Afin de mieux comprendre ce qui va suivre, il faut connaître et assimiler certaines régles que nous allons aborder avec des phénomènes que nous rencontrons tous quotidiennement.

La calorie

Les modes de transmission de calories

La transmission calorifique : le chaud

La transmission calorifique : le froid

Le principe du chauffage par le sol

Nouvelle génération de chauffage par le sol

Les 2 modes de pose des tubes

Une installation réversible

Les différentes production de chaleur

La calorie :

Elle se définit comme étant la quantité de chaleur (ou l'énergie) nécessaire à élever la température d'un gramme d'eau de 1°C (de 14,5°C à 15,5°C) à la pression atmosphérique normale (1 atm ou 101,325 kPa ).

Pour schématiser, la calorie est une énergie qui peut circuler au travers des matériaux, des gazs et liquides.

Plus un matériaux reçevra de calories, plus les atomes qu'il contient se mettront à vibrer, entrainant une hausse de la température (voir conductivité thermique pour plus de précision).

On peut trouver des calories jusqu'à -273°C, c'est le 0 absolu. A cette température, on estime que les atomes ne peuvent plus vibrer donc fournir de la chaleur.

La frigorie

Elle est l'opposée de la calorie et se définie (frigorie à 15°C) comme étant la quantité de chaleur à extraire d'un gramme d'eau pour abaisser sa température de 15,5°C à 14,5°C.

 

Les modes de transmission de calories

- Il existe 3 façons de transmettre les calories et la plupart du temps, les 3 modes de transmission sont simultanés :

Prenons un café ensemble pour parler de ce phénomène :

Convection : Vous versez du café chaud dans une tasse, et vous aperçevez que la vapeur qui s'en échappe est chaude : la chaleur est donc véhiculée par la vapeur qui s'échappe de votre tasse. C'est de la convection.

Rayonnement : Vous approchez votre doigt du côté de votre tasse, et, sans la toucher, vous pouvez ressentir la chaleur qui s'en dégage. Ce mode de transmission de chaleur s'appelle le rayonnement .

Conduction : Votre cuillère est plongée dans votre tasse de café bien chaud depuis quelques instants, et lorsque vous la prenez entre vos doigts, vous vous aperçevez que celle-ci est chaude. Votre cuillère étant constituée d'un matériaux bon conducteur thermique , celle-ci a "pompé" dans votre tasse une partie de la chaleur qu'elle contenait et cette chaleur a traversé le matériaux. c'est la conduction.

La conduction thermique est différente en fonction des matériaux employés. Plus un matériaux est conducteur, plus les calories pourront le traverser facilement. Un matériaux isolant est l'inverse d'un conducteur : sa conductivité thermique est faible.

La conductivité thermique d'un matériaux est liée à sa conductivité électrique (capacité d'un matériaux à véhiculer l'electricité) et son organisation atomique.

La transmission calorifique : le chaud

Lorsque qu'en hiver, vous prenez une pierre à l'extérieur et la posez à l'intérieur de votre maison, cette pierre va se réchauffer et finira par être de la même température que le reste de votre pièce. Ce phénomène s'explique par la transmission calorifique. La pierre froide au départ, va pomper des calories présentes dans la pièce qui en est gorgée. Au fur et à mesure, ces calories vont faire monter la température de la pierre qui une fois arrivée à un équilibre avec la température de la pièce va stabiliser sa température. Techniquement, ces calories n'ont pas été crées, mais seulement déplacées d'une source de chaleur à un corps plus froid. D'ailleurs, si la pièce avait été bien plus petite et celle de la pierre devenu un véritable rocher de belle dimension, cette transmission calorifique aurait mis plus de temps à se faire, et aurait eu pour conséquence une augmentation de la température du rocher et une diminution de la température de la pièce.

La transmission calorifique : le froid

Tout le monde sait qu'on ne met pas un plat chaud dans un réfrigérateur. La raison est simple, si on place un plat chaud dans le réfrigérateur, la température dans le réfrigérateur va monter, et arrivé à une température de consigne en dessus de laquelle le réfrigérateur ne doit pas monter, le dispositif réfrigérant va fonctionner pour abaisser la température générale. Techniquement, lorsque le dispositif se met en route, il n'envoie pas du froid dans le réfrigérateur, mais pompe du chaud pour le sortir à l'extérieur (la grille derrière celui-ci devient chaude). Le phénomène se poursuit jusqu'à ce que la température de consigne soit atteinte, c'est à dire, une fois que le plat est devenu aussi froid que le réfrigérateur.

