Confort Thermique : chauffage
Parfois, nous avons beau chauffer, nous ressentons tout de même de l’inconfort avec une sensation de chaud / froid, qui nous fait frissonner et nous empêche de nous sentir bien.
Cet inconfort est dû au fait que la température d’une pièce n’est pas le seul paramètre qui entre en jeu, pour permettre de se sentir bien au chaud.
Comment obtenir un confort de température optimal
Pour un confort de température optimal, sans être obligé de surchauffer, on considère qu’il faut :
- une température d’environ 19°
- une homogénéité et une stabilité de cette température dans toute la pièce
- des parois (comme les murs et les fenêtres) à bonne température.
Pour un confort de température optimale, il va donc falloir opter pour un système qui réchauffe à la fois l’air ambiant, les parois et les occupants de la maison. Ceci en veillant à minimiser les mouvements de l’air et en veillant à ce que celui-ci soit agréable à respirer.
Pour être agréable à respirer, l’air ne doit pas être trop sec. Le taux d’hygrométrie (c’est-à-dire le taux l’humidité de l’air) doit être compris entre 40 et 60%.
Comme la température ce taux d’hygrométrie doit être homogène et bien reparti dans la pièce or certains systèmes peuvent déséquilibrer ce taux d’hygrométrie. L’air peut être plus sec à certains endroits et plus humide à d’autres.
C’est donc en jouant sur tous ces paramètres :
- La stabilité et l’homogénéité de la température.
- Le taux d’hygrométrie
- Les mouvements d’air
Que l’on peut atteindre un confort thermique satisfaisant. Les systèmes de chauffage sont des facteurs importants pour atteindre ce confort thermique ainsi que l’isolation du logement et l’isolation des fenêtres.
Si vous envisagez un changement du système de chauffage vérifiez que des travaux d’isolation ne peuvent pas être faits. Car parfois, ils suffisent à améliorer le confort thermique de la maison.
Selon les chiffres de l’INSEE 2021, l’électricité est l’énergie la plus utilisée pour se chauffer (34%), devant le gaz naturel (29 %), les énergies renouvelables (23 %) et les produits pétroliers (11 %). Nous allons voir qu’en fonction du système de chauffage électrique choisi, le confort thermique varie.
Pompe à chaleur
De plus en plus de personnes optent pour une pompe à chaleur air / eau, mais comment fonctionne ce système de chauffage.
Très schématiquement, une pompe à chaleur air / eau va récupérer les calories naturellement présentes dans l’air extérieur pour les transférer au système de chauffage électrique capter la chaleur à l’extérieur de la maison pour la rejeter dans la maison.
On peut alors se demander comment ce système peut capter des calories extérieures en plein hiver ? La réponse est dans les propriétés physiques du fluide utilisé par la pompe à chaleur.
Ce liquide qui circule à l’intérieur de la pompe à chaleur est :
- Frigorifique : ce qui signifie qu’il est extrêmement froid à l’état liquide. C’est cette température très froide qui va lui permettre de récupérer les calories présentes à l’extérieur même par basse température.
- Caloporteur : c’est-à-dire qu’il a la capacité de transporter la chaleur.
Ce liquide à la particularité de se transformer en gaz à basse température. La chaleur de l’air pompé à l’extérieur va le faire passer de l’état liquide à l’état gazeux.
Ensuite un compresseur alimenté par un moteur électrique va comprimer le gaz. Ce qui va faire monter sa température.
Pour mieux comprendre :
Vous avez surement expérimenté ce principe avec une pompe à vélo. Lorsque que l’on pompe et que l’on comprime l’air ça chauffe.
Cette chaleur ainsi produite est transférée au circuit d’eau chaude et de chaleur de la maison.
Après avoir cédé ses calories le fluide se refroidit, il se condense et redevient liquide et revient à son point de départ.
La pompe permet ainsi de restituer 4kw de chaleur pour 1kw d’énergie consommée.
Le chauffage électrique
Convecteur
Le système du convecteur électrique se développent à partir des années 60-70.
Comme son nom l’indique le convecteur fonctionne sur le principe physique de la convection. La convection désignant l’ensemble des mouvements internes (verticaux ou horizontaux) qui animent le mouvement d’un fluide ou de l’air en permettant l’échange de chaleur.
Une résistance métallique équipe le caisson du convecteur.
L’air ambiant qui pénètre dans le radiateur se réchauffe au contact de la résistance.
Cet air chaud est moins lourd que l’air ambiant, il va donc monter tandis que l’air ambiant vient prendre sa place. Un cycle se forme, c’est le mouvement de convection.
Ce phénomène a un petit inconvénient car comme l’air chaud s’élève, il fait toujours plus chaud en hauteur alors qu’au niveau du sol la température à tendance à être plus froide. C’est très flagrant avec les convecteurs qui peuvent fonctionner avec des résistances qui montent à plus de 300° Celsius. L’air chaud qui s’échappe de l’appareil atteint parfois 100 ° Celsius. Ce phénomène va favoriser une sorte de stratification de la température dans les pièces de la maison. C’est encore plus flagrant lorsque l’on a un plafond cathédral ou une mezzanine.
