COP, coefficient de performance · Glossaire

Le COP, abréviation de « Coefficient of Performance », désigne pour une pompe à chaleur le rapport entre la puissance de chauffage fournie et la puissance électrique absorbée dans un état de fonctionnement donné. En allemand, cette valeur s'appelle généralement « Leistungszahl ». Un COP de 3 signifie que, dans les conditions indiquées, l'installation fournit 3 kilowatts de puissance thermique par kilowatt de puissance électrique. Les 2 kilowatts supplémentaires ne proviennent pas du réseau électrique. Ils proviennent de la chaleur ambiante que l'installation prélève dans l'air extérieur, le sol ou les eaux souterraines et porte à un niveau de température plus élevé.

Le COP n'a pas d'unité, car on divise une puissance par une puissance. Ce n'est ni une valeur annuelle ni une indication sur la facture d'électricité. Il décrit une valeur instantanée ou une valeur d'essai dans des conditions définies, et sa pertinence dépend de ces conditions. Une pompe à chaleur air-eau peut atteindre un coefficient de performance élevé avec un air extérieur doux et une faible température de départ. En cas de gel et de température de départ élevée, elle fonctionne nettement moins bien. Une valeur de COP sans indication des températures se prête donc difficilement à une comparaison.

Points d'essai et normes

Les fabricants indiquent généralement le COP à des points d'essai normalisés selon la norme d'essai européenne EN 14511. Les abréviations désignent d'abord la source de chaleur, puis la température de départ de l'eau de chauffage : A pour l'air extérieur (Air), B pour la saumure (Brine) et W pour l'eau (Water). A7/W35 signifie 7 degrés Celsius d'air extérieur et 35 degrés Celsius de température de départ. A2/W35, A-7/W35 et A-7/W55 représentent des conditions plus froides ou des températures de départ plus élevées. Pour les pompes à chaleur sol-eau (saumure-eau), B0/W35 est usuel, pour les pompes à chaleur eau-eau W10/W35. Au point d'essai nominal normalisé, la norme d'essai fixe en outre un écart de 5 kelvins entre le départ et le retour. La norme d'essai concernée détermine quels auxiliaires sont pris en compte dans la puissance électrique absorbée. Les fiches techniques de provenances différentes ne sont donc comparables que si le point d'essai et la norme concordent.

Un exemple de calcul tiré de la littérature spécialisée sur la VDI 4650 montre à quel point la valeur dépend du point d'essai. Pour une pompe à chaleur air-eau non régulée, on y retient des coefficients de performance de 4,36 à A7/W35, 3,64 à A2/W35 et 2,95 à A-7/W35. Un appareil n'a donc pas un seul COP, mais toute une courbe caractéristique. À A2/W35, il convient en outre de vérifier si la mesure inclut les phases de dégivrage. Avec un air extérieur autour du point de congélation, l'évaporateur givre, et le dégivrage consomme de l'énergie (voir cycle de dégivrage).

Dans la réglementation européenne sur l'écoconception des appareils de chauffage d'ambiance et des appareils de chauffage mixtes jusqu'à 400 kilowatts de puissance thermique nominale (règlement (UE) n° 813/2013), plusieurs notions sont expressément définies. Le coefficient de performance nominal COPrated est la puissance calorifique déclarée divisée par la puissance absorbée dans les conditions nominales normalisées. Le coefficient de performance saisonnier SCOP s'applique à une saison de chauffe déterminée. Les valeurs spécifiques à des classes de température extérieure individuelles s'appellent COPbin(Tj). À partir du SCOP, le règlement déduit l'efficacité énergétique saisonnière du chauffage des locaux, déterminante pour les exigences minimales et l'étiquette énergétique.

Limite physique : la valeur de Carnot

Un coefficient de performance supérieur à 1 ne contredit pas la loi de conservation de l'énergie. La pompe à chaleur ne se contente pas de transformer l'électricité en chaleur. Elle l'utilise pour pomper de la chaleur d'un niveau de température plus bas vers un niveau plus élevé. La thermodynamique fixe pour cela une limite supérieure, le coefficient de performance de Carnot : la température absolue du puits de chaleur en kelvins divisée par l'écart de température. Avec une température de source de 7 degrés et un départ à 35 degrés, on obtient environ 308 K divisé par 28 K, soit environ 11. Avec moins 7 degrés et un départ à 55 degrés, on n'obtient plus qu'environ 328 K divisé par 62 K, soit environ 5,3. En raison des pertes dans le compresseur, les échangeurs de chaleur et le circuit frigorifique, les appareils réels n'atteignent qu'une partie de cette valeur idéale, souvent environ la moitié. Cette part s'appelle le rendement exergétique (Gütegrad). Le calcul montre pourquoi un faible écart de température fait une telle différence.

