PAC air/eau pour serre : COP, dimensionnement et fiche AGRI-TH-108

Une PAC air/eau pour serre (PAC air/eau serre ou pompe à chaleur aérothermique) prélève les calories de l'air extérieur et les restitue à l'eau du réseau de chauffage. Pour chaque kWh électrique consommé, elle livre 2 à 3,5 kWh de chaleur selon la température extérieure. Le projet de révision de la fiche CEE AGRI-TH-108 en fait la seule technologie éligible pour chauffer une serre. Il impose aussi une électrification totale : la machine doit tenir la serre seule, nuits de gel comprises.

Principe de fonctionnement de la PAC air/eau en serre

Cycle thermodynamique et composants

Un fluide frigorigène circule en boucle fermée entre quatre organes. À l'évaporateur, il absorbe la chaleur de l'air extérieur et se vaporise, même par température négative. Le compresseur élève sa pression et sa température. Au condenseur, il cède sa chaleur à l'eau du circuit de chauffage puis se reliquéfie. Le détendeur abaisse enfin la pression avant un nouveau cycle.

Une installation de serre comprend l'unité extérieure, le module hydraulique, le stockage d'eau chaude et le réseau de distribution vers les tubes. Le circuit d'eau fonctionne en général entre 35 et 55 °C. Cette plage conditionne la compatibilité avec les tubulures existantes, souvent calculées pour une chaudière à 70/50 °C.

Seule technologie retenue par la fiche révisée

La fiche actuelle (version A35.2) couvre les PAC air/eau et eau/eau. Le projet d'arrêté soumis à consultation publique en septembre et octobre 2026 ne retient plus que l'air/eau. Les projets sur nappe ou sondes sortent de la fiche standardisée : les options restantes sont détaillées dans notre page sur la PAC eau/eau et géothermique.

Le texte n'est pas encore publié au Journal officiel. Il change pourtant déjà la façon de concevoir un projet. Chaque PAC doit dépasser 300 kW, aucune chaudière ne peut être conservée hors secours et une étude préalable de dimensionnement devient obligatoire. La synthèse complète figure sur notre page consacrée à la fiche AGRI-TH-108 révisée.

Spécifications et performances : COP, Etas et SCOP

Le COP affiché par les constructeurs correspond à des conditions normalisées : air à +7 °C, eau à 35 ou 45 °C selon la norme EN 14511. En serre, les heures de chauffe les plus intenses coïncident avec les nuits les plus froides. C'est précisément là que le rendement se dégrade.

COP par grand froid et dégivrage

À −5 °C, une machine affichant un COP de 3,3 à +7 °C descend typiquement à 2,4 ou 2,6. À −10 °C, il tombe vers 2,0 à 2,2. La puissance disponible baisse en parallèle de 20 à 30 % par rapport à la puissance nominale. Ces ordres de grandeur varient selon les modèles : seules les courbes constructeur font foi.

Par temps froid et humide, l'évaporateur givre. Le dégivrage interrompt la production de chaleur pendant 5 à 10 minutes, plusieurs fois par nuit. Une installation correcte absorbe ces coupures grâce au stockage d'eau chaude, sans que la température de la serre décroche. Les modèles à dégivrage par inversion de cycle sont plus sobres que ceux à résistances électriques.

Etas : régime 35 °C ou 55 °C

Jusqu'à 400 kW, la performance se juge sur l'efficacité énergétique saisonnière Etas, au sens du règlement européen 813/2013. Le projet de fiche choisit le régime d'après la température de départ retenue dans l'étude. Jusqu'à 35 °C de départ, la PAC est dite basse température et doit atteindre 126 % d'Etas à 35 °C. Au-delà, elle est moyenne ou haute température et doit atteindre 111 % à 55 °C.

Au-dessus de 400 kW, le critère devient un COP d'au moins 3,4, mesuré selon EN 14511-2 avec une sortie d'eau à 35 °C. Le forfait de prime augmente au-delà de 140 % d'Etas ou d'un COP de 4. Ces points de mesure doivent apparaître sur la fiche technique ou sur un document du fabricant.

