Le guide sur les radiateurs électriques Différents types d'appareils de chauffage électrique Le forum de discussions
 
Les fabricants de radiateurs électriques Le forum sur le chauffage électrique Comparatif des types de chauffage électrique   Demander 3 devis gratuits et sans engagement  

Rechercher dans le site
 
 
 


chaleur douce
La chaleur douce
Convecteur
Panneau rayonnant
Radiateur à inertie
Sèche serviette
Deux en un
Infrarouge
Accumulateurs
Plancher (PRE)
Plafond rayonnant
Mur chauffant
Plinthes


chaleur forte
Convecteurs
Soufflant
Halogène
Panneau radiant
Bain d'huile


Dossiers
Les réglages
Confort thermique
Quel emplacement ?
L'isolation
Calcul déperdition
La consommation
La convection
Chaleur Bio


Normes
Le Fil pilote
Classe électrique
Installation
Les Volumes de SDB
La chaleur douce
La RT 2012


Annuaire des fabricants de radiateurs électriques

Dictionnaire du chauffage électrique

 






Le confort thermique

Le bien être thermique est un facteur primordial pour profiter pleinement du confort d'un logement. C'est une sensation agréable qui se manifeste quand les échanges thermiques du corps sont à l'équilibre et quand il n'y a pas de sensations d'inconfort. Si le niveau de confort thermique est une notion subjective qui varie d'un individu à l'autre, les origines de l'inconfort sont connues comme étant liées aux manque d'homogénéité dans les températures de l'air et des surface, aux variations de température et aux mouvement d'air.

L'équilibre thermique du corps ne dépend pas d'une température ambiante idéale, mais de la température résultante des quatre mécanismes connus d'échange thermique du corps avec son environnement :
  • la conduction,
  • la radiation,
  • la convection,
  • et l'évaporation.

 La sensation de confort thermique
L'Université de Technologie du Massachussets a réalisé une expérience intéressante. Un groupe de personnes est entré dans une pièce chauffée avec de l'air à 40° C, et des parois refroidies à 10° C. La première impression de chaleur a rapidement laissé place à un sentiment d'inconfort et de refroidissement. Les mêmes personnes sont entrées dans une pièce maintenue à 10 °C par un air froid mais avec des parois chauffées à 40° C. Les occupants ont très rapidement eu chaud. Une paroi froide absorbe la chaleur du corps (loi du rayonnement de Kirchhoff - absorption et émission de chaleur) et produit rapidement un refroidissement même avec une température de l'air élevée. Le corps est d'avantage sensible aux températures rayonnées, l'air étant mauvais conducteur de chaleur surtout lorsqu'il est sec.

Au contraire des idées reçues, l'équilibre thermique des occupants d'un local n'est pas prioritairement lié à la température de l'air mais à la température opérative qui résulte des effets conjugués de la température de l'air, des parois, de l'hygrométrie et de la vitesse de l'air. Les sensations de froid ou de surchauffe proviennent souvent, non pas de la température de l'air, mais d'échanges excessifs par rayonnement électromagnétique entre le corps et des parois chaudes ou froides.


Quel lien entre confort thermique et consommation ?

Un chauffage de qualité a prévu une répartition judicieuse des sources de chaleur et l'équilibrage des échanges radiants. Sa chaleur est produite avec un delta réduit par rapport à la consigne, et sa régulation de qualité assure une ambiance sans fluctuation ni dérive. Le thermostat réglé à 19°C, les occupants éprouvent une sensation de bien être. Dans le même logement, de mauvais choix lors de l'installation des émetteurs de chaleur produisent une ambiance dégradée. A 19°c, la consommation d'énergie pour le chauffage est au mieux indique dans le logement mal équipé, mais les occupants éprouvent des sensations qui alternent chaud et froid et qui dégradent leur confort. La température de consigne sera souvent relevée de plusieurs degrés effacer les phénomènes qui produisent le plus d'inconfort (sensations de froid).


Les échanges thermiques du corps humain

Le corps peut échanger des calories avec son environnement selon quatre modes fondamentaux de transferts de la chaleur : le rayonnement, la convection, la conduction et l'évaporation. Dans un logement, les échanges de calories s'opèrent principalement par rayonnement avec les surfaces (parois, objets, baies vitrées, radiateur, foyer de cheminée, soleil à travers une fenêtre...) et par convection avec les volumes (l'air) mais dans une moindre mesure.

  1. Rayonnement : Les surfaces et objets environnants échangent de l'énergie avec le coprs humain par radiation. Les plus froids absorbent le rayonnement du corps, et les plus chauds lui fournissent de l'énergie. Dans une habitation, les échanges radiatifs représentent 60% du total des pertes et gains de chaleur du corps.

  2. Conduction : Le contact direct d'une partie du corps avec une surface produit un transfert de calories. Par exemple, les pieds sur le sol.

  3. Convection : Les calories sont transférées par l'intermédiaire d'un fluide (air, eau). Au contact de la peau, l'air se réchauffe et éloigne la chaleur du corps par un mouvement ascendant. Si l'air se déplace sous l'effet du vent, on parle alors de refroidissement éolien. La perte de chaleur est accentuée par la vitesse de l’air. Les vêtements protègent du refroidissement convectif.

  4. Evaporation : Cette réaction de recomposition moléculaire crée un refroidissement car le passage d'une substance liquide à son état gazeux consomme des calories.

Les sources d'inconfort thermique

De nombreux facteurs sont source d'inconfort thermique : dissymétrie entre températures de surface, non homogénéité de la température de l'air, écart trop importante entre la température de l'air et la température moyenne des surfaces, fluctuation...