Coefficient de performance, rendement et facteur de performance annuel

Le coefficient de performance est souvent confondu avec le rendement. Pour une chaudière, un rendement de 300 pour cent serait absurde si l'on prend comme référence l'énergie contenue dans le combustible. Pour la pompe à chaleur, en revanche, un COP de 3 ou 4 est normal, car la chaleur fournie se compose d'énergie d'entraînement électrique et de chaleur ambiante captée. À titre de distinction : une résistance électrique d'appoint convertit pratiquement la totalité du courant en chaleur et présente ainsi un coefficient de performance d'environ 1. Une pompe à chaleur de COP 3 fournit, à partir de la même quantité d'électricité, environ trois fois plus de chaleur. Les deux chauffent à l'électricité, mais sollicitent très différemment la production d'électricité, le réseau et le porte-monnaie.

Il faut distinguer du COP le facteur de performance annuel. Il met en rapport la chaleur fournie sur une année et l'électricité consommée. Il intègre les températures extérieures variables, la production d'eau chaude, le dégivrage, la charge partielle, les cycles marche-arrêt, l'électricité auxiliaire pour les pompes et la régulation, ainsi que le comportement des occupants. Des valeurs mesurées en pratique sont fournies par un test de terrain de quatre ans de l'institut Fraunhofer ISE portant sur 77 installations dans des maisons individuelles à trifamiliales existantes. Les facteurs de performance annuels y étaient compris entre 2,6 et 5,4. Les pompes à chaleur air-eau atteignaient en moyenne 3,4, les installations géothermiques 4,3. Ces valeurs sont nettement inférieures aux indications typiques des fiches techniques pour A7/W35. Pour l'évaluation énergétique et économique, le facteur de performance annuel mesuré est donc généralement plus parlant qu'un COP isolé.

Les indicateurs saisonniers tels que le SCOP se situent entre les deux. Ils ne sont pas mesurés dans le bâtiment, mais calculés à partir de points d'essai avec des zones climatiques et des hypothèses de charge normalisées. Cela permet de comparer des appareils. Ils ne remplacent toutefois pas l'examen du bâtiment concret, des surfaces de chauffe et de la température de départ réelle. Dans l'espace anglophone, on utilise souvent pour les valeurs annuelles ou saisonnières mesurées le terme Seasonal Performance Factor.

Pourquoi l'écart de température détermine le coefficient de performance

Plus la source de chaleur est chaude et plus la température de départ requise est basse, moins le compresseur doit fournir de travail. Le sol et les eaux souterraines se refroidissent moins en hiver que l'air extérieur et offrent donc souvent des températures de source plus favorables. Un chauffage par le sol ou des radiateurs de grande taille se contentent de températures de départ plus basses que de petits radiateurs nécessitant une eau très chaude. Une courbe de chauffe correctement réglée et un équilibrage hydraulique peuvent abaisser le départ nécessaire et ainsi améliorer le coefficient de performance réel.

Le COP n'est donc pas une caractéristique de qualité isolée de l'appareil. Il décrit l'interaction entre pompe à chaleur, source de chaleur, bâtiment et système de chauffage. Un bon appareil peut fournir des valeurs médiocres dans un environnement mal réglé. À l'inverse, une installation solide avec de grandes surfaces de chauffe peut fonctionner de manière très efficace. Dans le test de terrain du Fraunhofer, aucun lien n'a d'ailleurs pu être établi entre l'année de construction du bâtiment et l'efficacité. Les températures dans le circuit de chauffage étaient déterminantes.

Importance pour la consommation d'électricité, le réseau et les coûts

Le COP détermine la quantité d'électricité nécessaire pour une quantité de chaleur donnée. Un kilowattheure de chaleur nécessite, par le calcul, 0,25 kilowattheure d'électricité avec un COP de 4, et 0,5 kilowattheure avec un COP de 2. Avec des millions de chauffages électrifiés, cette différence modifie la consommation d'électricité, la charge hivernale et les besoins d'extension du réseau de distribution.

