Pompe à chaleur à absorption de type air/eau ou eau/eau

Cycle à absorption : un principe thermochimique sans compresseur mécanique

La PAC à absorption repose sur un cycle radicalement différent de la compression vapeur classique. Là où la PAC électrique utilise un compresseur rotatif pour élever la pression du frigorigène, la PAC à absorption exploite l'affinité chimique entre deux fluides pour « pomper » la chaleur sans pièce mobile principale :

1. Évaporateur : le réfrigérant (ammoniac NH₃ ou eau, selon le couple) s'évapore à basse pression en puisant de la chaleur dans la source froide (air extérieur ou eau de nappe)
2. Absorbeur : la vapeur de réfrigérant est absorbée par le solvant (eau pour NH₃/eau, bromure de lithium LiBr pour LiBr/eau), libérant de la chaleur utile au bâtiment
3. Désorption (générateur) : le brûleur gaz chauffe la solution riche pour en chasser la vapeur de réfrigérant — c'est ici que l'énergie fossile est consommée
4. Condenseur : la vapeur haute pression se condense, fournissant à nouveau de la chaleur utile

Résultat : deux sources de chaleur (absorbeur + condenseur) pour une seule entrée d'énergie primaire (brûleur), d'où un COP gaz supérieur à 1. La consommation électrique se limite aux auxiliaires (pompe de solution, ventilateurs, régulation) : typiquement 2 à 5 % de la puissance thermique délivrée.

Couples de fluides et domaines d'application

• NH₃/eau (ammoniac/eau) : frigorigène ammoniac, solvant eau — adapté aux sources froides basses températures (air extérieur jusqu'à −5 °C), type air/eau ou air/air. Machines compactes 15–200 kW. Frigorigène naturel, GWP = 0
• LiBr/eau (bromure de lithium/eau) : frigorigène eau, solvant LiBr — limité aux températures source > +5 °C (eau/eau), puissances 100–2 000 kW. Usages tertiaires intensifs (hôtels, hôpitaux, centres commerciaux)
• Cycle simple effet : COP 1,2–1,4, un seul étage de génération
• Cycle double effet : COP 1,4–1,8, deux étages de génération — technologie haut de gamme, fabricants : Yazaki, Broad, Robur

Conditions techniques réglementaires (historiques BAT-TH-140)

• Puissance ≤ 400 kW : efficacité saisonnière ηs ≥ 111 % (régime haute/moyenne température) ou ≥ 126 % (régime basse température) selon règlement UE 813/2013
• Puissance > 400 kW : COP ≥ 1,3 mesuré aux conditions nominales (entrée/sortie 7 °C/35 °C)
• Type de bâtiment : secteur tertiaire existant (bureaux, commerces, hôtels, établissements de santé)
• Qualification installateur : professionnel certifié, attestation de capacité fluides frigorigènes non requise pour NH₃/eau (frigorigène naturel exempt)

Pourquoi cette technologie était prometteuse — et pourquoi elle a disparu

Dans les années 2000–2015, les PAC à absorption répondaient à un besoin réel :

• Sites sans puissance électrique disponible : hôtels en zone industrielle, entrepôts frigorifiques, sites isolés avec raccordement gaz mais TGBT saturé
• Valorisation de chaleur fatale : certaines machines pouvaient fonctionner à l'eau chaude issue d'un process industriel (cogénération, refroidissement moteur) au lieu du brûleur gaz
• Frigorigènes naturels : l'ammoniac (GWP 0, ODP 0) précédait la réglementation F-gaz, un avantage environnemental réel

Mais plusieurs facteurs ont conduit à son retrait du catalogue CEE :

• Bilan carbone dégradé : même avec un COP gaz de 1,6, les émissions CO₂ (220–260 gCO₂eq/kWh chauffage avec gaz naturel) restent 5 à 8 fois supérieures à une PAC électrique sur réseau décarboné français (30–50 gCO₂eq/kWh)
• Écart de performance creusé : les PAC électriques inverter atteignent désormais COP 4–5 en A7/W35 et SCOP > 4,5, rendant le COP 1,3–1,6 des PAC absorption obsolète sur le plan économique
• Marché résiduel : en 2023, moins de 500 unités installées par an en France, quasi exclusivement des remplacements dans des parcs existants — aucune dynamique d'industrialisation
• Cohérence réglementaire : retrait simultané BAT-TH-102 (chaudière gaz condensation), BAT-TH-140 et BAT-TH-141 — signal clair que le CEE cesse de financer les investissements en chauffage fossile tertiaire