AGRI-TH-108 : une pompe à chaleur en serre vaut de 370 à 1 040 kWh cumac par m² chauffé

Une serre est un capteur solaire le jour et un radiateur vers le ciel la nuit. Ses parois isolent très peu, et la consigne, souvent entre 15 et 20 °C pour la tomate, doit être tenue tout l’hiver. D’où une consommation de chaleur par mètre carré sans équivalent en agriculture, assurée traditionnellement par une chaudière à gaz ou à fioul qui alimente des tubes posés au sol ou le long des rangs.

Une chaudière ne restitue jamais plus de chaleur que n’en contient le combustible qu’elle brûle. Une pompe à chaleur prélève de la chaleur dans l’air ou dans une eau, la porte à une température plus élevée grâce à un compresseur, et la cède au réseau de la serre. L’électricité ne sert pas à produire la chaleur mais à la déplacer : avec un COP de 3,4, chaque kilowattheure électrique livre 3,4 kilowattheures de chaleur.

La PAC air/eau puise dans l’air extérieur, dont la température baisse précisément quand la serre a le plus besoin de chaleur. La PAC eau/eau puise dans une nappe, un forage, un cours d’eau ou un bassin, dont la température varie peu ; elle garde un rendement stable en plein hiver, au prix d’un captage. Dans les deux cas, la performance est meilleure quand la température de départ est basse, et c’est ce qui rend la serre favorable : les tubes au sol et les tubes de végétation travaillent souvent bien en dessous d’un radiateur de maison.

C’est aussi le sens de la double mesure imposée par la fiche : jusqu’à 400 kW, le ηs, performance moyenne sur une saison de chauffe ; au-delà, le COP à 35 °C de départ, mesure ponctuelle adaptée aux grandes machines pour lesquelles le ηs n’est pas la grandeur usuelle.

Le bénéficiaire est l’exploitant de la serre, maraîcher ou horticulteur, en nom propre ou en société, qui fait installer la PAC par un professionnel. La fiche exige ce professionnel sans préciser de qualification ni de label. En revanche, comme pour toute opération CEE, le mandataire ou l’obligé qui valorise les certificats doit être intervenu au plus tard le jour de l’engagement, en pratique avant la signature du devis.

Le texte parle de serres maraîchères et horticoles sans définir les deux termes. L’usage du métier est clair : la serre maraîchère produit des légumes, tomate, concombre, salade, fraise ; la serre horticole produit des plantes ornementales, fleurs coupées, plantes en pot, jeunes plants de pépinière. La distinction compte, puisque le barème au mètre carré est environ deux fois plus élevé en maraîchage et que le plafond de surface diffère. Pour une serre mixte ou une serre de plants maraîchers, la fiche n’apporte aucune réponse : la lecture prudente consiste à retenir la production dominante et à la documenter dans le dossier.

La serre peut être neuve ou existante, la fiche le dit expressément : un projet de construction de serre chauffée par PAC est éligible au même titre qu’un remplacement de chaudière.

• Éligible : PAC air/eau ou eau/eau posée par un professionnel pour chauffer une serre maraîchère ou horticole, neuve ou existante, quelle que soit sa puissance.
• Exclu : PAC installée en relève d’une chaudière à haute performance énergétique.
• Hors périmètre : tout autre type de PAC et tout bâtiment agricole qui n’est pas une serre.
• Non exigé par la fiche : qualification de l’installateur, zone climatique, surface minimale.

Le montant en kWh cumac est le produit d’une valeur du barème, en kWh cumac par m² de serre chauffée, par Smin, la surface prise en compte. La valeur du barème dépend de trois paramètres : la puissance thermique nominale de la PAC, de part et d’autre de 400 kW ; le type de serre ; et la performance, ηs jusqu’à 400 kW, COP au-dessus. Huit valeurs au total.

Smin est le cœur de la fiche. C’est la plus petite des deux valeurs suivantes : S, la surface de serre effectivement chauffée par la PAC, en m² ; ou 15 × P pour une serre maraîchère et 31 × P pour une serre horticole, P étant la puissance thermique nominale en kW. La fiche considère donc qu’un kilowatt de PAC chauffe au plus 15 m² de serre maraîchère ou 31 m² de serre horticole, et refuse de créditer une surface que la machine ne pourrait pas chauffer. À l’inverse, une PAC plus puissante que nécessaire ne fait pas gagner de surface : on reste plafonné par S.

Traduits en puissance, ces ratios reviennent à environ 67 W par m² en maraîchage (1 000 ÷ 15) et environ 32 W par m² en horticulture (1 000 ÷ 31). Le barème au mètre carré va dans le même sens : la valeur maraîchère est environ deux fois la valeur horticole.

Au-dessus de 400 kW, un COP entre 3,4 et 4 vaut légèrement moins que les petites PAC à ηs modeste, 780 contre 800 en maraîchage ; dès que le COP atteint 4, la grande PAC obtient les valeurs les plus élevées du tableau, 1 040 et 490, soit environ un tiers de plus que la tranche de COP 3,4 à 4.

Le calcul se fait toujours en deux temps : d’abord Smin, ensuite le produit. Quatre cas, sans zone climatique puisqu’elle n’intervient pas ici.