SCOP saisonnier en serre

Le SCOP pondère le COP instantané par les heures de chauffe de chaque plage de température extérieure. En plaine atlantique, pour une serre chauffée à 16 °C d'octobre à mars, il se situe souvent entre 2,8 et 3,2. En climat continental, il descend vers 2,3 à 2,6. Chaque baisse de 5 °C de la température de départ fait gagner 0,2 à 0,3 point de COP.

Critères de dimensionnement en électrification totale

L'ancienne pratique consistait à couvrir 60 à 80 % de la pointe et à garder la chaudière en relève. Le projet de fiche ferme cette porte : PAC hybrides et hybridation d'une chaufferie existante sont exclues. Nous détaillons ces règles dans notre comparatif électrification totale ou hybridation.

Couvrir la pointe à la température de base

Le besoin de pointe se calcule à partir des déperditions de la serre à la température de base du site, de jour comme de nuit. Il dépend du coefficient U de la couverture, de la surface développée et de la consigne. Les machines se choisissent ensuite sur leur puissance disponible à cette température, dégivrage compris. Un équipement de secours peut subsister, mais il reste consigné et ne fonctionne qu'en cas d'indisponibilité de la PAC.

Réduire la pointe coûte souvent moins cher que d'ajouter des kilowatts. Un double écran thermique ou une couverture isolante abaisse fortement les déperditions nocturnes. L'isolation de la couverture est d'ailleurs une condition d'éligibilité du projet de fiche.

Seuil de 300 kW et montage de plusieurs PAC

Chaque PAC doit délivrer au moins 300 kW thermiques. Pour une serre de tomates isolée, cela correspond à 1 800 à 2 700 m² chauffés. En dessous, la machine est surdimensionnée et la prime ne porte que sur la surface réelle. Au-delà, plusieurs PAC se montent en parallèle ; leurs puissances s'additionnent pour le calcul de la surface retenue. Notre page sur les PAC de forte puissance traite des cascades et de l'acoustique.

Exemple : serre maraîchère de 5 000 m²

Prenons une serre de tomates de 5 000 m², isolée par écran, avec une température de base de −7 °C. Le besoin de pointe atteint environ 120 W/m², soit 600 kW. Une PAC de 400 kW nominaux à +7 °C n'en délivre plus qu'environ 300 à −7 °C. Deux machines de cette taille, montées en parallèle, couvrent donc la pointe. Ce cas est un calcul type, à reprendre avec les données réelles du site dans le guide de dimensionnement PAC serre.

Intégration et mise en œuvre sur serre existante

Ballon de stockage ou open buffer

Le projet de fiche impose un ballon de stockage classique ou de type open buffer, relié hydrauliquement à la PAC. Son isolation doit garantir au moins une heure de stockage, dans les conditions fixées par l'étude préalable. Ce volume couvre les dégivrages et limite les cycles courts du compresseur. Il permet aussi de décaler la production vers les heures où l'électricité coûte moins cher. Le volume de stockage se calcule selon notre guide ballon tampon et open buffer.

À titre indicatif, une heure à 600 kW avec un écart de 10 K représente environ 50 m³ d'eau. Le calcul exact et le choix entre ballon fermé et open buffer sont traités dans notre page sur le stockage thermique par inertie.

Réseau tubulaire 70/50 °C

Beaucoup de serres disposent d'un réseau de tubes calculé pour une chaudière, avec un départ à 70 °C. Une PAC air/eau standard plafonne vers 55 °C, au prix d'un COP dégradé. Deux solutions restent compatibles avec l'électrification totale. La première abaisse le régime : tubes supplémentaires, écrans, consignes revues. La seconde passe par une PAC haute température au propane ou au CO2.

L'implantation des unités extérieures mérite aussi une étude. Elles doivent disposer d'un dégagement suffisant pour ne pas réaspirer l'air froid qu'elles rejettent. Leur niveau sonore compte en zone périurbaine, car les pics de fonctionnement interviennent la nuit. Enfin, l'évacuation des condensats de dégivrage doit rester hors gel.

