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Dictionnaire du chauffage électrique

 







L'isolation thermique de l'habitat et son chauffage

Vers la mutation énergétique...

La consommation annuelle moyenne de chauffage d'une habitation s'échelonne d'environ 40 kWh/m² pour les logements récents à l'isolation renforcée, à plus de 200 kWh/m² pour des logements anciens. Ces dernières décennies, des réglementations thermiques successives ont permis d'améliorer considérablement la qualité de construction de l'habitat avec pour objectifs d'en réduire la consommation énergétique et d'optimiser le confort thermique en hiver comme en été.
  • RT 1974 : Première réglementation thermique appliquée de 1976 à 1981,
  • RT 1981 : appliquée de 1982 à 1989,
  • RT 1989 : appliquée aux constructions de 1990 à 1999
  • RT 2000 : appliquée aux bâtiments dont le permis de construire a été déposé après le 1er juin 2001,
  • RT 2005 : concerne les demandes de permis de construire postérieures au 1er septembre 2006,
  • RT 2012 : applicable aux permis de construire déposés à partir du 1er janvier 2013.

La RT 2005 a abaissé de 15% la consommation moyenne d'énergie des bâtiments neufs par rapport à la RT 2000.

Le label BBC 2005 "Bâtiment de basse consommation" a été créé pour anticiper la réglementation thermique 2012. Ce label s'intègre dans le programme HPE "Haute performance énergétique" et a été officialisé en 2007. La norme BBC 2005 fixe une exigence énergétique de 50 kWhep/(m²SHON.an) telle que définie par la RT 2005 pour les logements neufs.

Le 1er janvier 2013, la RT2012 est entrée en application pour tous les permis de construire déposés à cette date. Des objectifs très ambitieux généralisent la norme BBC (bâtiment basse consommation) ce qui représente une réduction par 3 de la consommation maximale en énergie des logements. Si le surcoût est estimé à 10% du prix de construction, cet investissement supplémentaire serait amorti en moins de 20 ans, mais le sera plus rapidement encore du fait de l'augmentation du prix des énergies.
 


La réglementation thermique 2005

La Réglementation Thermique 2005 (RT 2005) est entrée en application au 1er septembre 2006 en France en remplacement de la RT 2000, et s'applique à tous les permis de construire de maisons neuves et de bâtiments pour le logement et le tertiaire. Sans distinction entre l'habitat individuel et collectif, la norme définit par zones climatiques, une limite de consommation maximale, exprimée en énergie primaire pour le chauffage, le refroidissement et la production d'eau chaude sanitaire.

La consommation maximale d'énergie durant une année est données pour 3 zones climatiques selon le type de chauffage installé : électrique ou fossile. La consommation maximale se situe entre 130 et 250 Kw.h d'énergie primaire par mètre carré de SHON (surface hors d'oeuvre nette) par an (kWhEP/m²SHOM/an). Ainsi, les besoins en énergie primaire d'une habitation de 100 mètres carrés située dans le Sud de la France ne devraient pas dépasser 8000 Kw.h si elle est équipée d'une chaudière au gaz, et 13000 Kw.h pour un équipement tout électrique.

La RT2005 reprend les principes réglementaires de la RT 2000 qui laissent la liberté au maître d'ouvrage de choisir les solutions les plus économiques pour atteindre la performance exigée. La norme définit aussi des exigences minimales pour certains matériaux, et donne des possibilités de compensation entre les différents postes (type d'équipements de chauffage, niveau d'isolation thermique, type de climatisation et de moyen de production d'eau chaude sanitaire). Les déperditions thermiques sont réduites de 10% sur les parois et les baies vitrées, et de 20% sur les ponts thermiques.

Le chauffage de référence devient la chaudière basse température et le chauffage électrique par panneau rayonnant. Un effort est demandé sur les déperditions des systèmes de ventilation. Pour favoriser les principes de construction bioclimatique, les baies orientées au sud deviennent la référence en maison individuelle, et l'inertie thermique du bâtiment est mieux valorisée.

Consommation d'énergie primaire autorisée dans la construction par la norme RT 2005



La réglementation thermique 2012

Décidée lors du Grenelle de l'environnement (2007) et après une large concertation, la RT 2012 marque une accélération de la mutation écologique par le renforcement des exigences énergétiques des bâtiments à usage professionnel et résidentiel.

