Dossier complet sur la pompe à chaleur pour piscine

Se baigner dès le début printemps et faire durer la saison jusqu’aux premiers frimas de l’hiver, c’est possible en chauffant l’eau de la piscine. Parmi les multiples solutions de chauffage, la pompe à chaleur remporte la palme en raison de ses qualités et de ses avantages. Ses caractéristiques ainsi que les critères à considérer pour faire le bon choix sont à découvrir dans ce dossier.

Comment chauffer une piscine ?

Une personne souhaitant chauffer sa piscine dispose de plusieurs choix :

  • le chauffage solaire ou moquette solaire : il s’agit d’un réchauffeur solaire constitué d’un long tube exposé au soleil dans lequel l’eau chauffera pendant son passage. Sa consommation électrique est faible, il est peu cher à l’achat tout en étant écologique, toutefois son efficacité est tributaire du soleil. Il ne conviendra pas dans une région peu ensoleillée, ni pour le chauffage d’un grand bassin ;
  • l’échangeur de chaleur : en étant couplé au chauffage central, il favorisera l’échange de calories entre la chaudière et l’eau de la piscine. Il permet donc d’exploiter tout le potentiel du chauffage central ;
  • le chauffage électrique : il consiste à chauffer l’eau avec une résistance électrique : il coûte moins cher à l’achat, mais il est de loin la solution la plus coûteuse à mettre en œuvre et la moins écologique ;
  • la pompe à chaleur : elle extrait les calories dans l’air pour les restituer dans la piscine.

Pourquoi la PAC est-elle la solution la plus intéressante ?

La technologie de la pompe à chaleur pour piscine consiste à exploiter les calories de l’air ambiant pour les restituer dans l’eau, d’où son caractère écologique, car cette source de chaleur est renouvelable.
Elle fonctionne à l’électricité, mais son rendement est élevé. Pour 1 kWh d’énergie consommée, les meilleurs appareils peuvent en effet en restituer 7. La PAC supplante même l’énergie solaire qui n’est réellement efficace que lorsque le temps est ensoleillé. Elle fournir de la chaleur quand le ciel est couvert et même lorsque le temps se rafraîchit.
D’un point de vue pratique, sa mise en place permet aussi de profiter de la piscine plusieurs mois dans l’année. Dans les zones montagneuses et venteuses, sa présence s’avère une nécessité même en période estivale, puisque le soleil y peine souvent à chauffer l’eau correctement. Pour être efficace, il faut néanmoins que sa puissance soit adaptée au volume de l’eau de la piscine, d’où l’intérêt de bien la jauger avec un calculateur.

Comment fonctionne une PAC pour piscine ?

La pompe à chaleur reprend la technologie inversée d’un réfrigérateur ou d’un climatiseur. Au lieu de produire du froid, elle produira de la chaleur. Il existe aussi les appareils pouvant à la fois chauffer et rafraîchir l’eau de la piscine, mais cette fonction n’est réellement pas utile sous nos latitudes.

Pour chauffer l’eau, cet appareil puise les calories présentes dans l’air extérieur ou emmagasinées dans le sol. Théoriquement, il est à même faire monter la température d’un liquide de 15 °C à 27 °C (la température de baignade idéale) en une semaine environ. Sa présence est ainsi plus qu’appréciable pendant les intersaisons et même en été lorsque le soleil n’arrive pas à chauffer l’eau. En effet, il suffit qu’un simple orage se produise pour que la température de l’eau chute. Le ciel qui se couvre ou le vent qui monte sont également des phénomènes pouvant refroidir l’eau.

La PAC a aussi pour tâche de maintenir l’eau à une température constante. Elle consommerait moins d’énergie en fonctionnant continuellement que si elle devait chauffer le liquide sur un grand écart de température.

Enfin, on évitera les importantes déperditions de chaleur nocturnes en prenant soin de couvrir la piscine, avec une bâche à bulles entre autres. D’après les observateurs, la température d’un bassin non recouvert baissera de 5 °C la nuit contre 2 °C pour ceux qui sont protégés.

