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Les radiateurs à inertie

L'inertie thermique appliquée à la conception des radiateurs électriques est une technique relativement récente. Elle permet de fabriquer pour un coût modeste, des radiateurs qui restent chauds en permanence et diffusent une chaleur douce, homogène et stable.

Un radiateur à inertie est généralement constitué d'un coeur de chauffe à faible émissivité calorifique qui accumule la chaleur, puis la transmet à un corps de chauffe en fonte d'aluminium à forte émissivité calorifique. Cette ensemble joue un rôle de tampon thermique qui abaisse la température fournie par la résistance chauffante et stabilise la température de la surface du radiateur en contact avec l'air.



Un radiateur à inertie


Les propriétés d'accumulation et de restitution calorifiques de matériaux tels que la brique réfractaire, la céramique, la stéatite ou encore des fluides caloporteurs comme les huiles végétales ou minérales sont utilisés pour fabriquer le coeur de chauffe. Les meilleurs corps sont en fonte d'aluminium, métal qui conduit très bien la chaleur et offre un rayonnement de haute qualité.

Grâce à son inertie, ce type de radiateur équilibre ses échanges d'énergie pour se comporter comme un point chaud permanent et stable, alors que la régulations du thermostat active pour des durées variables la mise sous tension de la résistance chauffante. A puissance égale, plus la surface de la façade est importante, plus le taux de rayonnement prend le pas sur la convection et meilleur sera le confort thermique. La restitution calorifique s'apparente au chauffage central avec corps de chauffe en aluminium.

Des radiateurs à inertie pour toutes les pièces

L'inertie connaît un véritable succès et représentait en 2008 la moitié du marché du matériel de chauffage électrique mural. Les fabricants offrent maintenant un large choix de produits qui se déclinent sous divers appellations ou brevets : "chaleur douce", "chaleur authentique", "chaleur sensitive", "inertie maîtrisée", "double inertie"...

L'inertie sèche utilise uniquement des matériaux solide à l'exclusion des fluides caloporteurs qui parfois sont responsables de fuites au niveau des joints ou des soudures d'assemblage. L'inertie fluide offre cependant un niveau d'efficacité thermique très supérieur.

Les améliorations apportées à chaque technologie tendent vers un même objectif : fournir une chaleur douce continue et très stable contenant une part importante de rayonnemnt source de confort thermique. Réduire au minimum les déperditions spatiales et temporelles, l'oscillation autour de la consigne et le gradient sol plafond permet dans une certaine mesure une baisse de la consommation électrique.


L'inertie est une technologie très répandue

Pour chauffer les salles de bain, les radiateurs sèche-serviettes (1) à tubes utilisent l'inertie des fluides thermoconducteurs ou d'une poudre de stéatite agglomérée.

C'est le référent de la RT2005.

Les "bains d'huile (2) en chauffage d'appoint sur roulettes sont les ancêtres du radiateur à inertie. En général, ces appareils sont peu stables, régulent mal la température et génèrent beaucoup de convection.

Les nouveaux convecteurs à inertie (3) ont relégué aux oubliettes les convecteurs à ailettes. La chaleur est fournie par un bloque de fonte dont la températaure est stabilisée.

Les radiateurs à inertie (4) fluide en applique murale fournissent un confort de même niveau qu'un bon chauffage central. L'association de l'aluminium qui conduit très bien la chaleur et la circulation du fluide sont la meilleure association.



Un grand choix d'appareils de chauffage électrique utilisent l'inertie

Inertie sèche ou inertie liquide ?

Le coeur de chauffe des radiateurs électriques à inertie sèche ou solide est constitué d'une ou plusieurs plaques de matériaux réfractaires dans lesquelles sont placées les résistances chauffantes. Fixés dans une ouverture située à l'arrière ou au centre de l'appareil, ces éléments produisent une surchauffe locale et une convection importante. La diffusion de la chaleur vers le corps de chauffe est souvent aléatoire.

L'enveloppe en aluminium n'étant pas fermée sur l'élément chauffant, l'air est surchauffé et sa qualité est suceptible d'être modifiée. Dans certaines conditions, l'air ambiant peut être anormalement asséché. Ce phénomène s emanifeste quand l'air trop chaud capte l'humidité ambiante et l'évacue par le système de ventilation.



Inertie solide ou sèche :

Différence des radiateurs à inertie sèche


L'utilisation d'un liquide caloporteur dans lequel baigne une résistance appelée thermoplongeur optimise les échanges thermiques avec la structure métallique du radiateur. Un mouvement de convection du liquide participe à la diffusion uniforme de la chaleur dans tout le corps de chauffe.

L'inertie fluide appliquée aux radiateurs en fonte d'aluminium produit généralement une chaleur de meilleure qualité que l'inertie sèche. Elle permet d'exploiter au mieux les propriété de conductivité et d'émissivité de l'aluminium. Le confort est comparée à juste titre au chauffage centrale à boucle d'eau quand il faut donner en exemple un mode de chauffage sain et efficace.

