Installer une pompe à chaleur air/air en complément d’une chaudière gaz à condensation pour améliorer son confort d’été et faire des économies de chauffage en mi-saisons
Economies d'énergie et décarbonation
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Etude de cas théoriques à Nice et à Paris réalisée par ENGIE Laborelec en 2024.
Les résultats proviennent de simulations réalisées avec un outil de modélisation thermodynamique de systèmes de chauffages résidentiels.
Objectif de l’étude : Associer une PAC air/air à une chaudière gaz
Dans cette étude, nous mettons en avant de manière théorique les gains économiques et environnementaux pouvant être réalisés en installant une pompe à chaleur air/air (aussi appelée climatisation réversible), ci-après « PAC A/A ») en complément d’une chaudière gaz à condensation.
Cette PAC A/A permet d’assurer le chauffage, à la place de la chaudière, pendant une partie de l’année, essentiellement aux mi-saisons que sont le printemps et l’automne.
Les hypothèses retenues pour les simulations
- Nous considérons le pavillon suivant
Pavillon français Surface 110m² Etages RDC + 1 étage Année de construction Avant 1990, faibles travaux de rénovation Nombre d'occupants 4 personnes Demande annuelle de chauffage (Paris/Nice) 12.6 / 7.1 MWhheat
La température de consigne est de 17°C la nuit et 20°C le jour.
- Nous considérons deux lieux différents : Nice et Paris
- Pour les contenus CO2 des énergies gaz et électricité, nous considérons :
Gaz 200 gCO2/kWh Electricité4 53 gCO2/kWh
Le dimensionnement des équipements à Paris et à Nice
Pour Paris, nous choisissons une PAC A/A de puissance 6,4 kW.
Il convient de noter, que cette PAC A/A est dimensionnée pour répondre aux besoins en climatisation du pavillon choisi dans la zone choisie, même si dans cette étude nous ne comparons que le chauffage. En effet, la PAC A/A est capable de produire du chauffage et de la climatisation.
A Nice, les besoins en climatisation sont plus élevés, la PAC A/A est donc plus puissante : 7,4 kW.
Elle est par conséquent un peu plus chère (4 454 € à Nice vs 3 871 € pour le modèle installé à Paris), ce qui impacte le temps de retour sur investissement.
Comment fonctionne le binôme PAC air/air et chaudière gaz ?
Pour le chauffage, c’est donc soit la PAC A/A, soit la chaudière qui peut l’assurer :
- Lorsque la température extérieure se situe au-dessus du point de bivalence, c’est la PAC A/A qui assure le chauffage, ses performances sont alors optimales.
- Lorsque la température extérieure se situe en dessous du point de bivalence, c’est la chaudière qui assure le chauffage car les performances de la PAC A/A ne sont alors pas optimales.
Ce principe de point de bivalence (température à laquelle la bascule doit se faire d'un équipement à l'autre pour que les gains soient optimums et le confort préservé) est illustré sur le schéma ci-dessous :
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Qu’est que la température de bivalence ?
En dessous de ce seuil, un chauffage d’appoint (chaudière, résistance électrique…) doit prendre le relais ou compléter la pompe à chaleur pour garantir le confort. |
A Paris, la température de bivalence est de 1,7°C et à Nice, elle est de 0,7°C.
Pourquoi cette température est-elle différente en fonction des villes ?
A Nice, la température de bivalence est plus basse car la PAC A/A est plus puissante. Elle permet donc d’assurer le chauffage dans des conditions optimales lorsqu’il fait un peu plus froid, à la différence de Paris.
Situation de départ : le chauffage assuré uniquement par la chaudière gaz
Nous partons donc de la situation suivante avec une chaudière à condensation :
| Puissance thermique de la chaudière* | |
| Paris | 11.9 kW |
| Nice | 10.6 kW |
*Chaudière à condensation
La chaudière gaz est plus puissante à Paris car les besoins de chauffage sont plus importants.
Après l'installation de la PAC : une répartition intelligente du chauffage
Nos familles à Nice et à Paris conservent leur chaudière gaz à condensation et ajoutent une PAC A/A, capable d’assurer le chauffage lorsque la température extérieure est supérieure à la température de bivalence :
| Puissance thermique | Chaudière à gaz | PAC air-air* |
| Paris | 11.9 kW | 6.4 kW |
| Nice | 10.6 kW | 7.4 kW |
Les prix du gaz et de l’électricité varient fréquemment.
Un indicateur clé pour mesurer les économies : le « spark spread »
Afin d’évaluer les économies possibles en chauffant avec une PAC A/A au lieu d’une chaudière gaz à condensation, sous certaines conditions (Température extérieure plus élevée que la température de bivalence), il est nécessaire d’évaluer le rapport entre les prix de ces 2 énergies.
C’est ce que nous appelons le spark spread dans le tableau ci-dessous.
Spark spread = prix de l’électricité / prix du gaz.