Consommation d'énergie primaire RT 2012


Trois indicateurs expriment trois limites de résultats relatifs à la performance du bâtiment :
  • Une exigence de consommation maximale d'énergie primaire modulée selon la localisation géographique.: L'indice Cep
  • Une exigence d'efficacité énergétique minimale du bâti : L'indice Bbio (besoin bioclimatique)
  • Une exigence de confort d'été : L'indice Tic
La consommation énergétique maximale (Cep) est fortement réduite à 50 Kwh annuels par mètre carré en moyenne, et fait nouveau, l'électricité doit satisfaire sans correction aux minima imposés aux autres énergies (gaz, fioul, bois...) brûlés sur le lieu de consommation. En raison du coefficient multiplicateur de 2,58 entre l'énergie finale électricité et l'énergie primaire nécessaire à sa production, l'isolation standard de niveau BBC (Bâtiment Basse Consommation) permet difficilement d'envisager l'électricité comme source d'énergie pour se chauffer et/ou produire l'eau chaude sanitaire.

Consommation d'énergie électrique RT 2012


Le coefficient Cep prend en compte l'énergie utilisée pour :
  • Le chauffage,
  • la production d'eau chaude sanitaire,
  • le refroidissement,
  • l'éclairage,
  • les auxiliaires (pompes et ventilateurs).

Le coefficient Cep est modulée selon les paramètres suivants :
  • la localisation géographique,
  • l'altitude,
  • le type de bâtiment,
  • la surface moyenne des logements,
  • le volume d'émission de GES (gaz à effet de serre) des énergies utilisées.


Pourquoi utiliser la notion d'énergie primaire (ep) ?


L'énergie utilisée par le consommateur dans son habitation est appelée énergie finale. C'est l'énergie qui lui est vendue : fuel domestique, gaz naturel, charbon, électricité, bois...

Un coefficient de conversion de 2.58 est appliqué à l'électricité car plus de 61% de l'énergie primaire utilisée pour fabriquer l'électricité est perdue dans les centrales électriques et lors de sa livraison. Il faut donc 2,58 kWh d'énergie primaire pour livrer 1 kWh d'énergie électrique. Pour les énergies fossiles, les pertes (production, transport) sont négligées.

  Coefficient d'énergie primaire pour l'électricité.

En prenant pour référence l'énergie primaire, on contrôle mieux l'impact écologique d'une habitation. Les normes RT 2005/2012 pénalisent le choix du "tout électrique" en intégrant progressivement le coefficient de 2,58, les kWhEP/m²/an autorisés dans ce type d'habitation. Pour répondre à la norme, les maisons électriques doivent compenser la restriction en énergie finale par une isolation plus performante et des systèmes de production d'eau chaude à haut rendement comme les chauffe-eau thermodynamiques, héliothermiques, les combinés solaire, l'appoint électrique solaire, les pompes à chaleur etc...

Ratio énergie primaire / énergie finale vendue :

Electricité : 2,58
Combustibles fossiles (chaudière à gaz à condensation) : 1
Chauffage urbain avec co-génération: 0,56
Energies renouvelables (éolien, photovoltaique...) : 0


Exemples de coûts pour la consommations chauffage + eau chaude sanitaire :

La consommation annuelle conventionnelle (chauffage + ECS) d'une habitation de 100 M2 construite en respect de la norme RT 2005 en zone 2 sera de 11000 KWh pour une installation au gaz et 19000 KWh pour une installation électrique soit 11000 KWh de gaz et 7364 Kwh d'électricité. En tenant compte des tarifs réglementés, les coûts énergétiques hors abonnement pour les deux habitations typiques RT2005 sont très proches (1er décembre 2013) :

Electricité EDF : 0,133 euros/kWh TTC (tarif de base) soit 979 euros par an.
Gaz GDF Suez: 0,087 euros/kWh TTC (tarif B0) soit 957 euros par an.

Tous types d'habitat confondus, les statistiques de l'observatoire du ministère de l'Ecologie, du Développement durable et de l'Energie (base de données Pégase - octobre 2013) mettent en évidence les avantages tarifaires du gaz sur le fioul et l'électricité :

Gaz naturel : tarif B1, niveau 1, 18 000 kWh PCS/an = 1 233 €/an
Fioul : prix moyens hebdomadaires en France) 1 800 litres/an soit 17 910 kWh PCI = 1 619 €/an
Electricité: tarif bleu, 12 kVa, option HP/HC : 12 000 kWh/an (dont 54% en HP et 46% en HC = 1 706 €/an


Une bonne isolation est indispensable

L'isolation est la condition indispensable pour profiter du confort thermique que procure un chauffage électrique de bonne qualité. Les maisons passives ont fait la démonstration qu'une isolation renforcée peut réduire les besoins en chauffage à l'utilisation de quelques bougies d'ambiance ! Si votre maison n'est pas construite avec des matériaux qui répondent aux normes thermiques récentes, il est nécessaire de réaliser des travaux d'isolation. Le coût réduit d'un chauffage électrique par rapport au prix d'un système à chaudière et boucle d'eau, doit toujours être mis à profit pour réaliser une isolation de qualité.