Pilotage par une gestion climatique fixe

Le système de PAC doit être piloté par une gestion climatique fixe. Elle régule la température du réseau et celle de la serre, et le cas échéant le stockage et les ouvrants. Une valeur moyenne journalière de la température intérieure est calculée et conservée six ans. Un automate climatique moderne remplit ces fonctions, à condition que la loi d'eau suive la demande réelle.

Fiche CEE associée : AGRI-TH-108

Une pompe à chaleur air eau de serre se finance par les CEE via la fiche AGRI-TH-108. Avec la révision en projet, elle peut être financée jusqu'à 100 % par les CEE, selon la surface et le coût d'installation. Les sources officielles sont le projet d'arrêté soumis à consultation et la fiche actuelle A35.2.

Ce que change le projet de révision

• Technologie : air/eau uniquement, au moins 300 kW par PAC.
• Électrification totale : plus de chaudière en relève, secours consigné limité à 500 heures et 12 % de l'énergie par an.
• Étude préalable de dimensionnement datée et signée, stockage d'au moins une heure, gestion climatique fixe.
• Forfaits multipliés par trois environ : 2 600 à 2 900 kWh cumac/m² en maraîchage, 1 200 à 1 400 en horticulture.
• Surface retenue plafonnée à 20 m²/kW en maraîchage et 18 m²/kW en horticulture.

Jusqu'à la publication au Journal officiel, la version A35.2 reste applicable. Elle admet encore l'eau/eau, mais exclut déjà la PAC en relève d'une chaudière à haute performance.

Exemple de calcul de prime

Serre maraîchère de 10 000 m², deux PAC de 600 kW avec un COP supérieur à 4. Le forfait vaut 2 800 kWh cumac/m². La surface retenue est le minimum entre 10 000 m² et 20 × 1 200 kW, soit 10 000 m². Le volume atteint 28 000 MWh cumac, soit environ 224 000 € à 8 € le MWh cumac. Ce chiffrage reste indicatif ; notre simulateur de prime CEE refait le calcul pour votre surface.

Questions fréquentes sur la PAC air/eau en serre

Une PAC air/eau peut-elle chauffer seule une serre par grand froid ?

Oui, si elle est choisie sur sa puissance disponible à la température de base du site, et non sur sa puissance nominale à +7 °C. Le projet de fiche AGRI-TH-108 l'impose : électrification totale, stockage d'au moins une heure et chaudière de secours consignée, utilisable uniquement en cas d'indisponibilité de la PAC.

Quelle puissance minimale pour une PAC air/eau éligible aux CEE ?

Le projet de révision exige au moins 300 kW thermiques par PAC. En pratique, une machine de 300 kW convient à partir de 2 000 à 2 500 m² de serre maraîchère chauffée. Plusieurs PAC peuvent être montées en parallèle pour les grandes surfaces.

La PAC air/eau est-elle compatible avec un réseau tubulaire 70/50 °C ?

Pas directement avec une machine standard, dont le COP chute au-delà de 55 °C de départ. Deux voies restent compatibles avec l'électrification totale : abaisser le régime du réseau (tubes supplémentaires, écrans) ou installer une PAC haute température au propane ou au CO2.

Une PAC air/eau de serre peut-elle être financée par les CEE ?

Oui, via la fiche AGRI-TH-108. Avec la révision en projet, une PAC air/eau peut être financée jusqu'à 100 % par les CEE, selon la surface et le coût d'installation. Le montant dépend du type de serre, de la surface retenue et de la performance de la machine.

Évaluer une PAC air/eau pour votre exploitation

La pertinence d'une PAC air/eau dépend du climat du site, de l'enveloppe de la serre, du régime du réseau et du raccordement électrique disponible. Une machine mal dimensionnée produit des cycles courts, des pannes et un SCOP décevant. Elle peut aussi faire perdre l'éligibilité au dossier CEE.

Praxis Énergie Serres réalise l'étude préalable de dimensionnement exigée par la fiche : déperditions, puissance à la température de base, taux de couverture, stockage et puissances électriques. Retrouvez l'ensemble de nos ressources sur la pompe à chaleur serre, ou demandez une étude PAC pour votre exploitation.