La fonte d'aluminium

L'aluminium est un métal léger qui conduit six fois mieux la chaleur que l'acier. Il est donc particulièrement efficace pour la fabrication des radiateurs. Dans un corps de chauffe de bonne conductivité thermique, la température est répartie de façon uniforme. L'échange de chaleur entre le fluide caloporteur et le milieu ambiant est optimal, avec un écart de température réduit. Ainsi le radiateur ne surchauffe pas, ce qui réduit la force de la convection et augmente la part des échanges radiants.

Le radiateur à inertie fluide est typiquement constitué d'un bloc métallique obtenu par coulage sous pression d'aluminium bi-métallique (aluminium/zinc) appelé "alliage léger" de types A380, ADC12, ADC10. L'expression "fonte d'aluminium" est parfois utilisée pour qualifier ce mode d'obtention de pièces en aluminium moulé réalisées en fonderie. La composition n'a cependant rien à voir avec la fonte qui est un alliage ferreux.

Le radiateur est ensuite rempli d'une huile minérale à basse viscosité. Un bloc métallique unique garantit une transmission élevée de la chaleur. Il existe cependant des radiateur à inertie fabriqués par assemblage de plusieurs éléments rapportés.


Différents radiateurs à inertie fluide en aluminium


Des innovations pour améliorer la réactivité :

Fluide hydractif, circulateur, système à condensation (Needo) augmentent la vitesse des échanges thermiques à l'intérieur des radiateurs à inertie liquide. La chaleur circule plus rapidement à l'intérieur du corps de chauffe, ce qui réduit le délai de mise en chauffe et améliore la réponse pour un meilleur suivi du besoin en chaleur. De son côté, Onice (Sira Group) met en oeuvre un processus de moulage sous haute pression pour mouler plusieurs résistance électrique dans le corps de chauffe.

Une régulation chronoproportionnelle à base de temps calcule au moyen de plusieurs algorithmes la durée de chauffe en fonction de l'évolution de la mesure et de l'écart de température avec la consigne. Cette technologie utilisée sur les radiateurs à inertie liquide, moins réactifs que ceux dotés d'une inertie sèche, agit comme une "inertie modulée" et apporte ainsi de meilleurs résultats en régime transitoire (éco/confort).

Déperditions à l'arrière :

idéeLes radiateurs à inertie en fonte d'aluminium sont isothermes, c'est à dire qu'ils rayonnent autant à l'avant qu'à l'arrière, ce qui peut entraîner une perte de chaleur importante lorsque la paroi sur laquelle est fixé le radiateur donne sur l'extérieur, et surtout si celle-ci n'est pas isolée ou fabriquée dans un matériau de construction isolant. Il est fortement conseillé de fixer sur le mur au dos du radiateur, une plaque de matériau isolant (mousse polyuréthane) de 2 cm d'épaisseur et recouverte d'une surface réfléchissante (film d'aluminium). Il existe des isolants réflecteurs minces multicouches pour toiture et mur qui conviennent parfaitement à cet usage.

Selon plusieurs études (Cetiat pour l'Ademe et GREC) et le niveau d'isolation du bâti, entre 4 et 15% de la puissance totale du radiateur est perdue par déperditions à l'arrière à travers le bâti.

Les avantages de l'inertie


  • Diffuse en continu une chaleur stable et homogène,
  • La part de rayonnement est important (environ 30%),
  • Le rayonnement permanent est gage de confort,
  • La convection est très douce surtout en inertie fluide,
  • Le gradient de température pour une hauteur de plafond standard est compris entre 1 et 2°C,
  • Pas de bruit en chauffe souvent provoqués par les assemblages de tôles,
  • Aucun contact de l'air avec des éléments surchauffés,
  • La qualité de l'air n'est pas modifiée,
  • Facile à installer et sans entretien,
  • Confort et efficacité thermique. Consommation maîtrisée.

Les inconvénients des radiateurs électriques à inertie :

  • L'inertie ne convient pas pour les locaux qu'il faut chauffer rapidement sur de courtes périodes,
  • Plus volumineux et lourd qu'un panneau rayonnant,
  • Trop d'inertie crée une surchauffe lors d'apports solaires,
  • Inertie fluide moins réactive en relance,
  • La conductivité thermique des liquides caloporteurs bas de gamme se dégrade avec le temps,
  • Fuites possibles pour les radiateurs à fluide caloporteur,
  • Chauffe des deux côtés.

Références :

Le poêle de masse est la plus ancienne utilisation du principe de l'inertie thermique. Une importante masse thermique stocke l'énergie d'une flambée et la restitue en douceur, régulièrement et progressivement sur une longue durée. A lire sur Wikipedia. L'inertie d'un émetteur de chaleur électrique lisse de la mêmme façon l'apport cyclique et brutal de chaleur par la résistance thermique commandée par le thermostat.

Voir la discussion sur le forum : Comment fonctionnent les différents types de radiateurs à inertie ? Comment consilier inertie et réactivité ?.


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