Ch04 – Effet de serre | Terminale ICCER | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 3 juin 2026
Si on remplace une chaudière gaz par une PAC, on émet moins de CO₂. Mais la PAC contient un fluide R32 dont le pouvoir de réchauffement (GWP) est 675 fois celui du CO₂. Est-ce vraiment mieux ?
Oui, largement mieux. Le R32 est confiné dans un circuit étanche. Les fuites sont rares (< 2 % par an si bien installé) et la charge totale est petite (3-5 kg pour une PAC résidentielle).
En face, une chaudière gaz brûle 1 200-2 000 m³ de gaz par an, soit 2,5-4 tonnes de CO₂ directement émises chaque année.
Le bilan complet (cf. ADEME, GIEC AR6) montre que même avec les fuites, la PAC émet 3 à 5× moins de CO₂éq qu'une chaudière gaz. L'écart se creuse encore si l'électricité est décarbonée (France : 60 g CO₂/kWh vs Allemagne 350).
Marion, ingénieure thermique chez Bilan Carbone Conseil 44 Nantes, doit remettre un avis sur un projet de rénovation : remplacer une chaudière gaz condensation 24 kW (2010) par une PAC air/eau 12 kW. Le syndic veut savoir si la décarbonation est réelle, et l'ampleur du gain.
| Vecteur | Facteur d'émission |
|---|---|
| Gaz naturel (combustion) | 0,205 kg CO₂éq / kWh PCI |
| Électricité France (moyenne) | 0,060 kg CO₂éq / kWh (60 g/kWh) |
| R32 (fluide frigorigène) | GWP = 675 (kg CO₂éq par kg R32) |
| R410A (ancien standard) | GWP = 2 088 |
| R290 propane (futur) | GWP = 3 |
| CO₂ atmosphère 2025 | 424 ppm (vs 280 préindustriel) |
Sources : Base Carbone ADEME, GIEC AR6 WGI rapport scientifique 2021.
Empreinte CO₂ d'une chaudière gaz consommant 18 000 kWh PCI/an (équivalent 1 750 m³ de gaz, R+2 standard).
Émissions = 18 000 × 0,205 = 3 690 kg CO₂éq/an.
Soit 3,7 tonnes par an. Sur 20 ans de vie chaudière : 74 t CO₂éq.
Empreinte CO₂ de la PAC : 18 000 kWh thermiques avec SCOP 3,8 (saison réelle). Quelle conso élec ?
Conso élec = 18 000 / 3,8 = 4 737 kWh élec/an.
Émissions élec = 4 737 × 0,060 = 284 kg CO₂éq/an (combustion centrale + transport).
Soit 13× moins que la chaudière gaz, juste sur l'opération.
Fuites de fluide R32. Charge PAC : 3,5 kg. Taux de fuite réglementaire : 2 % par an. Émissions annuelles dues aux fuites ?
Fuite annuelle : 3,5 × 0,02 = 0,07 kg R32.
Équivalent CO₂ : 0,07 × 675 = 47 kg CO₂éq/an.
Sur 20 ans : 940 kg CO₂éq = 0,94 t.
Ajout en fin de vie (recyclage imparfait, fuites résiduelles) : ~ 30 % de la charge non récupérée = 3,5 × 0,3 × 675 = 709 kg sur la durée de vie. Total fuites = 1,6 t CO₂éq sur 20 ans.
Bilan total annuel PAC (élec + fuites R32) vs chaudière gaz.
PAC totale : 284 + 47 = 331 kg CO₂éq/an.
Chaudière gaz : 3 690 kg CO₂éq/an.
Économie annuelle : 3 359 kg CO₂éq/an évités, soit 91 % de réduction.
Sur 20 ans : 67 tonnes de CO₂éq économisées.
Et si l'installation est en Allemagne (électricité 350 g CO₂/kWh) ? Refaire le calcul.
PAC élec Allemagne : 4 737 × 0,350 = 1 658 kg CO₂éq/an.
+ Fuites R32 : 47 kg.
Total : 1 705 kg/an.
Vs chaudière gaz 3 690 kg : 54 % de réduction seulement.
Conclusion : la PAC reste toujours mieux que le gaz, mais le gain dépend fortement du mix électrique national. La France (60 g/kWh) est particulièrement favorable grâce au nucléaire + renouvelables.
D'après le GIEC AR6 (2021), la concentration de CO₂ atmosphérique a augmenté de 280 ppm (préindustriel) à 424 ppm (2025). Quel pourcentage d'augmentation ? Et quelle température moyenne globale est atteinte ?
Augmentation : (424 − 280) / 280 = 51 %.
Réchauffement observé (GIEC AR6, données 2025) : +1,3 °C par rapport à 1850-1900 (moyenne décennale).
Limite Accord de Paris : +1,5 °C. Trajectoire actuelle : on dépasse 1,5 °C dans les années 2030.
Limite Paris « haute » : +2,0 °C. Trajectoire actuelle si rien ne change : +2,7 à +3,2 °C en 2100 (RCP 4.5).
Chaque kWh décarboné compte.
Le syndic s'inquiète : « si tout le monde passe en PAC, on risque de manquer de fluide frigorigène, non ? ». Que répondre ?
Pertinente question. Réponses :
Donc la transition se fait, et les futures PAC seront encore plus vertueuses.
Note de Marion au syndic.
Avis carbone — Remplacement chaudière gaz par PAC — Marion (BC Conseil 44 Nantes)
• Chaudière gaz : 3 690 kg CO₂éq/an (74 t sur 20 ans).
• PAC R32 SCOP 3,8 en France : 331 kg CO₂éq/an (élec + fuites).
• Réduction 91 % = 67 t CO₂éq évitées sur 20 ans.
• R32 conforme F-gaz, futur R290 attendu 2027-2030.
• Avis favorable. Cohérent avec décret tertiaire et engagement Accord de Paris.
Deux raisons distinctes :
Le GWP de 28 intègre les deux. Sur 20 ans (GWP-20), CH₄ vaut même 84 ! D'où l'urgence à réduire les fuites méthane (élevage, mines de charbon, fuites gaz).
Le R32 (GWP 675) durera ~ 5 ans dans l'atmosphère. C'est pour ça que les hydrofluorocarbures ont des GWP élevés malgré leur courte durée de vie.
📚 §6-7-8 (effet de serre, GES, amplification) de la leçon Ch04.