Les températures idéales de baignade

D’une manière générale, la température minimale de baignade ne doit pas descendre au-dessous de 15 °C pour éviter l’hypothermie. La température parfaite se situe autour de 26 et 27 °C, soit 10 °C au-dessous de la température corporelle. Au-delà de 29 °C, le baigneur risque l’hyperthermie, notamment s’il est très actif dans la piscine.

Les centres de balnéothérapie et les spas, pour leur part, chauffent leur piscine à 32 °C qui est la chaleur parfaite pour les personnes (les seniors par exemple ou les patients en rééducation) qui ne réalisent pas des efforts importants dans le bassin. 32 °C est aussi la température maximale tolérée par les liners. Pour toute piscine ayant ce revêtement comme étanchéité, on veillera donc à ne pas dépasser ce seuil.

Les éléments constituants d’une pompe à chaleur pour piscine

Pour produire de la chaleur, la PAC comporte 4 composants traversés par un fluide frigorigène :

  • un évaporateur dans lequel le réfrigérant se transforme en vapeur
  • un compresseur qui comprime le gaz et qui le fait monter en température
  • un condenseur auprès duquel la vapeur cèdera ses calories à l’eau de la piscine
  • un détendeur qui réduira la pression du fluide ainsi que sa température pour qu’il retrouve son état liquide.

Le cycle de production de la chaleur

Étape 1 : Un ventilateur entraîné par un puissant moteur aspire l’air par l’arrière de l’appareil et le fait passer par l’évaporateur.
Étape 2 : le fluide frigorigène capte les calories au niveau de l’évaporateur. Sa température monte. Il passe de l’état liquide à l’état gazeux, puis s’évapore.
Étape 3 : le compresseur aspire le gaz et augmente sa pression. Sa température augmente considérablement puis il se transforme en vapeur à haute pression.
Étape 4 : le frigorigène traverse le condenseur et transmet ses calories à l’eau du bassin. Il se condense et reprend l’état liquide.
Étape 5 : le liquide à haute pression passe par le détendeur qui fera baisser sa pression. Le cycle reprend, c'est-à-dire que le frigorigène repassera par l’évaporateur dans lequel il se transformera en vapeur, etc.
Étape 6 : l’air froid s’évacue par l’avant de la PAC. Par ailleurs, un utilisateur qui veut s’assurer que son appareil fonctionne correctement n’a qu’à passer sa main devant le ventilateur. De l’air frais devra en sortir.

L'installation de la pompe à chaleur

Sa pose est assez technique et nécessite le savoir-faire d’un installateur de pompe à chaleur pour piscine. Celui-ci réalisera les raccordements hydrauliques et électriques. Il mettra aussi en place les supports de l’appareil. Avant l'installation de la pompe à chaleur, il convient également d'envisager l'incorporation d'une éventuelle isolation phonique.

Le raccordement hydraulique

La pompe à chaleur ressemble à un groupe de climatisation. Elle doit être installée à l’extérieur du bâtiment. En n’aucun cas on ne la placera dans un local technique ou dans la même pièce qu’une chaudière par exemple. Elle est raccordée au système hydraulique de la piscine par un système de by-pass après le filtre et avant le catalyseur, dans le sens du refoulement de l’eau. L’installation comporte des vannes permettant de régler le débit de l’eau transitant dans la pompe à chaleur. Celui-ci ne devra être ni trop élevé, sinon l’eau ne chauffera pas, ni trop lent, pour que l’appareil ne se mette pas sur la position de sécurité. Il va en effet considérer que le filtre ne fonctionne pas.

Les raccordements électriques

L’installateur se fiera aux instructions du fabricant dans le choix de la section de câble à mettre en place. Il se chargera ensuite de loger chaque conducteur (phase, neutre et terre) dans le bornier qui lui correspond. Une fois cette tâche réalisée, il branchera l’appareil au tableau électrique de la piscine. Il protègera l’installation avec un coffret de protection ou bien avec deux disjoncteurs différentiel et divisionnaire séparés.

Les réglages

Après sa mise en route, une PAC est capable de faire monter la température d’une piscine de 1 à 3 °C par jour. Il faut néanmoins bien la régler pour qu’elle soit bien fonctionnelle. Son paramétrage s’effectue au niveau de la vanne de by-pass et de son tableau de bord. C’est sur ce panneau que l’on règle les départs différés, la température de consigne, l’activation du mode silence, etc. On y retrouve aussi la température du bassin, celle de l’eau qui alimente la PAC et la température du liquide qui en ressort.

