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Chauffer et climatiser par rayonnement : les planchers et murs radiants

Chauffer et climatiser par rayonnement : les planchers et murs radiants
© Écohabitation

Pour chauffer une pièce dans une maison, il est parfois possible d’utiliser un mur, le plafond ou plus communément le plancher comme interface de diffusion de la chaleur.

Serpentin de chauffage avant pose du plancher
Figure 17: serpentin de chauffage avant pose du plancher [15]

Le chauffage intégré sous la surface des planchers

 L’idée est de faire passer un serpentin d’eau sous la surface du plancher. L’eau est préalablement chauffée dans une chaudière ou via un système de pompes à chaleur. Le serpentin d’eau chaude réchauffe ainsi le plancher par conduction. Le plancher cède ensuite lentement sa chaleur à la pièce, principalement par rayonnement.

Disposition d’un chauffage rayonnant
Figure 18: disposition d’un chauffage rayonnant [16]

Le chauffage par plafond rayonnant gagne du terrain au Québec. Il peut servir comme système d’appoint. Comme les planchers chauffants, il chauffe directement les éléments exposés (revêtement intérieurs, meubles, objets, occupants), sans chauffer l’air qui demeure plus frais.

Avantages des murs et planchers radiants

Un système de chauffage par rayonnement permet de fournir le même niveau de confort qu’un système de chauffage convectif traditionnel avec toutefois une température ambiante inférieure de 3 à 4°C, ce qui permet de réduire les pertes à travers les façades et le toit, puisque les pertes calorifiques dépendent de la différence de température entre l’intérieur et l’extérieur. Par exemple, si la température intérieure est maintenue à 22°C pour être confortable avec un système de chauffage conventionnel, alors un système radiant permettra de maintenir la température à 18°C, résultant en une économie de 12,5% lorsque la température extérieure est de -10°C.

Comment peut-on ressentir le même confort si la température ambiante est inférieure de 3°C ?

Dans le cas d’un système traditionnel de distribution de la chaleur, les éléments chauffants sont des sources de chaleur ponctuelles, qui occupent de faibles superficies. A contrario, un plancher chauffant s’étend sur toute la pièce. La surface chauffante vue par l’habitant est donc nettement supérieure dans le cas d’un plancher chauffant que d’un système ponctuel de source de chaleur (radiateur, plinthes électriques). C’est cet effet de grande surface qui procure la sensation de confort.

Confort thermique et surface d'échange de chaleur
Figure 19: confort thermique et surface d'échange de chaleur

Ainsi, les économies de chauffage sont de l’ordre de 10 à 15% annuellement en utilisant un système de parois chauffantes plutôt qu’un système de distribution de chaleur conventionnel, en autant que la surface radiante soit bien isolée et que les occupants réduisent effectivement la température de la pièce. Une étude de la Société Canadienne d’Hypothèque et de Logement (SCHL) tend à démontrer que ce n’est pas le cas ! Ce système permet de plus de diminuer les pointes de chauffage.

Habillage d'un plancher chauffant
Figure 20: habillage d'un plancher chauffant [17]

La plaisir de marcher sur un plancher chaud est également un privilège dont se targuent la plupart des personnes qui ont fait le choix d’un système de plancher chauffant.

Par ailleurs, un système de chauffage radiant présente un avantage certain au niveau de l’aménagement intérieur car il n’y a pas de pertes d’espace ni de composantes hideuses comme c’est le cas avec l’utilisation de plinthes ou de radiateurs.

Un système de chauffage par plancher radiant est complètement silencieux, contrairement à un système à air pulsé ou un système de chauffage par radiateurs hydroniques.

Un autre avantage d’un système radiant est que la basse température du fluide caloporteur est parfaitement compatible avec l’utilisation de l’énergie solaire.

