Pompe à chaleur à moteur gaz de type air/eau

Architecture d'une PAC à moteur gaz : compresseur entraîné mécaniquement

La PAC à moteur gaz repose sur le même cycle frigorifique à compression vapeur qu'une PAC électrique — évaporateur, compresseur, condenseur, détendeur — mais la source d'énergie du compresseur change complètement :

• Moteur thermique : moteur 4 temps (gaz naturel, propane ou biogaz), dérivé de motorisations automobiles ou industrielles (Honda, Tedom, Yanmar), puissance shaft 10–200 kW
• Transmission mécanique directe : le vilebrequin entraîne le compresseur via courroie ou accouplement direct, sans conversion électrique intermédiaire
• Double récupération de chaleur : eau de refroidissement moteur (70–90 °C) + échangeur sur gaz d'échappement (150–400 °C avant catalyseur) → la chaleur récupérée s'ajoute à la chaleur de condensation du circuit frigorifique
• Bilan thermique global : pour 1 kWh de gaz consommé — 0,65–0,70 kWh absorbés par le moteur (dont 0,30–0,35 kWh récupérés en chaleur utile) + 0,30–0,35 kWh de travail mécanique valorisé en effet frigorifique (COP frigo ≈ 3,5) → COP gaz primaire global : 1,5 à 1,9

Ce bilan distingue nettement la PAC moteur gaz de la PAC absorption : ici, le cycle frigorifique est identique à celui d'une PAC électrique (halogène HFC ou HFO), seule la motorisation du compresseur diffère.

Fabricants et gammes historiquement présents en France

• Aisin (Toyota) : gamme GSHP, moteur gaz 4,5–30 kW shaft, très répandue dans le tertiaire japonais, présente en France via distributeurs spécialisés
• Yanmar : unités 4,5–22 kW, couplage direct compresseur scroll, récupération chaleur intégrée
• Honda : technologie GHP (Gas Heat Pump), unités split multi-zones pour tertiaire léger
• Robur : principalement absorption (BAT-TH-140), quelques modèles hybrides

Conditions techniques réglementaires (historiques BAT-TH-141)

• 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 aux conditions nominales (7 °C/35 °C entrée/sortie)
• Type de bâtiment : secteur tertiaire existant uniquement
• Installation : professionnel certifié, attestation capacité fluides frigorigènes obligatoire (HFC/HFO)

Pourquoi la technologie moteur gaz a perdu la bataille face aux PAC électriques

La PAC à moteur gaz présentait un argument fort jusqu'en 2015 : sur l'énergie primaire, son COP gaz (1,6–1,9) était supérieur au rendement d'une chaudière gaz condensation (0,97–1,09). Mais plusieurs évolutions ont effacé cet avantage :

• Saut de performance des PAC électriques : les inverter R-32 et R-454B atteignent SCOP 5,0–5,5 en A7/W35. Sur l'énergie primaire (facteur 2,58 pour l'électricité réseau), le SCOP équivalent dépasse 1,9 — égalisant puis dépassant les meilleures PAC moteur gaz
• Décarbonation du réseau électrique français : avec un mix électrique à 30–50 gCO₂eq/kWh (nucléaire + renouvelable), une PAC électrique émet 7 à 10 fois moins de CO₂ qu'une PAC moteur gaz (200–240 gCO₂eq/kWh gaz)
• Maintenance différentielle : le moteur thermique impose une révision toutes les 3 000–5 000 heures (vidanges, bougies, courroies, catalyseur) — coût annuel 2 000–6 000 € selon puissance, sans équivalent sur PAC électrique
• Disparition de l'offre : Honda GHP retiré du marché européen en 2018, Aisin en retrait progressif depuis 2020 ; le parc installé est orphelin de SAV dans de nombreuses régions
• Signal politique clair : retrait simultané BAT-TH-102, BAT-TH-140, BAT-TH-141 — le CEE cesse de financer tout équipement à énergie fossile pour le chauffage tertiaire