Les PAC dernier modèle sont équipées de panneaux digitaux à l’utilisation intuitive. Il est souvent possible de les déporter et de les fixer sur un mur plus accessible aux baigneurs grâce à un long câble de liaison. Enfin, de plus en plus de pompes à chaleur sont intelligentes et peuvent être guidées à distance avec une application.

Les conditions d’utilisation d’une PAC

En principe, une pompe à chaleur fonctionnera dans les meilleures conditions si la température extérieure est supérieure à 15 °C. Il existe néanmoins des appareils plus performants qui sont capables de fournir de la chaleur même lorsque la température est négative, jusqu’à -5 voire -12 °C pour les plus efficaces.

Par ailleurs, il est intéressant de noter que lorsque la température chute, le frigorigène ne pourra plus passer à la phase gazeuse et risquera d’altérer le compresseur. Dans ce cas, la PAC tournera en mode inversé et produira de la chaleur pour dégivrer l’évaporateur.

L’emplacement idéal d’une pompe à chaleur

Il est important que la PAC soit installée à un endroit dégagé et spacieux pour qu’elle capte le maximum de calories. Elle sera également distante de plus de 3 mètres du bassin pour des raisons de sécurité et à moins de 7 mètres afin d’éviter les déperditions de chaleur.

Il est par ailleurs possible de placer le module sur une base maçonnée surélevée ou sur des supports muraux. La personne qui est en charge de sa pose devra aussi prévoir un espace de 50 cm au moins entre sa paroi arrière et le mur. Elle respectera de même l’espace minimal entre l’appareil et les murs latéraux comme préconisé par le fabricant.

Comment choisir sa pompe a chaleur pour piscine ?

Plusieurs facteurs peuvent influencer le choix d’une pompe à chaleur à savoir :

Le climat de la région

C’est le soleil qui chauffe principalement l’eau d’une piscine. Il faudra ainsi opter pour une pompe à chaleur puissante si :

  • elle est implantée dans une région tempérée,
  • elle se trouve dans une localité en altitude ou venteuse,
  • elle est construite sur un site ombragé.

La durée d’utilisation

Une pompe à chaleur pour piscine hors-sol utilisée 7 mois sur 12, dès avril à octobre, sera moins puissante que celle qui sera exploitée toute l’année. Dans ce cas, on penchera pour une PAC 4 saisons qui fonctionnera même au cœur de l’hiver, lorsque les températures sont négatives.

Les dimensions et le volume du bassin

Un appareil sous-dimensionné prendra plus de temps pour chauffer le bassin et ne sera pas à même de fournir l’effort nécessaire pour maintenir la température de consigne. Le confort des baigneurs en sera affecté et de plus, la durée d’utilisation de la piscine sera réduite, car la température idéale sera rarement atteinte.

Un matériel trop puissant chauffera la piscine en un temps record, toutefois, comme il fonctionnera en continu, sa consommation d’énergie sera trop élevée. Opter pour une PAC surdimensionnée représentera donc un gaspillage évident pour un ménage.

Il faut donc toujours sélectionner un appareil dont la puissance correspond à la quantité d’eau à chauffer.

La consommation annuelle et le COP

Ne pas dépasser son budget d’électricité sans faire l’impasse sur le confort recherché auprès de la piscine est faisable en choisissant un appareil ayant un coefficient de performance (COP) élevé. Cette valeur représente le ratio entre l’énergie restituée et l’énergie utilisée pour la produire. Elle est calculée par le fabricant en laboratoire, aussi, une PAC ayant un COP de 3 utilisera 1 kWh d’énergie pour en restituer 3. Plus cette valeur est importante et plus l’appareil sera rentable.

Ce chiffre est donc intéressant à connaître, toutefois, il ne devra pas être le seul point sur lequel on s’appuiera lors de l’achat d’une PAC, car il peut varier en fonction des conditions dans lesquelles elle sera utilisée. En effet, sa performance ne sera pas la même qu’elle soit testée dans un environnement à 15 °C ou à -5 °C.

