon et d’une pompe à chaleur. C’est cette dernière qui, en transformant les calories naturellement présentes dans l’air en chaleur, va chauffer l’eau chaude sanitaire.

  2. Un ballon d’eau chaude thermodynamique cumule les avantages : il est économique à l’usage, écologique, accessible financièrement à l’achat. En revanche, certains modèles peuvent être bruyants. Par ailleurs, une PAC fonctionne mieux si le climat est doux et les hivers peu rigoureux.

  3. Un chauffe-eau thermodynamique peut être installé dans une maison comme dans un appartement, avec un modèle aspirant l’air à l’extérieur ou un modèle Split.

  4. Il faut compter entre 2 000 € et 4 000 € TTC pose comprise pour acquérir un ballon d’eau chaude thermodynamique. À noter qu’il est éligible à de nombreuses aides de l’État.

Comment entretenir mon chauffe-eau thermodynamique ?

L’entretien d’un ballon d’eau chaude thermodynamique est peu contraignant. Veillez simplement à nettoyer l'évaporateur tous les ans. Pour conserver ses performances, nous vous recommandons de faire vérifier l’appareil tous les deux ans par un professionnel. 

Quelle est la durée de vie moyenne d’un ballon d’eau chaude thermodynamique ?

Vous pouvez compter sur une durée de vie moyenne comprise entre 15 et 20 ans, variable selon les modèles, la marque et la qualité de l’équipement. Sachez par ailleurs qu’un matériel bien entretenu dure plus longtemps.

Quels labels certifient la qualité de mon chauffe-eau thermodynamique ?

Avant d’acheter votre cumulus thermodynamique, veillez à ce qu’il affiche le label "NF Performance Chauffe-eau thermodynamique”. Cette certification garantit un haut niveau de qualité, de sécurité et de performance.

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