Isolation d'une maison Les déperditions thermiques définissent le besoin en chauffage. Les colories s'échappent par les parois, les vitres, le toit... L'air froid s'infiltre à l'intérieur du bâtis par les interstices des portes et des fenêtres. Le chauffage doit être proportionné et adapté aux caractéristiques de l'habitation.

Si le chauffage rayonnant est nécessaire au confort thermique, il ne sera pas utilisé avec des parois en matériaux non isolés car l'énergie radiante serait massivement évacuée à l'extérieur. A défaut de réaliser une isolation, on utilisera un chauffage convectif (poêle ou cheminée à insert, convecteurs électriques) car l'air chaud s'échappe moins à travers les murs que le rayonnement infrarouge. Dans ces conditions, on s'assurera de l'isolation verticale de la maison car l'air chaud réalise un mouvement ascensionnel et ne redescend qu'une fois accumulé contre une cloison étanche.

Il fait bon vivre dans une maison qui respire, en hiver comme en été lorsque la température des pièces et le taux d'humidité sont régulés par l'inertie du bâti. La mise en place d'une isolation bon marché (par l'intérieur) peut dégrader fortement les qualités hygrométriques et l'inertie thermique d'une habitation. Le taux de rayonnement du chauffage, les inerties thermiques et hydriques des murs influencent directement le confort thermique d'une habitation.

Les diagnostics thermiques

Les règles de construction évoluent au fil des années avec les normes imposées aux constructeurs par la Réglementation Thermique pour le bâtiment (RT 1974, RT 1982, RT 1988, RT 2000, RT 2005). Un bilan thermique (énergétique) est souvent nécessaire pour faire le point.

La prochaine réglementation thermique RT2010 ou 2012 s'oriente vers un habitat basse consommation, correspondant au niveau A, c'est à dire inférieur ou égal à 50 kW.h par an et par mètre carré pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire, le rafraîchissement et la ventilation.

Le diagnostic de performance énergétique (DPE) : Obligatoire pour la vente d'un bien immobilier, habitation ou tertiaire depuis le 1er novembre 2006. Il doit être joint au bail de location depuis le depuis le 1er juillet 2007. Ce diagnostic est décrit par loi mais son prix est libre (environ 250 euros). Sa validité est de dix ans.

Le bilan thermique : Plus complet qu'un DPE. Des mesures par thermographie infrarouge contrôlent l'efficacité des isolants, détectent les ponts thermiques et les fuites de chaleur. Il vous en coûtera environ 400 euros selon la taille du bâtiment à expertiser.
  Niveaux d'isolation donné par le bilan thermique d'une maison (DPE)


DPE   Evaluez le DPE de votre habitation avec le logiciel en ligne proposé par l'Association pour la qualité du confort thermique Promodul.


  • A : Bâtiment basse consommation (BBC) - Label Effinergie
  • B : Logement THPE (ENR) - Très Haute Performance Energétique. Consommation RT 2005 - 20%
  • B : Logement HPE (ENR) - Haute Performance Energétique. Consommation RT 2005 - 10%
  • C : Logement RT 2005
  • D : Logement RT 2000
  • E : Logement construit dans les années 1980 à 2000
  • F : Logement construit dans les années 1960 à 1980
Le niveau de performance énergétique BBC prépare la future réglementation thermique RT 2012.


Les travaux d'isolation

Dans une maison mal isolée, les déperditions de chaleur atteignent 30% au niveau du toit. Une isolation sous rampant se pratique par l'intérieur, sa réalisation est à la portée d'un particulier. Il faut placer de la laine fibreuse (roche, verre, bois, chanvre) et des plaques d'isolation sous tuiles en aménageant un espace d'au moins 3 cm entre l'isolant et la couverture pour le passage de l'air. Les professionnels proposent la pose de panneaux de toit porteurs qui se fixent sur l'ancienne toiture. Il sera aussi nécessaire de combler par un isolant thermique l'espace entre le plafond et le plancher des combles.