Les différentes technologies disponibles

Il existe deux grands types de pompes à chaleur pour piscine :
- les PAC on/off
- les PAC inverter

Le confort attendu

Le bruit engendré par la PAC peut être rédhibitoire pour certains baigneurs. La valeur du niveau sonore à un mètre est souvent fournie dans la notice d’utilisation de l’appareil. Enfin, le pilotage à distance est également un facteur pouvant influencer le choix des acheteurs.

La consommation électrique annuelle d'une pompe a chaleur de piscine

Rappelons qu’une pompe à chaleur pour piscine enterrée ou hors-sol fonctionne à l’électricité pour fonctionner, mais l’énergie reconstituée peut être jusqu’à 7 fois supérieure à celle qui a été consommée pour la produire. Les personnes qui veulent faire l’acquisition d’un tel appareil peuvent néanmoins se poser des questions sur la puissance à choisir.

Les facteurs à considérer pour bien dimensionner la PAC

La pompe à chaleur idéale est à même s’assurer une montée de chaleur de 2 à 3 °C par jour et est capable de maintenir cette température en optimisant sa consommation.

Le dimensionnement de la pompe à chaleur pour piscine s’effectue en considérant les critères suivants :

  • le volume du bassin
  • la température de départ
  • la présence d’une protection nocturne
  • la durée d’utilisation. Certaines régions permettent l’ouverture de la saison dès les premières hausses de température au printemps et l’exploitation de la piscine jusqu’à la fin de l’automne.
  • l’ensoleillement : idéalement une piscine sera bien exposée au soleil et abritée du vent et de tout obstacle pouvant l’ombrager tels que les arbres, les murs, etc.
  • le climat : les pluies fréquentes d’une région humide peuvent baisser la température de l’eau de quelques degrés. On retiendra qu’une PAC sera également plus sollicitée dans les zones montagneuses.
  • le type de piscine : les piscines hors-sol favorisent plus les pertes de calories que les bassins enterrés.
  • les matériaux de construction et le revêtement : les besoins de chauffage d’une piscine coque polyester et d’une construction en dur ne sont pas les mêmes. Par ailleurs, les bassins fabriqués dans des blocs de coffrage isolants sont à même d’emmagasiner plus de chaleur, car la déperdition des calories par leurs parois est limitée. Ils n’auront donc pas besoin d’une PAC très puissante.
  • le prix de l’électricité : en principe, la PAC doit fonctionner en continu, mais il est aussi possible de ne la faire tourner que pendant les heures creuses, au risque cependant de ne pas toujours profiter de la température idéale pendant les baignades.
  • la présence d’un abri ou d’un volet roulant empêchera la déperdition de chaleur. L’effet de serre produit par cet équipement contribuera aussi à chauffer l’eau lorsqu’il fait chaud. La PAC tournera moins, et consommera donc moins de courant.

Enfin, même une piscine olympique peut être chauffée avec plusieurs pompes à chaleur. Au besoin, on pourra les combiner à une installation solaire si leur consommation d’électricité est trop élevée.

Qu’entend-on par puissance et par consommation d’une PAC ?

Il existe deux puissances à considérer :

  • La puissance calorifique de l’appareil, c’est-à-dire sa capacité à produire des calories. Elle est exprimée en kW.
  • La puissance nominale ou électrique, qui est l’énergie qu’elle consomme pour fonctionner. Elle s’exprime également en kW.
  • Sa consommation représente l’énergie utilisée pour tourner et qui sera facturée par le fournisseur d’électricité. Son coût annuel d’exploitation est obtenu en multipliant le nombre d’heures d’utilisation totale par sa puissance nominale en kW. On multiplie ensuite la valeur obtenue par le prix du kWh en euros.

    Chauffer une piscine coûte 2 euros par jour en moyenne. Sur une période de 6 mois d’utilisation non stop, la dépense totale s’élèvera donc à 360 euros. À titre de comparaison, un chauffage électrique consommant 3 fois plus d’énergie, son coût d’exploitation montera à plus de 1000 euros sur cette même période.