De la même manière le taux d’hygrométrie va varier, l’air au niveau du sol se plus humide et plus sec et donc moins agréable à respirer au niveau du visage.
Le convecteur n’est donc pas la solution idéale en terme de confort thermique.
Panneau rayonnant ou panneau radiant
Une chaleur est dite radiante lorsqu’elle se propage par radiation, la radiation étant l’émission d’un rayonnement.
C’est un peu ce qui se passent avec les rayons du soleil qui nous réchauffent grâce au rayonnement. Ainsi prenons l’exemple d’une journée ensoleillé au ski, si l’on est sous le soleil les rayons réchauffent notre corps et malgré une température inférieure à 0, on peut enlever son blouson et se prélasser au soleil. Mais si un nuage s’interpose on ressent tout de suite le froid.
La diffusion de la chaleur par le soleil peut être comparée au système de diffusion de chaleur du radiateur radiant.
Comme pour le convecteur, une résistance électrique est placée dans le caisson du radiateur. Elle est disposée à côté d’une grande plaque qu’elle va chauffer. La plaque ainsi chauffée va rayonner et ainsi diffuser de la chaleur.
Les rayons infrarouges passent à travers les petits trous de la grille qui constitue la face avant du radiateur et protège ce dispositif. De cette manière et contrairement au convecteur qui ne réchauffe que l’air, les panneaux radiants réchauffent aussi les murs et les surfaces et donc les corps qui se trouvent à l’intérieur de la pièce.
Petit bémol, pour rayonner les plaques doivent être très chaudes environ 250° Celsius. Ce qui va entrainer une chaleur excessive au niveau du panneau, avec une perte de chaleur importante au fur et à mesure que l’on s’éloigne du radiateur.
De plus, la chaleur du panneau provoque aussi une convection comme pour le convecteur. On aura donc comme avec un convecteur une stratification de la chaleur et de l’hygrométrie.
Donc problème = la température du panneau radiant trop chaud
Radiateurs à chaleur douce
Radiateurs capables de rayonner à basse température. Ici la température qui s’échappe de l’appareil est beaucoup moins élevée. Il n’y a donc pas de stratification de la température et du taux d’hygrométrie. La température de façade de ces appareils ne dépasse pas les 70° Celsius.
Le rayonnement transmis est plus doux moins agressif que celui transmis par un panneau rayonnant, c’est ce que l’on appelle la chaleur douce.
On commence à s’approcher d’un confort thermique très satisfaisant.
Il manque tout de même quelque chose qui va éviter les variations de température, c’est pourquoi on va utiliser le phénomène d’inertie.
L’inertie est la capacité qu’a un matériau d’emmagasiner la chaleur et de la restituer progressivement.
Ce phénomène était déjà utilisé par nos grands-parents lorsqu’ils utilisaient la cheminée pour se chauffer. Lorsque le feu était allumé, il réchauffait la pièce ainsi qu’une plaque de fonte placée à l’arrière de la cheminée. Cette plaque montait en température, ainsi une fois le feu éteint, elle pouvait continuer à chauffer la pièce en libérant progressivement de la chaleur grâce au phénomène de l’inertie.
Dans le cas de nos radiateurs, l’inertie va leur permettre de rester chauds et de diffuser de la chaleur en permanence et de façon douce et homogène.
Le confort thermique est maximum grâce aux propriétés de :
- La chaleur douce (rayonnement à basse température)
- L’inertie (température stable et homogène dans la durée)
Différents systèmes de radiateurs à chaleur douce et inertie
- Radiateurs à fluide caloporteur
- Radiateurs avec double corps de chauffe
- Le radiateur à film chauffant
Parmi tous les systèmes de radiateurs électriques dont nous avons parlé les radiateurs à chaleur douce sont ceux qui apportent le plus grand confort thermique.
Certaines fonctionnalités peuvent vous permettre à optimiser votre consommation :
- Détections d’une chute de température soudaine.
Ces baisses sont souvent dû à l’ouverture d’une fenêtre lorsque l’on décide d’aérer la maison.et se mette a fonctionner au ralentie - Détecteurs de mouvements.
Si la maison est inoccupée pendant un certain temps la température du radiateur baisse progressivement.
Vous pouvez également vous renseigner pour mettre en place un système d’autoconsommation grâce à l’installation de panneaux photovoltaïques.
Le saviez-vous : 1° en moins peut réduire votre facture énergétique de 7%.
Comme nous l’avons vu, il ne suffit pas de produire de la chaleur pour se sentir bien dans son habitation. Le confort thermique passe par la chaleur, l’hygrométrie, une diffusion douce sans courants d’airs. Prenez bien en compte tous ces éléments pour choisir votre installation. L’isolation est également un critère important.
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