Les matériaux haute qualité environnementale comme les briques alvéolaires, les briques monomur en terre cuite, le béton léger cellulaire (Siporex, Ytong), les blocs de coffrage isolants (Styropor, Néopor) ou encore les ossatures en bois (MOB) dispensent d'isoler les murs qui y perdraient alors en qualités intrinsèques. Par contre, si les murs sont en pierre, en parpaing ou en briques ordinaires, il est souvent nécessaire d'ajouter une couche isolante soit à l'intérieur soit à l'extérieur.
 


1 - Isolation intérieure :

Des complexes isolant se posent par l'intérieur sur les murs. Les Polyplac de Knauf, ou des isolants plus naturels comme un banchage de 10 cm d'épaisseur avec un mortier chaux et chanvre, des panneaux en liège expansé sont adaptés pour créer une ambiance agréable en hivers comme été. Isoler par l'intérieur est la solution la moins chère mais il est difficile de traiter les ponts thermique et les pièces perdent en volume. Attention au matériaux synthétiques qui vont dégrader les propriétés d'inertie thermique et hygrique des murs, et se révéler toxiques (polyester, polyuréthane...).

2 - Isolation extérieure : La pose de panneaux de polystyrène extrudé ou de polyuréthane a l'avantage de supprimer les ponts thermiques, mais si votre maison a plus d'un étage, le coût d'une isolation par l'extérieur est important et le retour sur investissement sera plus long. C'est pourtant la solution idéale pour les murs et aussi pour le toit. Un bardage façon bois (lambris PVC) allie l'esthétique à la performance.

Maison isolée par l'extérieur avec lambris PVC.   Maison isolée par l'extérieur sur 2 faces avec du lambris PVC


3 - Le vitrage : Le triple vitrage est la règle en maison passive, mais il représente un surcoût de 150 euros par mètre carré. Si l'isolation globale est moyenne, le double vitrage (4/16/4) est suffisant d'un point de vue économique. Il faut surtout veiller à acheter des fenêtres de bonne qualité car les déperditions au niveau du châssis sont souvent importantes. Avec des vitrages à châssis à "isolation renforcée" ont réduira les fuites d'air et les ponts thermiques. A noter, les bonnes performances du PVC et du bois.

4 - Le plancher : Les plancher froids doivent être isolés. Si la maison repose sur un vide sanitaire, on posera des panneaux isolants en sous face. Si le sol repose sur un terre plein, une structure en dalle flottante est le plus efficace, elle peut accueillir un système de chauffage.


Les ponts thermiques

Les châssis métalliques des fenêtres, une poutre métallique qui traversent un mur, une dalle de plancher qui passe sous un mur créent des fuites de chaleur qui contournent les matériaux isolants. Lorsque les matériaux juxtaposés ont des caractéristiques isolantes différentes, la chaleur s'échappe vers l'extérieur à travers le matériau le plus conducteur. Ces zones de déperdition de chaleur sont appelées "pont thermique". Elles deviennent vite humides au contact de l'air chaud (chauffage fortement convectif) qui condense sur les parties froides du bâti. Les matériaux vont se dégrader rapidement. Les ponts thermiques doivent être éliminés par une isolation extérieure.


Le renouvellement de l'air - Le choix du type de ventilation

L'air d'une habitation doit être renouvelée au profit d'un air neuf afin d'éviter l'apparition de moisissures dues à l'humidité et pour limiter l'absorption de particules et de gaz toxiques : monoxyde de carbone (cuisinière et chaudière au gaz de ville), gaz carbonique (respiration), poussières, allergènes... La réglementation impose pour des raisons sanitaires que le volume d'air d'une habitation soit totalement renouvelé toutes les 3 heures. Une très bonne étanchéité aux entrées et fuites d'air par les encadrements des ouvertures (porte, fenêtre) et les interstices du bâti n'est donc vraiment utile qu'en cas d'utilisation d'une ventilation double flux (avec échange de calories). Des sociétés peuvent réaliser une mesure de la perméabilité à l'air d'une maison par un contrôle d'infiltrométrie ou "blower door test".

Au chauffage convectif qui stocke l'énergie dans l'air, on choisira les émetteurs de chaleur avec un fort taux de rayonnement. On évitera ainsi d'évacuer massivement la chaleur avec le renouvellement d'air si la ventilation ne possède pas d'échangeur thermique.

Si le renouvellement de l'air est indispensable pour éliminer les polluants, l'humidité et apporter de l'air oxygéné, c'est aussi une source de déperdition de chaleur importante qui peut atteindre facilement 20% des coûts du chauffage. L'échange d'air n'est pas nécessaire lorsque l'habitation n'est pas occupée, en l'absence d'activités ou de processus polluants en cours. Souvent, les échanges naturels d'air créés par le vent ou l'effet de tirage sont suffisants pour les besoins du foyer. Il n'existe pas de système de renouvellement de l'air idéal mais il existe plusieurs type de VMC (ventilation mécanique contrôlée) obligatoires en construction neuve.