    Enfin, chauffer 1 m3 d’eau avec une PAC air/eau revient à 2,50 à 3,70 € environ. Le coût d’utilisation d’une PAC sol/eau est nettement moins élevé, puisqu’il oscille entre à 2,30 à 3,50 €.

    Quelle puissance choisir ?

    On évaluera la puissance d’une pompe à chaleur pour piscine en utilisant la formule suivante :
    (400 x Volume en m3) / Heures d'ensoleillement Notre calculateur donne les résultats suivants pour une piscine de 50 m3 exposée au soleil et se trouvant à :
    - Lille : 12.19 kW soit 13 kW
    - Grenoble : 9.69 kW soit 10 kW
    - Toulon : 6.86 kW soit 7 kW

    Le volume de la piscine doit également être bien calculé pour une évaluation exacte de la puissance de la PAC. Par ailleurs, les spécialistes affirment que les bassins ayant un design simple sont plus faciles à chauffer et à filtrer, car ils permettent une circulation plus aisée de l’eau.

    Il peut être malaisé de calculer le volume de l’eau surtout si la piscine présente différents niveaux de profondeur ou si ses formes sont complexes. Ici aussi, il est judicieux de se servir d’un calculateur en ligne pour l’évaluer.

    Le coût de l’énergie totale consommée par une piscine

    Outre la PAC, d’autres appareils de la piscine fonctionnent également à l’électricité tels que le système de filtration, le robot, le volet roulant, etc. Leur consommation est donc à considérer avant de se lancer dans l’achat d’un bassin, et ce, afin d’éviter les mauvaises surprises à la réception de sa facture d’électricité.

    Combien coûte une pompe à chaleur pour piscine ?

    La pompe à chaleur pour piscine représente un investissement conséquent. Elle est en effet assez chère comparée aux autres méthodes de chauffage comme l’électrique (le moins cher) et le solaire. Le retour sur investissement est néanmoins important si l’on considère son rendement.

    Plus une pompe à chaleur est puissante, plus son prix sera élevé. Les appareils destinés à chauffer les petits bassins de 20 m² sont proposés à 400 € en moyenne. Les plus gros matériels peuvent coûter plus de 4 000 € et même plus de 5 000 € s’ils doivent chauffer un bassin de plus de 60 m3. Le prix de la main d’œuvre pour l’installation d’une pompe aérothermique oscille entre 3 000 et 4 000 €. Un installateur facturera entre 5 000 et 6 000 € pour la pose d’un appareil géothermique.

    Les différents types de pompes à chaleur pour piscine

    Les PAC aérothermiques et géothermiques

    La PAC pour piscine peut puiser ses calories de l’air ambiant ou du sol.

    La pompe à chaleur la plus courante est aérothermique, c’est-à-dire qu’elle capte les calories de l’air avant de la restituer à l’eau. L’appareil de type sol/eau exploite la chaleur emmagasinée dans le sol pour chauffer le bassin. Cette PAC géothermique est nettement plus performante que les modèles air/eau, puisque la température du sol est constamment élevée. Elle est donc capable de chauffer une piscine, même lorsque les températures extérieures sont très basses. Pour fonctionner, elle est équipée de sondes enfouies à 100 mètres ou d’un collecteur enterré à 1,5 mètre. Leur pose implique souvent de gros travaux qui peuvent nécessiter des autorisations administratives. Par ailleurs, il faut aussi que le terrain dans lequel ils seront implantés soit vaste.

    La PAC On/Off ou la PAC inverter

    La PAC on/off

    La PAC classique est de type on/off. Sa puissance n’est pas modulable, aussi elle se contentera de chauffer l’eau jusqu’à ce que la température de consigne soit atteinte, puis elle s’arrêtera. Elle démarrera à nouveau pour chauffer l’eau si elle se rafraîchit. Chaque démarrage est donc marqué par un pic d’intensité, puisque l’appareil fonctionne à pleine puissance. Ces départs et arrêts à répétition peuvent à terme le fragiliser. De plus, l’eau du bassin n’est pas toujours homogène, car elle a le temps de refroidir entre deux démarrages, ce qui peut altérer le confort des utilisateurs.

