Point de bivalence PAC : qu'est-ce que c'est et comment le calculer ?

Le point de bivalence est l'une des notions les plus mal comprises lors de la conception d'un système PAC. Trop souvent fixé au hasard ou copié d'un projet précédent, il conditionne pourtant directement le rendement annuel du système et le dimensionnement de l'appoint.

Ce guide explique le concept, la méthode de calcul et les implications pratiques pour l'installateur.

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Définition : qu'est-ce que le point de bivalence ?

Une pompe à chaleur air-eau tire ses calories de l'air extérieur. Plus l'air est froid, moins elle est capable d'extraire de la chaleur — sa puissance diminue quand la température extérieure baisse.

En parallèle, plus il fait froid dehors, plus le bâtiment perd de chaleur — les besoins augmentent.

Ces deux courbes se croisent à un point précis : c'est le point de bivalence. En dessous de cette température extérieure, la PAC seule ne peut plus couvrir les besoins du bâtiment. Un appoint est nécessaire.

Puissance (kW)
     │
  14 │         Besoins bâtiment ↗
  12 │──────────────────────────────
  10 │                ╲  PAC (puissance disponible) ↘
   8 │                 ╲
   6 │                  ╲
   4 │                   ╲
     │──────────────────────────────────────────
     -15  -10   -5    0    +5  +10  Te (°C)
                  ↑
           Point de bivalence

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Les trois modes de bivalence

Bivalence alternative

La PAC fonctionne seule jusqu'au point de bivalence. En dessous, l'appoint prend le relais seul — la PAC s'arrête.

Usage : systèmes avec une grande différence de puissance entre PAC et appoint. Peu courant dans les installations récentes car implique un dimensionnement généreux de l'appoint.

Bivalence parallèle (la plus courante)

La PAC continue de fonctionner en dessous du point de bivalence, mais l'appoint vient en complément pour couvrir la différence.

Usage : configuration standard. La PAC fonctionne au maximum de ses capacités et l'appoint couvre uniquement le delta. Meilleure exploitation de la PAC et coûts d'exploitation optimisés.

Bivalence partielle

Variante de la bivalence parallèle où l'appoint ne complète que partiellement la puissance manquante. On accepte un léger déficit de chauffe sur quelques heures d'hiver.

Usage : bâtiments bien isolés avec une forte inertie thermique. Acceptable si les heures de sous-dimensionnement sont inférieures à 1–2 % du temps de chauffage annuel.

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Comment calculer le point de bivalence

Étape 1 — Courbe de charge du bâtiment

La puissance nécessaire pour le chauffage varie linéairement avec la température extérieure (entre la température de non-chauffage et la température de base) :

Φbât(Te) = Φdep,base × (Ti − Te) / (Ti − Te,base)

Avec :

• Φdep,base : puissance de déperdition à Te,base [kW]
• Ti : température intérieure de consigne (20 °C)
• Te,base : température extérieure de base du site [°C]
• Te : température extérieure courante [°C]

Étape 2 — Courbe de puissance disponible de la PAC

La puissance d'une PAC air-eau diminue avec la température extérieure. Cette courbe est fournie par les fiches techniques des fabricants, généralement sous forme de points de mesure aux conditions normalisées : A−15/W35, A−7/W35, A2/W35, A7/W35, A10/W35.

En pratique, on interpole linéairement entre ces points pour obtenir la puissance à n'importe quelle température extérieure.

Étape 3 — Point d'intersection

Le point de bivalence est la température Te,biv à laquelle les deux courbes se croisent :

Φbât(Te,biv) = ΦPAC(Te,biv)

On résout numériquement (interpolation) ou graphiquement.

Exemple concret

Bâtiment à Lausanne (Te,base = −8 °C), Φdep,base = 10 kW, Ti = 20 °C.

Courbe de charge à Te = −5 °C :

Φbât(−5) = 10 × (20 − (−5)) / (20 − (−8)) = 10 × 25/28 ≈ 8,9 kW

PAC choisie — puissance disponible selon fiche technique :

• A7/W35 : 12,0 kW
• A2/W35 : 10,2 kW
• A−7/W35 : 8,1 kW
• A−15/W35 : 6,3 kW

Interpolation linéaire : à Te = −5 °C, ΦPAC ≈ 8,7 kW.

La courbe de charge (8,9 kW) croise la courbe PAC (8,7 kW) aux alentours de Te = −5 °C → point de bivalence ≈ −5 °C.

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Où placer le point de bivalence ?