L’attrait d’un système radiant est donc principalement une question de confort, d’esthétisme et d’entretien. Les matériaux utilisés sont invisibles, n’encombrent pas le sol et ne nécessitent pas d’entretien. Par ailleurs, les systèmes radiants n’entraînent ni carbonisation de la poussière (qui émet cette odeur de brûlé caractéristique d’un système chauffant inutilisé depuis un certain temps) ni déplacement comme le font les plinthes électriques et qui procure une sensation d’air plus sec qu’il ne l’est en réalité.

Inconvénients des murs et planchers radiants

Malgré ses nombreux avantages, il reste certains inconvénients à installer un système de chauffage et/ou refroidissement par rayonnement, le premier étant la nécessité d’avoir de grandes surfaces (comme dans une maison individuelle par exemple).

Parmi les autres inconvénients, on compte notamment le risque de condensation en mode refroidissement. Afin d’éviter les désagréments de la condensation (pourrissement, insalubrité), il peut être alors judicieux d’installer un absorbeur d’humidité.

Si le plancher est utilisé comme surface rayonnante, il faut éviter de placer une moquette de grande dimension, laquelle agirait comme un isolant et empêcherait un rayonnement adéquat.

Enfin, une paroi chauffante, du fait de la masse importante qu’elle contient, présente une grande inertie thermique. Par conséquent, le temps de réponse est élevé face au changement de la température de consigne. Chauffer correctement une pièce peut prendre plusieurs heures si l’on ajuste la température de consigne à la baisse pendant une absence prolongée ou au cours de la nuit. Il vaut mieux alors éviter d’abaisser la température, sauf en cas de longue absence. En particulier, si la maison est très étanche et bien isolée, il vaudrait mieux prendre connaissance des prévisions météorologiques avant de mettre le système en marche, au cas où la journée s’annonce ensoleillée et que des gains solaires viennent créer une surchauffe.

Les systèmes reliés à la météo locale

Pour compenser le fait que la masse des planchers, plafonds ou murs radiants leur confère une grande inertie thermique et que le temps de réponse peut être assez grand pour être une source d’inconfort, voire de frais additionnels de chauffage, il existe sur le marché des systèmes de contrôle qu’on relie à la météo locale et qui « prédit » la réponse du climat interne en fonction des conditions extérieures actuelles et à venir. Ces systèmes, très complexes et relativement coûteux, « apprennent » le comportement du climat interne en fonction des prévisions météorologiques, des gains internes et des activités des occupants. Ils anticipent ainsi à l’avance le moment d’envoyer de l’eau chaude à quel endroit afin de subvenir au confort des occupants en tout temps.

Les conseils d’Écohabitation

  • Si vous installez un plancher radiant, assurez-vous qu’il soit bien isolé au-dessous et en périphérie. En d’autres termes, il faut éliminer les ponts thermiques. Sinon, vous risquez de chauffer l’extérieur ! Les manufacturiers recommandent 2,5 cm (1 po) de polystyrène extrudé (XPS) pour un plancher à même une dalle sur sol en béton mais pour un climat froid, un niveau supérieur d’isolant est justifié.[1]
  • Si votre demeure est ultra-performante en terme d’enveloppe – extrêmement étanche à l’air et hautement isolée – il se peut que le plancher radiant ne soit pas pour vous. En effet, une maison bien isolée et très étanche n’a pas besoin de beaucoup de chauffage ; alors pourquoi payer plus de 10 000$ pour un système aussi complexe lorsque le haut niveau de performance de l’enveloppe garantie déjà un grand confort en tout point du bâtiment ?
  • Les économies d’énergie qui sont promises par les vendeurs de systèmes radiants ne seront pas au rendez-vous si vous ne compensez pas le fait que ce type de chauffage offre une température radiante moyenne égale à température de l’air inférieure. En d’autres termes, si vous ne baissez pas le thermostat en conséquence, vos économies s’envoleront et le système ne sera jamais rentabilisé.

[1] Alex Wilson. Radiant-Floor Heating : When It Does–and Doesn’t–Make Sense. Environmental Building News. Consulté le 11 février 2013.

 

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