Les pompes à chaleur dans le contexte du GEG 2026 : aperçu et importance

La pompe à chaleur est passée d'une technologie de niche à un élément central de la transition thermique en Allemagne. Avec la loi sur l'énergie des bâtiments (GEG), en vigueur depuis janvier 2024 et dont les exigences s'appliqueront de manière généralisée jusqu'en 2026, les pompes à chaleur deviennent la solution de chauffage préférée dans les nouvelles constructions et de plus en plus dans les bâtiments existants.

Le GEG 2024 – souvent appelé « GEG 2026 » car la planification thermique municipale doit être réalisée avant mi-2026 ou 2028 – stipule que les nouvelles installations de chauffage doivent utiliser au moins 65 pour cent d'énergies renouvelables. Les pompes à chaleur satisfont généralement à cette exigence sans difficulté et offrent en outre des avantages d'efficacité considérables par rapport aux systèmes de chauffage fossiles.

Pour les planificateurs spécialisés, les installateurs et les experts en technologie du bâtiment, cela signifie : la demande de solutions de pompes à chaleur augmente rapidement, tandis que les exigences techniques et réglementaires augmentent simultanément. Une connaissance approfondie des différentes technologies de pompes à chaleur, de leurs domaines d'application et du cadre légal est aujourd'hui indispensable.

La règle des 65 pour cent et ses options de conformité

Le cœur du GEG est la stipulation que chaque installation de chauffage nouvellement installée doit couvrir au moins 65 pour cent de la chaleur requise à partir d'énergies renouvelables. Cette règle s'applique à différents moments selon la localisation du bâtiment et la planification thermique municipale :

  • Dans les nouveaux quartiers : immédiatement depuis janvier 2024
  • Dans les grandes villes (plus de 100 000 habitants) : à partir de mi-2026, une fois la planification thermique municipale en place
  • Dans les petites communes : à partir de mi-2028, une fois la planification thermique municipale en place

Les pompes à chaleur sont l'une des options de conformité explicitement mentionnées par la loi et, en raison de leur coefficient de performance annuel élevé, dépasseront dans la plupart des cas l'exigence des 65 pour cent. D'autres options de conformité telles que les installations de chauffage hybride à énergie solaire thermique, les installations de chauffage à biomasse ou le raccordement à un réseau de chaleur concurrencent la pompe à chaleur selon la situation du bâtiment.

Développement du marché et dynamique du secteur

Le marché allemand des pompes à chaleur a enregistré une croissance dynamique depuis 2020. Alors qu'environ 60 000 pompes à chaleur par an étaient installées en 2015, ce chiffre était déjà supérieur à 350 000 appareils en 2023. Le gouvernement fédéral s'est fixé pour objectif d'installer au moins 500 000 pompes à chaleur par an à partir de 2024 pour atteindre les objectifs climatiques dans le secteur du bâtiment.

Cette dynamique de marché pose des défis au secteur : pénurie de main-d'œuvre qualifiée, goulots d'étranglement dans l'approvisionnement en composants et la nécessité de rendre les bâtiments existants compatibles avec les pompes à chaleur sont des questions centrales. En même temps, le développement offre des opportunités commerciales considérables pour les entreprises qui développent rapidement l'expertise correspondante.

Technologies des pompes à chaleur – aperçu

Les pompes à chaleur utilisent des cycles thermodynamiques pour transférer la chaleur d'un niveau de température inférieur à un niveau supérieur. Les différents types de pompes à chaleur se distinguent principalement par la source de chaleur dont ils tirent l'énergie.

Pompes à chaleur air-eau

Les pompes à chaleur air-eau, avec une part de marché de plus de 80 pour cent, sont la variante la plus fréquemment installée. Elles extraient la chaleur de l'air extérieur et la transfèrent au système de chauffage à eau. Le grand avantage réside dans les coûts d'investissement comparativement faibles et la simplicité de l'installation – aucun terrassement ou forage de puits n'est nécessaire.

Le défi avec les pompes à chaleur air-eau réside dans la dépendance à la température de l'efficacité : lors des jours d'hiver froids, lorsque le besoin de chaleur est le plus élevé, le coefficient de performance annuel (COP) diminue. Cependant, les appareils modernes équipés de technologie inverter et de technique de réfrigérant optimisée atteignent encore des coefficients de performance acceptables de 2,0 à 2,5 à des températures extérieures de -15°C.