Le choix du point de bivalence a des implications économiques directes :

Point de bivalence élevé (ex : 0 °C)

• PAC plus petite → investissement réduit
• Appoint sollicité fréquemment → coûts d'exploitation plus élevés si appoint électrique
• Acceptable si l'appoint est à faible coût (bois, gaz réseau)

Point de bivalence bas (ex : −10 °C)

• PAC plus grande → investissement plus élevé
• Appoint quasi jamais sollicité → exploitation optimale
• Recommandé pour les systèmes entièrement électriques sans autre source d'énergie

Règle pratique suisse : pour une installation résidentielle standard avec appoint résistance électrique intégré, un point de bivalence entre −5 °C et −7 °C est généralement optimal. Il correspond au fait que les températures inférieures à −5 °C ne représentent que 2 à 5 % des heures de chauffage annuelles à basse altitude en Suisse romande.

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Impact de la température de départ sur la bivalence

La puissance disponible d'une PAC dépend non seulement de la température extérieure, mais aussi de la température de départ de l'installation (température de l'eau envoyée vers les émetteurs).

Une installation avec radiateurs haute température (55–65 °C) dégrade significativement la courbe de puissance comparé à un plancher chauffant basse température (30–35 °C). Cela déplace le point de bivalence vers des températures plus élevées et augmente la sollicitation de l'appoint.

| Température départ | COP typique à A7 | Puissance à A−7 (base 10 kW) | |-------------------|-----------------|------------------------------| | W35 (plancher) | 4,0 – 4,5 | ~8,5 kW | | W45 (radiateurs adaptés) | 3,2 – 3,8 | ~7,5 kW | | W55 (radiateurs anciens) | 2,8 – 3,2 | ~6,5 kW |

⚠️ Piège fréquent : une PAC installée sur des radiateurs existants dimensionnés pour 70 °C verra sa puissance et son COP fortement dégradés. Vérifiez la compatibilité des émetteurs avant de valider la puissance PAC.

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L'appoint : quelle puissance prévoir ?

La puissance de l'appoint doit couvrir la différence entre les besoins à la température de base et la puissance disponible de la PAC à cette même température.

Φappoint = Φdep,base − ΦPAC(Te,base)

Pour l'exemple précédent (Lausanne, Φdep,base = 10 kW, ΦPAC(−8) ≈ 7,8 kW) :

Φappoint = 10 − 7,8 = 2,2 kW

En pratique, on majore de 10–20 % pour les marges de sécurité, soit un appoint de 3 kW dans ce cas. Les résistances électriques intégrées aux PAC sont typiquement dimensionnées à 3, 6 ou 9 kW.

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👉 Calculer le point de bivalence avec Notivia

L'outil Point de bivalence de Notivia trace les deux courbes à partir des données du bâtiment et de la fiche technique de la PAC, identifie le point d'intersection et propose une fourchette de puissance d'appoint.

Les résultats fournis sont des estimations indicatives destinées au pré-dimensionnement. Ils ne se substituent pas aux calculs d'un ingénieur qualifié.

Accéder à l'outil Point de bivalence →

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Sources et références officielles

• SIA 384.201 — Installations de chauffage dans les bâtiments (SIA, Zurich)
• EN 14825 — Pompes à chaleur, conditions de test et déclaration de performance à charge partielle
• OFEN — Feuilles de données pompes à chaleur : ofen.admin.ch

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FAQ — Point de bivalence

Peut-on avoir une PAC sans appoint en Suisse ? Oui, pour les bâtiments bien isolés (Minergie, rénovation complète) où la puissance PAC couvre les besoins jusqu'à la Te,base du site. En Suisse romande à basse altitude, c'est faisable avec une PAC correctement dimensionnée. En montagne ou dans les régions froides (Te,base ≤ −12 °C), un appoint reste généralement nécessaire.

Pourquoi la PAC s'arrête-t-elle parfois par grand froid alors que le client a du chauffage ? C'est souvent la résistance électrique d'appoint qui prend le relais automatiquement. Le système fonctionne normalement, mais la PAC seule ne suffit plus — l'appoint complète ou remplace. Si le client perçoit cela comme une panne, c'est un problème de communication, pas technique.

Le point de bivalence change-t-il au fil des années ? Oui, si l'enveloppe du bâtiment est améliorée (isolation ajoutée, nouveaux vitrages), les besoins diminuent et le point de bivalence se déplace vers des températures plus basses. La PAC peut alors couvrir une plus grande partie des besoins sans appoint. C'est une bonne raison de coupler PAC et rénovation énergétique.

Comment vérifier sur le terrain que le point de bivalence est correct ? En hiver, observez les journaux de fonctionnement : si la résistance électrique se déclenche plus de quelques heures par saison, soit le point de bivalence est trop élevé, soit la PAC est sous-dimensionnée. À l'inverse, si la résistance ne se déclenche jamais même par −8 °C, la PAC est peut-être surdimensionnée.

Point de bivalence et garantie fabricant : y a-t-il un lien ? Certains fabricants spécifient une température minimale de fonctionnement (souvent −15 °C à −25 °C). En dessous, la PAC doit s'arrêter pour éviter d'endommager le compresseur. L'appoint prend alors le relais intégralement. Vérifiez cette limite dans la fiche technique.