    La PAC inverter

    Le PAC inverter fait monter la température de l’eau une fois pour toutes pendant le démarrage initial. Il tournera ensuite en continu tout au long de la saison tout en modulant son fonctionnement par rapport à la température de consigne. Il ralentira donc lorsque celle-ci est atteinte. Cet appareil est à l’abri des départs brusques et des pics d’intensité répétés, ce qui lui permet d’avoir une durée de vie plus longue que la PAC on/off.

    Il existe deux types de PAC inverter :
    - L’inverter simple ou step inverter qui permet au compresseur de moduler son niveau d’intensité (généralement entre 3 à 5 paliers) en fonction de l’effort à fournir et de la température à atteindre.
    - Le full inverter : ici, la vitesse du compresseur et du ventilateur est régulée automatiquement en fonction des paramètres de l’eau et de l’air extérieur. Il tournera à grande puissance lorsque les besoins en chauffage sont élevés. Il réduira son allure lorsque ceux-ci sont atteints. Cet appareil est fiable et très précis, car la température idéale du bassin est atteinte à 0,5 °C près. Il est également plus efficace que l’inverter simple et plus silencieux tout en étant plus économique, puisqu’il peut consommer jusqu’à 30 % d’électricité en moins. Enfin, comme il est moins sollicité, il sera encore plus durable.

    Les PAC inverter coûtent plus cher que les PAC on/off, toutefois elles présentent de notables avantages :

    • les risques de panne sont moindres
    • elles ont une excellente tenue dans le temps
    • elles offrent plus de confort d’utilisation
    • elles consomment jusqu’à moins 20 % d’énergie
    • elles sont nettement moins bruyantes

    Comment entretenir une pompe à chaleur ?

    Le contrôle du réfrigérant

    Une pompe à chaleur pour piscine bien entretenue est une pompe à chaleur qui dure. Une fois par an, un professionnel vérifiera que le corps réfrigérant ne fuit pas, notamment si la quantité de fluide emmagasiné dans l’appareil est supérieure ou égale à 2 kg. Ce contrôle s’effectuera tous les ans lorsque la puissance de la PAC est supérieure à 100 kW et tous les 3 ans si elle est supérieure à 12 kW. Cet expert veillera aussi à changer le réfrigérant tous les 5 ans.

    Les nettoyages périodiques

    L’expert inspectera l’étanchéité du condenseur au cours de son contrôle annuel. Il sera aussi amené à dépoussiérer l’évaporateur et au besoin, il le nettoiera avec de l’eau. Enfin, il vérifiera que les condensats s’évacuent d’une manière optimale.

    Hivernage de la pompe à chaleur

    En période de gel, l’échangeur sera vidé de son eau, et l’appareil recouvert d’une housse. Il sera de même déconnecté du réseau et par la même occasion, on bouchonnera l’entrée et la sortie d’eau. Il est aussi possible de retirer la pompe à chaleur de sa base et de la remiser dans le local technique pour l’hiver.

    Les effets du chauffage de l’eau sur la piscine

    En principe le pouvoir désinfectant du chlore est optimal lorsque la température de l’eau est comprise entre 18 et 24 °C. Il s’évaporera rapidement si le liquide est trop chaud. Sa qualité baissera également lorsque l’eau est chauffée à plus de 28 °C. Il est ainsi conseillé d’y verser un stabilisant pour qu’il ne s’altère pas.

    L’eau chaude est également plus propice à la multiplication des algues et des microorganismes en raison de la modification du pH. Elle verdira et ne sera plus favorable à la baignade. Pour parer à cela, il faudra toujours garder un œil sur ce paramètre et faire l’appoint en désinfectant pour éviter la multiplication des bactéries et des champignons.

    Enfin, les variations de température dues à la météo aléatoire favorisent grandement l’épanouissement des algues. Maintenir l’eau à une certaine température avec une pompe à chaleur permettra d’éviter ce désagrément.

    Pour conclure, la pompe à chaleur pour piscine est économique, écologique et performante. Elle est parfaite pour chauffer n’importe quel bassin, quel que soit son emplacement géographique. Pour bien profiter d’une eau à la température idéale, il suffit de bien choisir la bonne taille de pompe à chaleur pour piscine. On choisira également celui qui présente un haut rendement pour optimiser sa consommation en électricité.