Pour les pompes à chaleur air-eau s'ajoute une coïncidence défavorable : les basses températures extérieures surviennent précisément lorsque le besoin de chauffage est élevé. Pendant ces heures, le COP baisse alors que la puissance de chauffage requise augmente. La puissance électrique absorbée croît donc doublement. Pour les gestionnaires de réseau, ce qui compte avant tout est donc la puissance pendant les heures critiques, et non la consommation annuelle moyenne. Même une installation avec un bon facteur de performance annuel peut contribuer à la charge de pointe si elle fonctionne sans pilotage dans des situations de réseau déjà sollicitées. En dessous du point de bivalence, une résistance d'appoint d'un coefficient de performance d'environ 1 peut en outre s'enclencher. Dans le test de terrain du Fraunhofer, les résistances d'appoint n'ont toutefois fourni qu'une très faible part du travail pour les installations air-eau.

Les coûts variables de chaleur dépendent surtout du prix de l'électricité et du coefficient de performance réel. S'y ajoutent l'investissement, la maintenance et, le cas échéant, les redevances de réseau. En simplifiant, les coûts par kilowattheure de chaleur diminuent lorsque le coefficient de performance augmente. Un accumulateur de chaleur, la masse d'accumulation du bâtiment ou des tarifs à variation horaire peuvent déplacer le fonctionnement vers des heures plus avantageuses. Cela a toutefois des limites : si l'on chauffe avec un départ plus élevé pour le stockage ou si l'installation doit rattraper le retard pendant des heures très froides, le coefficient de performance baisse. Une partie de l'avantage de prix est alors perdue. Une bonne régulation considère ensemble le prix de l'électricité, le signal du réseau, l'état de l'accumulateur et les températures.

Interprétations erronées typiques

Une valeur de fiche technique prise comme indication générale d'efficacité : un COP à A7/W35 dit peu de choses pour un bâtiment qui a besoin d'un départ à 55 degrés en hiver. Les valeurs à des points d'essai différents ne se comparent pas directement.
« La pompe à chaleur a un COP de 4 » : il peut s'agir d'une valeur de laboratoire, d'un point de fonctionnement, d'une moyenne mensuelle, d'un SCOP ou d'un facteur de performance annuel attendu. Pour la planification, les aides financières et la planification du réseau, cela fait une grande différence.
Le COP comme rendement supérieur à 100 pour cent : le coefficient de performance ne mesure pas la conversion de l'électricité en chaleur, mais la quantité de chaleur pompée par puissance d'entraînement mise en œuvre.
Le COP comme bilan climatique : l'effet sur le climat dépend en outre de la manière et du moment où l'électricité est produite. Pour des évaluations résolues dans le temps, le facteur d'émission marginal est par exemple pertinent. De faibles coefficients de performance augmentent dans tous les cas les besoins en électricité, en réseaux et en flexibilité.
Confusion avec les indicateurs de refroidissement : en mode refroidissement, les fiches techniques indiquent généralement le coefficient d'efficacité frigorifique EER, qui met en rapport un autre bénéfice. Il ne peut pas être comparé directement au COP de chauffage.

Le coefficient de performance est un indicateur précis de l'efficacité d'un processus de pompe à chaleur à un point de fonctionnement donné. Il ne devient pertinent qu'avec l'indication de la température de source, de la température de départ, de l'état de fonctionnement, de la norme et des limites du système. Qui utilise correctement la notion distingue entre valeur d'essai, valeur normalisée saisonnière, facteur de performance annuel mesuré et charge électrique pendant les heures critiques.

Sources

Verordnung (EU) Nr. 813/2013 der Kommission vom 2. August 2013 zur Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Raumheizgeräten und Kombiheizgeräten — Europäische Kommission / EUR-Lex; 2013-08-02. Art. 1 Abs. 1 (Anwendungsbereich ≤ 400 kW); Art. 2 Begriffsbestimmungen (Nenn-Leistungszahl COPrated, SCOP, SCOPon, COPbin(Tj), COPd(Tj), COPcyc)
Wärmepumpen heizen auch im Altbau klimafreundlich (Presseinformation zum Projekt WP-QS im Bestand) — Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE; 2025-11-03. Seite 1 und folgende
VDI 4650 Blatt 1, Teil 1: Beschreibung des Verfahrens – Energetische Bewertung von Wärmepumpen — TGA Fachplaner; unbekannt. Abschnitte zu Prüfpunkten nach DIN EN 14511 und zum Beispielgerät
Prüfresultate Luft/Wasser-Wärmepumpen basierend auf der EN 14511 und EN 14825 — OST – Ostschweizer Fachhochschule, Wärmepumpen-Testzentrum WPZ; 2026-05-29 (laut Dateiname). Tabellen Prüfbedingungen und Prüfresultate

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Edited by eCMS on 11.11.2026 18:02