Pour l'installation, les émissions sonores sont un facteur critique. Les directives techniques actuelles pour la protection contre le bruit (TA Lärm) doivent être respectées, ce qui peut entraîner des restrictions dans le choix du site, en particulier dans les zones résidentielles densément construites. Les boîtiers optimisés acoustiquement, les montages isolés des vibrations et l'utilisation de fonctions de mode silencieux sont ici des aspects importants de la planification.

Pompes à chaleur sol-eau (pompes à chaleur géothermiques)

Les pompes à chaleur géothermiques utilisent la chaleur stockée dans le sol via des capteurs géothermiques ou des sondes géothermiques. Les températures constantes dans le sol (environ 8-12°C à 1-2 mètres de profondeur, jusqu'à 15°C à plus grandes profondeurs) permettent des coefficients de performance annuels toute l'année de 4,0 à 5,0 – nettement supérieurs à ceux des pompes à chaleur air-eau.

Les capteurs géothermiques sont posés horizontalement à environ 1,2 à 1,5 mètres de profondeur et nécessitent une surface d'environ 1,5 à 2 fois la surface habitable à chauffer. Ils conviennent donc principalement aux nouvelles constructions disposant d'une surface de terrain suffisante.

Les sondes géothermiques sont introduites verticalement dans des trous de forage d'une profondeur typique de 50 à 150 mètres. Elles nécessitent moins de surface de terrain, mais requièrent une autorisation en matière de droit de l'eau et parfois également des autorisations de droit minier. Dans les zones de protection des eaux, les forages de sondes géothermiques ne sont souvent pas autorisés.

Les coûts d'investissement plus élevés dus aux terrassements ou aux forages s'amortissent généralement grâce à la meilleure efficacité sur une période de 10 à 15 ans. En particulier dans les bâtiments existants avec des températures de départ plus élevées, une pompe à chaleur sol-eau peut offrir des avantages par rapport à la variante air-eau.

Pompes à chaleur eau-eau (pompes à chaleur géothermales)

Les pompes à chaleur géothermales utilisent la température constante de l'eau souterraine (généralement 8-12°C) comme source de chaleur et réalisent ainsi les coefficients de performance annuels les plus élevés de tous les types de pompes à chaleur – des valeurs de 5,0 et plus ne sont pas rares.

La condition préalable est une source d'eau souterraine suffisante à une profondeur raisonnable et une qualité d'eau appropriée. Deux puits sont nécessaires : un puits de prélèvement pour l'extraction d'eau et un puits d'infiltration pour le retour de l'eau refroidie. La distance minimale entre les deux puits doit être d'au moins 15 mètres pour éviter un écoulement court-circuité.

L'autorisation en matière de droit de l'eau est généralement plus complexe que pour les sondes géothermiques. De plus, des analyses d'eau doivent être effectuées pour éviter la ferruginisation (précipitation du fer) ou la corrosion des échangeurs de chaleur. Dans les conditions de site appropriées, les pompes à chaleur géothermales offrent cependant la solution la plus efficace.

Pompes à chaleur air-air et pompes à chaleur sur air vicié

Les pompes à chaleur air-air fonctionnent sans système de chauffage à eau circulante et transfèrent la chaleur directement via l'air ambiant. Elles sont souvent utilisées sous forme de climatiseurs split avec fonction de chauffage et conviennent particulièrement aux bâtiments très bien isolés présentant un faible besoin de chaleur de chauffage, comme les maisons passives.

Les pompes à chaleur sur air vicié utilisent la chaleur de l'air ambiant usé provenant de la cuisine, de la salle de bain et des WC. Elles sont particulièrement judicieuses en combinaison avec des ventilations contrôlées de l'air ambiant et peuvent être utilisées pour la préparation de l'eau chaude ou pour soutenir le chauffage. En tant que système de chauffage unique, elles ne sont généralement pas suffisantes.

Pompes à chaleur haute température pour les bâtiments existants

Les pompes à chaleur haute température, qui peuvent atteindre des températures de départ de 65°C à 75°C, revêtent une importance particulière pour la rénovation des bâtiments existants. Elles permettent l'utilisation d'une pompe à chaleur même dans les bâtiments équipés de radiateurs conventionnels, sans qu'une rénovation complète du système de distribution de chaleur soit nécessaire.

Cependant, l'efficacité diminue considérablement avec l'augmentation des températures de départ. Le coefficient de performance annuel pour les applications haute température est généralement entre 2,5 et 3,5 – toujours mieux que les installations de chauffage fossiles, mais sensiblement inférieur au potentiel des applications basse température. Une optimisation hydraulique soignée et une isolation thermique du bâtiment aussi bonne que possible sont donc particulièrement importantes.

