Choisir un nouveau chauffe-eau est une décision cruciale pour maîtriser sa facture d'électricité. Face aux différentes technologies, un indicateur clé permet de mesurer leur efficacité : le COP, ou Coefficient de Performance. Comprendre ce qu'il signifie est la première étape pour faire un choix éclairé et économique.

Alors, qu'est-ce que le COP et comment se comparent le ballon électrique, le ballon thermodynamique et le système solaire ? On vous explique tout.

Le Coefficient de Performance (COP) est un ratio qui mesure l'efficacité d'un appareil de chauffage. C'est très simple : il indique la quantité de chaleur produite pour chaque unité d'électricité consommée.

COP = Energie électrique consommée (en kWh) / Energie thermique produite (en kWh)​

En clair, un COP de 3 signifie que pour 1 kWh d'électricité consommé, votre appareil restitue 3 kWh de chaleur pour chauffer votre eau. Plus le COP est élevé, plus le chauffe-eau est performant et plus vous faites d'économies sur votre facture d'électricité.

Maintenant que le principe est clair, comparons nos trois systèmes.

Le ballon d'eau chaude électrique traditionnel, aussi appelé cumulus, fonctionne grâce à une résistance qui chauffe l'eau. C'est ce qu'on appelle l'effet Joule.

• Son COP est toujours de 1.

• Pourquoi ? Parce qu'il n'y a pas de "gain" de performance. En négligeant les pertes, chaque kWh d'électricité consommée est transformé en kWh de chaleur. Il n'y a pas de multiplication d'énergie. C'est la solution la moins chère à l'achat, mais la plus gourmande en électricité et donc la moins performante.

Bilan : Efficacité minimale, facture d'électricité maximale. 👎

Le chauffe-eau thermodynamique est plus astucieux. Il fonctionne comme une pompe à chaleur : il capte les calories (l'énergie thermique) gratuites présentes dans l'air ambiant et les transfère à l'eau du ballon. L'électricité qu'il consomme sert à faire fonctionner ce système de transfert, pas à créer directement de la chaleur.

• Son COP se situe généralement autour de 3.

• Pourquoi ? Pour chaque kWh d'électricité utilisé pour faire tourner la pompe à chaleur, il récupère l'équivalent de 2 kWh de chaleur gratuite dans l'air. Résultat : il produit 3 fois plus de chaleur qu'il ne consomme d'électricité.

Bilan : Souvent proposé par les installateurs, il propose une performance intéressante mais n’est pas forcément la solution la plus durable.

Dans cette situation le calcul est plus complexe et dépend de plusieurs facteurs.

Hypothèses des calculs.
Nous avons calculé l’ordre de grandeur du COP d’un système CESI en le comparant à des systèmes similaires en partant du postulat que la puissance thermique totale des panneaux était la même, que ce soit en capteur thermique ou en SPRING.

Le taux de couverture solaire appliqué correspond à une belle journée d'été.

Configuration assez peu probable elle permet surtout de calculer les enjeux énergétiques d’un tel système: 

COPthermique = Nrj thermique / Conso(station solaire)

Avec un apport thermique de 1000W et une consommation du circulateur de 40W

Cop thermique = 1000/40 =25

Dans cette configuration et avec une hypothèse de couverture solaire de 60% nous obtenons un COP de 2,4. (Calculs détaillés à consulter en fin d’article).

L'avantage de cette configuration est que l'eau chaude est à la fois chauffée par la partie thermique des panneaux comme la partie électrique.
Cette configuration apporte un COP de 9,4 ! 

 (Calculs détaillés à consulter en fin d’article).

Pour choisir votre futur chauffe-eau, le COP est un guide infaillible pour évaluer la performance et les futures économies.

Le message est clair : si le ballon électrique est simple, il est très énergivore. Le ballon thermodynamique offre un bon coefficient de performance. Le système solaire, quant à lui, joue dans sa propre ligue en utilisant une énergie gratuite pour couvrir la majorité de vos besoins, ce qui en fait l'investissement le plus rentable et écologique sur le long terme.

Dans ces calculs nous parlons d'énergie (NRJ) pour décrire toute l’énergie qui est apportée au ballon via l’échangeur thermique ou via la résistance électrique.

COPThermique =NRJThermique/Consostation solaire

COP thermique = 1000/40= 25

COP= (NRJappoint elec+ NRJthermique) / (Consoappoint elec+Consocirculateur)  

AVEC : 

NRJappoint elec + NRJThermique = NRJTotale

ET :

Consoappoint elec =NRJelec

Consoappoint elec =NRJtotale-NRJthermique

Consoappoint elec =NRJtotale*(1-NRJthermique/NRJtotale)

Consoappoint elec =NRJtotale*(1-%couverture solaire)

ET 

Consocirculateur =NRJthermique/COPthermique

AVEC 

NRJthermique =NRJtotale*%couverture solaire (Cf cas d’une installation thermique)

En remplaçant dans les équations : 

COP= NRJtotale / ((1-%couverturesolaire)*NRJ totale/COP appointelec)+%couverture solaire * NRJtotale/COPthermique

En simplifiant par NRJ totale : 

COP=1/((1-%couverturesolaire)/COPappoint elec+%couverture solaire /COPthermique)

Avec 

COPthermique =25

COPappoint elec =1

%couverturesolaire=60%

COP= 1/ ((1-0.6)/1+0.6/25)=2,4

COP = (NRJelec+NRJthermique)/(Achatappoint elec+Consostation solaire)

AVEC 

Achatappoint elec/Consoappoint elec=1-%autoconso  

COP = NRJtotale / [(1-%autoconso)*((1-%couverturesolaire) *NRJtotale/COPappointelec+ %couverture solaire*NRJtotale/COPthermique)]

Avec les hypotheses suivantes et en simplifiant par l'NRJ totale:

COPthermique = 25

COPappoint_élec = 1

% Couverture_solaire = 60%

%auto-conso = 75% 

On obtient :

COP = 1/ [(1-0,75)*((1-0,6)/1 +0,6/25)] = 9,4