Un maraîcher chauffe 6 000 m² de serre à tomates avec une PAC air/eau haute température de 300 kW, ηs de 115 %. Le plafond vaut 15 × 300 = 4 500 m², inférieur aux 6 000 m² réels : Smin = 4 500 m². Le montant est 800 × 4 500 = 3 600 000 kWh cumac. Les 1 500 m² restants ne sont pas crédités, parce que la fiche estime que 300 kW ne les chauffent pas. Avec 400 kW, le plafond serait 15 × 400 = 6 000 m², exactement la surface, et le montant 800 × 6 000 = 4 800 000 kWh cumac.

Un horticulteur chauffe 10 000 m² de plantes en pot avec une PAC eau/eau sur forage de 250 kW, ηs de 130 %. Le plafond vaut 31 × 250 = 7 750 m² : Smin = 7 750 m², et le montant 460 × 7 750 = 3 565 000 kWh cumac.

Une exploitation de 3 hectares de tomates, soit 30 000 m², installe une PAC eau/eau de 1 500 kW, COP de 4,2 à 35 °C. Le plafond vaut 15 × 1 500 = 22 500 m² : Smin = 22 500 m², et le montant 1 040 × 22 500 = 23 400 000 kWh cumac. Avec une machine à COP 3,8, le même dossier tomberait à 780 × 22 500 = 17 550 000 kWh cumac, soit 5 850 000 kWh cumac de moins pour 0,4 point de COP.

Dernier cas, celui où la surface limite : un pépiniériste chauffe 2 000 m² avec une PAC air/eau de 120 kW, ηs de 118 %. Le plafond vaut 31 × 120 = 3 720 m², supérieur à la surface : Smin = 2 000 m², et le montant 380 × 2 000 = 760 000 kWh cumac. Une machine plus puissante n’aurait rien changé.

Pour une PAC de 400 kW ou moins, la fiche exige une efficacité énergétique saisonnière ηs, au sens du règlement européen n° 813/2013, d’au moins 111 % pour une PAC moyenne ou haute température et d’au moins 126 % pour une PAC basse température. Le ηs retenu est celui de la pompe à chaleur seule, hors dispositif de régulation : le bonus que certains fabricants ajoutent pour une régulation évoluée ne compte pas.

Ce double seuil a une conséquence que le barème ne montre pas. La ligne de 111 à 126 % n’est accessible qu’aux PAC moyenne et haute température : une PAC basse température à ηs de 120 % correspond à une ligne du barème, mais pas à la condition 3.1, qui lui demande 126 %. Elle n’est pas éligible. C’est pourquoi la fiche impose d’écrire le type de PAC sur la preuve de réalisation des machines de 400 kW ou moins.

Au-dessus de 400 kW, la grandeur change : c’est le COP, mesuré selon les conditions nominales de la norme EN 14511-2 pour une température de 35 °C en sortie de l’échangeur intérieur, au moins égal à 3,4. Un COP annoncé à 45 ou 55 °C de départ n’est pas celui que demande la fiche, et il serait d’ailleurs plus bas.

La preuve de réalisation, en pratique la facture, mentionne la mise en place d’une PAC air/eau ou eau/eau, sa puissance thermique nominale, sa performance, ηs ou COP selon la puissance, et le type de PAC pour les machines de 400 kW ou moins. Si la facture ne dit pas tout, elle mentionne la marque et la référence de l’équipement, et un document du fabricant ou d’un organisme accrédité selon la norme NF EN ISO/IEC 17065 par le COFRAC ou un organisme équivalent de l’Espace économique européen apporte les mêmes informations pour cette référence. Si ce document porte une date de validité, il reste utilisable jusqu’à un an après sa date de fin de validité.

Avec des montants qui dépassent couramment plusieurs millions de kWh cumac pour une seule serre, un dossier AGRI-TH-108 est examiné de près, sur trois points : la surface, la performance et la facture.

L’erreur la plus coûteuse porte sur Smin. Pour le maraîcher de 6 000 m² avec sa PAC de 300 kW, déclarer S = 6 000 m² au lieu de Smin = 4 500 m² donne 800 × 6 000 = 4 800 000 kWh cumac au lieu de 3 600 000, soit 1 200 000 kWh cumac de trop. Appliquer le ratio horticole de 31 m² par kW à une serre maraîchère gonfle le plafond de plus du double.

Le bon ordre : mesurer la surface réellement chauffée par la PAC ; calculer le plafond avant de choisir la machine ; obtenir du fabricant la bonne grandeur, ηs ou COP à 35 °C, avec le type de PAC ; vérifier que devis et facture reprennent ces mentions ; faire intervenir le mandataire avant la signature du devis. Quand ces points sont calés, le calcul tient en une comparaison et une multiplication, et le dossier passe.

• Surface créditée supérieure à Smin : surface totale déclarée alors que 15 × P ou 31 × P est plus petit, ou surface incluant des chapelles non chauffées par la PAC.
• Mauvais ratio de plafond : 31 m² par kW appliqué à une serre maraîchère, ou production ornementale déclarée en maraîchage.
• Mauvaise grandeur : ηs fourni pour une PAC de plus de 400 kW, COP pour une PAC de 400 kW ou moins, ou COP mesuré à une autre température de départ que 35 °C.
• PAC basse température avec un ηs entre 111 et 126 % : le barème semble l’accepter, la condition 3.1 la refuse.
• ηs incluant le dispositif de régulation, alors que la fiche retient la pompe à chaleur seule.
• Facture muette sur le type, la puissance ou la performance, sans document du fabricant ou d’un organisme accrédité pour compléter.
• PAC en relève d’une chaudière à haute performance énergétique conservée en service.
• Mandataire ou obligé intervenu après la signature du devis.