Exigences du GEG et cadre réglementaire

La loi sur l'énergie des bâtiments dans sa version valide depuis janvier 2024 crée le cadre juridique pour l'utilisation des pompes à chaleur et définit les exigences minimales en matière d'efficacité et de proportions d'énergies renouvelables.

Option de conformité Pompe à chaleur selon le GEG

Les pompes à chaleur satisfont à l'exigence des 65 pour cent du GEG si elles atteignent certains coefficients de performance annuels minimums. Ceux-ci dépendent de l'électricité utilisée :

  • Avec utilisation exclusive d'électricité provenant d'énergies renouvelables (par exemple via un contrat d'approvisionnement en électricité avec certification d'électricité verte) : aucun COP minimum requis
  • Avec électricité du réseau normal : COP minimum de 2,5 (car le bouquet électrique allemand contient déjà environ 50 pour cent d'énergies renouvelables et continue d'augmenter)

Le coefficient de performance annuel doit être démontré par un calcul selon DIN EN 15316-4-2 ou par les données du fabricant conformément au règlement Ecodesign. En pratique, les pompes à chaleur modernes atteignent largement ces exigences minimales avec une planification compétente.

Délais de transition et droits acquis existants

Le GEG prévoit diverses dispositions transitoires pertinentes pour la mise en œuvre pratique :

  • Réparations : Les installations de chauffage existantes peuvent être réparées, même si elles ne satisfont pas à la règle des 65 pour cent
  • Sinistre de chauffage (sinistre) : En cas de défaillance irréparable, un délai de transition pluriannuel s'applique, au cours duquel des installations de chauffage au gaz peuvent également être installées – cependant, avec l'obligation d'intégrer à partir de 2029 des proportions croissantes d'énergies renouvelables (15 % à partir de 2029, 30 % à partir de 2035, 60 % à partir de 2040)
  • Planification thermique municipale : Jusqu'à la mise en place de la planification thermique municipale, les propriétaires peuvent bénéficier de la certitude quant à savoir si leur zone sera raccordée à un réseau de chaleur

Ces dispositions transitoires créent une sécurité de planification, mais soulignent également clairement : la perspective à long terme mène indéniablement à des systèmes de chauffage à énergies renouvelables, dans lesquels les pompes à chaleur jouent un rôle central.

Obligations de preuve et documentation

Pour chaque nouvelle installation de chauffage installée, une preuve de conformité aux exigences du GEG doit être fournie. Cela comprend :

  • Déclaration d'entreprise concernant le respect de la règle des 65 pour cent
  • Calcul ou preuve du fabricant du coefficient de performance annuel
  • En cas d'utilisation d'électricité renouvelable : preuve du contrat d'approvisionnement correspondant
  • Équilibrage hydraulique selon la méthode A ou B

La documentation doit être conservée pendant au moins cinq ans et peut être demandée par l'autorité compétente. Pour les entreprises spécialisées, cela signifie : une documentation de projet rigoureuse n'est pas seulement requise sur le plan technique, mais aussi légalement.

Obligation de conseil avant l'installation

Le GEG stipule que les propriétaires doivent être informés avant l'installation d'une nouvelle installation de chauffage de leurs options de conformité et des conséquences économiques de leur décision. Ce conseil peut être fourni par un conseiller énergétique qualifié, une entreprise spécialisée ou le ramoneur.

Le conseil doit présenter diverses options de conformité, fournir des informations sur l'économicité et indiquer les possibilités de financement. Pour les entreprises spécialisées, c'est une opportunité de démontrer leur expertise tout en répondant aux exigences légales.

Planification et dimensionnement des installations de pompes à chaleur

La planification compétente est déterminante pour l'efficacité et la fiabilité d'une installation de pompe à chaleur. Les erreurs à la phase de dimensionnement ne peuvent souvent être corrigées ultérieurement que par des efforts considérables.

Calcul de la charge thermique selon DIN EN 12831

Au début de toute planification de pompe à chaleur se trouve le calcul normalisé de la charge thermique selon DIN EN 12831. Une installation surdimensionnée entraîne des coefficients de performance annuels médiocres, un basculement fréquent et des coûts d'investissement plus élevés. Une installation trop petite ne peut pas satisfaire le besoin de chaleur les jours de charge de pointe.

Une planification soignée est particulièrement importante dans les bâtiments existants, car les valeurs nominales de la période de construction ne sont souvent plus à jour (par exemple, après remplacement des fenêtres ou mesures d'isolation). Le comportement d'utilisation individuel doit également être pris en compte – un niveau de température défini plus bas peut réduire considérablement la puissance de chauffage requise.