1 - La VMC simple flux expulse vers l'extérieur l'air vicié, ce qui crée une dépression et l'entrée d'air frais par les ouvertures. Les VMC simple flux auto-réglables sont associées à des entrée d'air intelligentes qui équilibrent le débit d'air entre les pièces. Les modèles hygroréglables fonctionnent selon le même principe mais modulent le débit en fonction du taux d'humidité ambiante.

2 - La VMC double flux extrait l'air vicié et apporte l'air frais par double circuit de ventilation qui intègre un échangeur de calories air/air passif. Avec un rendement qui peut atteindre 90%, on élimine la presque totalité des déperditions thermiques dues au renouvellement d'air. Une VMC double flux thermodynamique associe au bloc de ventilation une pompe à chaleur qui optimise la température de l'air injecté dans chaque pièce de la maison. Ces dispositifs sont utilisés dans les maisons passives.

Quel type de ventilation choisir ?

Il est conseillé d'installer au minimum une VMC hygroréglable. Une ventilation double flux est 6 fois plus chère et nécessite une isolation hermétique aux entrées d'air. Cependant son usage est très fortement conseillé sous les climats rigoureux. La ventilation simple flux hygroréglable est particulièrement adaptée aux logements peu occupés (l'air d'une pièce vide sera moins renouvelé) et lorsque les fenêtres sont souvent ouvertes. Une aération double flux sera avantageusement couplée à un puits canadien (conduit horizontal de 30 m à 2 m sous terre) qui réchauffe naturellement l'air en hiver et le rafraîchit en été.
  Fonctionnement d'une VMC double flux


Le puits canadien ou puits provençal

Avec une bonne ventilation et une bonne perméabilité aux infiltrations d'air, le puits canadien améliore considérable le confort et le bilan thermique d'une habitation. Il permet de réduire de 80% les déperditions de chaleur induites par le système de ventilation. L'air aspirée par la ventilation va circuler sous terre dans un réseau de canalisations avant d'être insufflé dans la maison. Pour une variation de la température extérieure comprise entre -10°C et +30°C, l'air en sortie du puits sera comprise entre -7°C et +15 °C, apportant une effet de climatisation appréciable en toutes saisons. Pour une maison de 100m², la canalisation enterrée à 2 mètres de profondeur, doit faire 40 mètres de longueur pour un diamètre de 20 cm. Pour assurer un bon échange thermique avec la terre et profiter de son inertie thermique, il faut calculer avec soin le diamètre et le débit du puits et le réaliser avec des matériaux adaptés. Le prix d'un puits canadien est d'environ 3000 euros. A noter que ce système n'est pas compatible avec la RT-2012 qui privilégie les systèmes de renouvellement d'air par dépression.


Références :

L'actualité des normes thermiques : RT-bâtiment

Dossier technique de l'ADEME sur l'isolation thermique des logements.

Les enjeux de la rénovation thermique des bâtiments en France par Enertech (Document publié en 2012).

Fiche de présentation de la norme RT2005 éditée par la Direction Générale de l'Urbanisme de l'Habitat et de la Construction.

Toutes les fiches concernant la réglementation thermique et notamment la RT2012 en vigueur sur le site du MEDDTL, le Ministère de l'Ecologie, du Développement durable, des Transports et du Logement.

Dossier très complet sur la ventilation. Consilier qualité de l'air et maîtrise énergétique par l'association Asder.

Le puits canadien ou puits provencal est un système géothermique naturel de surface qui tire profit de la température du sol pour réduire l'impact de la ventilation sur les consommations énergétiques de chauffage et de rafraichissement l'été. Un dossier très complet proposé par la Sarl Lafon.

Consulter les Avis Techniques du CSTB - Organisme de contrôle qui oeuvre pour la qualité des matériaux de construction et du logement.

Depuis le 1er novembre 2007, existe une Réglementation Thermique, dite RT par élément, pour l'habitat existant. La norme définit des performances minimales pour les éléments installés ou remplacés comme le vitrage, les radiateurs (régulation améliorée), l'isolation, les PAC (COP minimum)... Arrêté du 3 mai 2007.

Le Code de la construction pour l'habitat sur Legifrance.

Le Diagnostique de Performance Energétique sur Legifrance - Affichez la dernière version en vigueur de la loi en cliquant sur le lien proposé sur le côté gauche de la page.



 
 
 
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