Dans les pièces à vivre, il est conseillé de chauffer à 19-20° Celsius (température résultante). Si la température est inférieure, le fonctionnement normal du métabolisme humain ne sera pas suffisant pour maintenir le corps à 37°. Frissons, engourdissement, fatigue, sensibilité accrue à l'humidité et maladies menacent. Une température excessive sera tout autant néfaste pour les habitants ainsi qu'un air trop sec (hygrométrie inférieure à 45%) en relation avec l'utilisation d'appareils de chauffage trop convectifs. Une protection contre le rayonnement direct du soleil doit éviter les inconforts d’éblouissement et de surchauffe.

Le respect de règles relatives à la non-uniformité des températures permet d'éviter les conditions d'inconfort thermique :

  1. Ecart de température entre l'air et les surfaces : Il ne faut pas que l’écart de température entre les parois et l’air ambiant soit supérieur à 3° degrés Celsius. A partir d’une différence de 4°C, l’écart de température devient perceptible. Les surfaces froides créent alors des sensations d'inconfort.

  2. Gradient vertical de température de l'air : La différence maximum de température entre la tête et les pieds ne doit pas dépasser 3 degrés.

  3. Température des surfaces rayonnantes : Les zones froides dérangent d'avantage que les zones chaudes. Le froid ou la chaleur provenant d'une fenêtre, un panneau radiant trop chaud, la lumière directe du soleil sont source d'inconfort mais plus encore un mur ou un sol froid. Il est admis que, dans le plan vertical la différence de température entre plusieurs surfaces devrait rester inférieure à 5°C, et dans le plan horizontal l'écart de température ne devrait pas dépasser 10°C.

  4. Température du sol : La norme pour le plancher chauffant indique une température d'au moins 19° C et inférieure à 29° C.

  5. Déplacement d'air : Le refroidissement de l'organisme causé par les mouvements de l'air dans la région des jambes et de la tête surtout lorsque la peau n'est pas couverte par des vêtements doit être évité. Un déplacement de l'air à une vitesse de 1 kilomètre par heure (0,27 m/s) provoque une sensation de froid d'environ 3°C sur la température interne de confort.

  6. Taux d'humidité dans l'air : Il doit être uniforme car la conduction de la chaleur dépend en partie de l'hygrométrie. Si des appareils de chauffage modifient la qualité de l'air, il se forme des masses d'air avec différents taux d'humidité ce qui provoque de l'inconfort thermique.

Une mauvaise isolation et un système de chauffage pauvre en rayonnement ou positionné aux mauvais endroits sont les principales causes de la non-homogénéité des températures à l'intérieur d'une maison.


Vision infrarouge des températures à l'intérieur d'une maison
Absence d'homogénéité thermique des parois


Comme le montre la photo prise en caméra infrarouge, l'intérieur d'un logement mal isolé ou chauffé avec des émetteurs de chaleur de mauvaise qualité montre une ambiance thermique peu adaptée au bien être des occupants.


Pour résumer

Le confort thermique ne peut être obtenu si les volumes d'air et les surfaces d'une pièce sont à des témpérature trop différentes. Il faut donc limiter au maximum la stratification de l'air, éliminer les surfaces trop froides et les émetteurs de chaleur trop chauds, harmoniser la température des parois, du sol et du plafond.

Ces recommandations sont valables pour l'isolation, la climatisation et le chauffage. Elles mettent en évidence la nécessité de choisir soigneusement les émetteurs de chaleur et leurs emplacements dans un local. Il faut privilégier les radiateurs qui réchauffent les surfaces et éviter ceux qui surchauffent l'air. Préférer la position en équilibrage et éviter la concentration.

Cela est d'autant plus vrai que le logement est mal isolé, et montre des parois froides. Il faut compter 30 à 40% d'émission de chaleur par radiation pour équilibrer des murs et des vitrages froids. Les meilleurs résultats sont obtenus avec les radiants dont la température des éléments chauffant en contact avec l'air est peu élevée et se maintient en continu. Ces caractéristiques indispensables au confort thermique, sont aussi les meilleurs conditions pour une consommation maîtrisée.

Les recommandations de base sont d'isoler les surfaces froides (sol, mur..), installer des émetteurs de chaleur douce, et équilibrer les échanges radiants en plaçant par exemple les radiateurs en allège des fenêtres et/ou des parois les plus froides...


Références :

Le "standard 55" de l'ASHRAE (Société américaine des ingénieurs de chauffage, de réfrigération et de climatisation) est une norme ANSI qui définit les conditions miniamles pour garantir le confort thermique acceptable des environnements intérieurs. Les exigences minimales concernent les mouvements d'air, les écarts de température de l'air sur l'axe vertical, l'asymétrie du rayonnement, les températures en surface du plancher et la variation de la température de l'air dans le temps.

Le confort est obtenu par la température et le taux d'humidité. L'inconfort local est provoqué par les courants d’air de vitesse supérieure ou égale à 0,15 m/s, la stratification verticale de température à partir de 3°C, une température du plancher en dehors de la plage 19°C-29°C et une variation de température dans le temps. La norme ASHRAE 55 précise que le confort thermique est "une condition de l'esprit qui exprime une satisfaction face à l'environnement thermique et dont l'évaluation est subjective".


La norme internationale ISO 7730:2005(fr) traite de l'ergonomie des ambiances thermiques modérées et propose des outils pour déterminer et interpréter le confort thermique par le calcul des indices PMV et PPD. Elle a été développée en parallèle avec la norme américiane "standard 55" de l'ASHRAE.


Les indices de confort thermique PMV et PPD : Consulter le document.

Etudes sur la sensation de confort thermique par l'Université de Médecine de Jussieu : Consulter le document.



 
 
CGU