Températures du système et distribution de la chaleur

L'efficacité d'une pompe à chaleur augmente considérablement avec la baisse des températures de départ. Alors qu'à une température de départ de 35°C, des coefficients de performance annuels de 4,5 à 5,0 sont réalisables, cette valeur tombe à environ 3,0 à 3,5 à 55°C et à 2,5 à 3,0 à 70°C.

Idéalement, il y a donc des chauffages de surface tels que des chauffages par le sol, parois ou plafonds, qui fonctionnent avec des températures de départ basses de 30-35°C. Dans les bâtiments existants, il devrait être examiné si la température de départ requise peut être abaissée en augmentant les radiateurs ou en ajoutant des radiateurs supplémentaires.

L'équilibrage hydraulique est obligatoire selon le GEG et d'importance centrale pour l'efficacité. Il garantit que toutes les surfaces de chauffage sont alimentées avec la bonne quantité d'eau et évite le survisionnement de certains locaux et l'approvisionnement insuffisant d'autres zones.

Préparation de l'eau chaude

La préparation de l'eau chaude avec la pompe à chaleur nécessite des températures plus élevées que le chauffage (au minimum 50-55°C pour éviter la légionellose, régulièrement 60°C pour combattre la légionellose). Cela affecte considérablement le dimensionnement du système.

Les installations modernes fonctionnent avec des concepts à deux températures : basses températures de départ pour le chauffage et températures plus élevées temporairement pour la préparation d'eau chaude. Les réservoirs de stockage intermédiaire avec stations d'eau froide peuvent être une alternative efficace en énergie aux réservoirs d'eau chaude classiques.

Dans les immeubles collectifs, le règlement sur l'eau potable doit être particulièrement observé. La préparation centrale d'eau chaude avec conduite de circulation entraîne des températures plus élevées du système et peut compromettre l'efficacité de la pompe à chaleur. Ici, des concepts innovants comme la préparation décentralisée d'eau chaude ou la combinaison avec des installations solaires thermiques doivent être examinés.

Réservoirs de stockage intermédiaire et intégration hydraulique

Les réservoirs de stockage intermédiaire découplent la production de chaleur de la consommation de chaleur et permettent des durées de fonctionnement plus longues de la pompe à chaleur, ce qui réduit les basculements et améliore l'efficacité. Le dimensionnement devrait être adapté à la taille du bâtiment, à la puissance de la pompe à chaleur et au profil d'utilisation.

Les tailles de tampon typiques se situent entre 30-50 litres par kilowatt de puissance de chauffage. En cas d'utilisation d'électricité PV ou de tarifs d'électricité variables, des réservoirs plus grands peuvent être judicieux pour utiliser de manière optimale les périodes de production avantageuses ou les phases de prix de l'électricité avantageuses.

L'intégration hydraulique doit être soigneusement planifiée : stratification élevée dans le réservoir, évitement des écoulements court-circuités et positionnement correct des capteurs sont des détails importants qui déterminent l'efficacité de l'installation.

Intégration du photovoltaïque

La combinaison de pompe à chaleur et de photovoltaïque (PV) est particulièrement judicieuse d'un point de vue énergétique et économique. L'électricité solaire auto-générée peut être utilisée directement pour le fonctionnement de la pompe à chaleur, ce qui réduit considérablement les coûts d'exploitation et augmente la proportion d'autoconsommation de l'installation PV.

Les commandes de pompe à chaleur intelligentes peuvent adapter le comportement de fonctionnement de la pompe à chaleur à la production PV : l'électricité solaire excédentaire est utilisée pour charger le réservoir tampon ou le réservoir d'eau chaude et ainsi stocker l'énergie thermique. Ceci est particulièrement efficace au printemps et à l'automne, lorsqu'il y a encore un besoin de chauffage et qu'il y a simultanément de bons rendements solaires.

Le dimensionnement de l'installation PV devrait prendre en compte le besoin annuel d'électricité de la pompe à chaleur. Pour une maison unifamiliale typique avec pompe à chaleur, celui-ci est de 3 000 à 6 000 kWh par an – une installation PV de 8-10 kWc peut couvrir une part considérable.

Viabilité économique et possibilités de financement

La viabilité économique des pompes à chaleur dépend de nombreux facteurs : coûts d'investissement, coûts d'exploitation, évolution des prix des combustibles, aides financières et durée d'utilisation de l'installation. Un calcul fondé de la viabilité économique est la base de tout conseil client qualifié.

Coûts d'investissement

Les coûts d'investissement varient considérablement selon le type de pompe à chaleur et la situation du bât