Si le spark spread est de 2, cela signifie que l’électricité coûte deux fois plus cher que le gaz :
| Spark spread² | Prix gaz TTC3 | Prix électricité TTC3 |
| 2 | 8c€/kWh | 16c€/kWh |
| 2.5 | 8c€/kWh | 20c€/kWh |
| 3 | 8c€/kWh | 24c€/kWh |
| 3.5 | 8c€/kWh | 28c€/kWh |
| 4 | 8c€/kWh | 32c€/kWh |
2Spark spread = prix de l'éléctricité / prix du gaz =~ 2 en septembre 2025
3Septembre 2025 = le prix du gaz TTC se situe autour 10c€/kWh en France
Résultats de l'étude à Paris
Ainsi, à Paris, avant l’installation de la PAC A/A, le chauffage était uniquement assuré par la chaudière gaz :
| Facture annuelle de chauffage | 1174 €/an |
| Coûts de chauffage sur 15 ans | 17604 € |
| Emissions de CO2 annuelles liées au chauffage | 2.83 tCO2/an |
Après l’installation de la PAC A/A, qui couvre 71 % des besoins de chauffage, nous avons :
| Spark spread : 2 / 2.5 / 3 / 3.5 / 4 | |
| Facture annuelle de chauffage | 671 / 759 / 847 / 935 / 1023 €/an |
| Coûts de chauffage sur 15 ans | 13936 / 15256 / 16577 / 17898 / 19219 € |
| Emissions de CO2 annuelles liées au chauffage | 0.91 tCO2/an |
| Temps de retour sur investissement de la PAC | 8 / 9 / 12 / 16 / 26 ans |
Ainsi, à Paris, toujours sur la base des critères de notre étude, et si on considère que l’électricité coûte 2 fois plus cher que le gaz, l’installation d’une PAC A/A en complément de la chaudière gaz à condensation peut permettre de réduire la facture de chauffage de 43 %, soit environ 500 € d’économies par an.
Le temps de retour sur investissement est de 8 ans et les émissions de CO2 peuvent quant à elles être réduites de 68 % :
| Pour un spark spread = 2 | Paris |
| Réduction de la facture annuelle de chauffage | 43%, 500€ |
|
Réduction des coût de chauffage sur 15 ans (prix de la PAC + commodité sur 15 ans) |
20% |
| Temps de retour sur investissement | 8 ans |
| Réduction des émissions annuelles de CO2 | 68%, 1.92 tCO2 |
On rappelle que la PAC A/A assure le chauffage à la place de la chaudière gaz à condensation lorsque la température extérieure est supérieure à 1,7°C.
Il est cependant à noter que si l’électricité devient, par exemple 3,5 fois plus chère que le gaz, alors l’installation d’une PAC A/A en complément de la chaudière gaz à condensation générera moins d’économies et le temps de retour sur investissement sera de 16 ans.
La PAC A/A permettra cependant d’améliorer le confort d’été.
Résultats de l'étude à Nice
A Nice, avant l’installation de la PAC A/A, le chauffage était uniquement assuré par la chaudière gaz :
| Facture annuelle de chauffage | 671 €/an |
| Coûts de chauffage sur 15 ans | 10079 € |
| Emissions de CO2 annuelles liées au chauffage | 1.59 tCO2/an |
Après l’installation de la PAC A/A, qui couvre 98 % des besoins de chauffage, nous avons :
| Spark spread : 2 / 2.5 / 3 / 3.5 / 4 | |
| Facture annuelle de chauffage | 282 / 350 / 417 / 485 / 552 €/an |
| Coûts de chauffage sur 15 ans | 13936 / 15256 / 16577 / 17898 / 19219 € |
| Emissions de CO2 annuelles liées au chauffage | 0.12 tCO2/an |
| Temps de retour sur investissement de la PAC | 11 / 14 / 17 / 24 / 37 ans |
Ainsi, à Nice, si on considère que l’électricité coûte 2 fois plus cher que le gaz, l’installation d’une PAC A/A en complément de la chaudière gaz à condensation peut permettre de réduire la facture de chauffage de 58 %, soit environ 390 € d’économies par an.
Le temps de retour sur investissement sera de 11 ans et les émissions de CO2 peuvent quant à elles être réduites de 92 %.
Il est cependant à noter que si l’électricité devient, par exemple, 3 fois plus chère que le gaz, alors l’installation d’une PAC A/A en complément de la chaudière gaz à condensation générera moins d’économies et le temps de retour sur investissement sera de 17 ans.
La PAC A/A permettra cependant d’améliorer le confort d’été.
| Pour un spark spread = 2 | Nice |
| Réduction de la facture annuelle de chauffage | 58%, 390€ |
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Réduction des coût de chauffage sur 15 ans (prix de la PAC + commodité sur 15 ans) |
13% |
| Temps de retour sur investissement | 11 ans |
| Réduction des émissions annuelles de CO2 | 92%, 1.47 tCO2 |
Ce qu'il faut retenir
A Nice, les températures extérieures sont plus élevées, le taux de couverture de la PAC A/A sera donc supérieur à Nice (98% à Nice vs 71% à Paris).
Mais dans la mesure où on chauffe moins à Nice qu’à Paris et que la PAC A/A coûte plus chère à Nice, les gains en € seront supérieurs à Paris et le temps de retour sur investissement plus court.
En outre, le confort d’été est amélioré grâce à la climatisation réversible.
A Nice, les températures extérieures sont plus élevées, le taux de couverture de la PAC A/A sera donc supérieur à Nice (98% à Nice vs 71% à Paris).
Mais dans la mesure où on chauffe moins à Nice qu’à Paris et que la PAC A/A coûte plus chère à Nice, les gains en € seront supérieurs à Paris et le temps de retour sur investissement plus court.
En outre, le confort d’été est amélioré grâce à la climatisation réversible.
Retrouvez l'étude complète ici.