Le principe du chauffage par le sol :

Sous votre carrelage, passe un réseau de tubes noyés dans une chape de mortier ou une chape anhydrite.

En hiver, l'eau tiède qui circule dans ces tubes apporte des calories à votre pièce.

En été pour les installations réversibles l'eau fraiche qui circule dans vos tubes pompe les calories présentes dans la pièce.

L'implantation des tubes et leur pas (distance entre les tubes) permet de diffuser avec homogénéité la chaleur ou fraicheur dans toutes vos pièces, au rez de chaussée comme à l'étage.

Nouvelle génération de chauffage par le sol :

Le chauffage par le sol a su évoluer au fil des années donnant naissance à de nouvelles générations de sols chauffants et rafraichissants.

On est bien loin du chauffage par le sol qui chauffait trop le carrelage qu'on enjambait par endroit, parce qu'il était trop chaud, ce qui avait pour conséquence une sensation de jambes lourdes, voir de phlébytes dans certains cas.

La nouvelle génération de chauffage par le sol est à présent en basse température, c'est à dire que la température maximale de l'eau qui circule dans le sol est limitée à 38°C. Par conséquent, votre sol n'est plus chaud, on perçoit à peine son rayonnement. Au toucher, il semble à température ambiante. On parle de basse température.

Même si la chaleur émanant du sol est à peine perceptible, la vaste surface de "l'émetteur" (votre sol) permet de diffuser efficacement la chaleur par un rayonnement doux et parfaitement homogéne dans toutes les pièces de votre maison.

Les circulateurs contenus dans l'installation permettent sans aucun problème de chauffer l'étage de votre maison.

Si vous le désirez, vous avez même la possibilité d'affiner la température à vos besoins en chauffant davantage la salle de bain ou la chambre d'un nourisson, normalement les pièces de vie, et un peu moins les chambres.

Si votre chauffage par le sol est raccordé à une production de chaleur réversible comme la plupart des pompes à chaleur aujourd'hui, le chauffage par le sol peut également vous rafraichir en inversant son fonctionnement. Un peu à la façon d'un réfrigérateur, l'eau froide qui circule dans votre sol va extraire les calories présentes dans votre pièce et les libérer à l'extérieur par le biais de l'échangeur.

Les 2 modes de pose des tubes :

La pose en escargot est la plus courante. Le tube aller part du collecteur de distribution et dessine une "spirale" adaptée aux formes de la pièce. Une fois arrivé au centre de la zone à chauffer, le tube fait demi tour et longe le tube aller, alternant ainsi un tube aller et un tube retour. La conductivité thermique de la chape dans laquelle sont noyés les tubes permet de répartir uniformément la chaleur à partir des tubes si bien que sur le carrelage, on ne devine plus l'implantation des tubes. On peut augmenter ou diminuer l'espace entre les tubes (le pas) afin de gérer les apports par le chauffage. Plus le pas est resseré et plus les échanges thermiques seront importants. Ainsi, le pas dans les salles de bain est souvent plus serré afin de pouvoir fournir davantage de chaleur.

La pose modulante est une technique alternative qui comporte certains avantages à notre sens. Le tube aller, donc le plus chaud en hiver et le plus frais en été, part du collecteur et longe les murs périphériques qui donnent sur l'extérieur, puis, devant les menuiseries, des boucles avec un pas serré sont faites comme indiquées sur le schéma ci-dessous. Ces boucles créent une concentration de tubes plus importante devant les ouvertures afin de mieux gérer les déperditions  et aperditions de celles-ci. Le nombre de boucles devant la menuiserie dépend de sa dimension. Plus la menuiserie est grande et plus nombreuses seront les boucles. Le tube retour quand à lui passe de préférence par le centre de la pièce ou le long d'un mur séparatif de pièce qui ont des besoins énergétiques moins importants que devant les menuiseries ou le long des murs donnant sur l'extérieur.

Mode de pose modulante

Comparatif pose modulante

 

Une installation réversible

Une installation est réversible lorsque celle-ci peut fournir du chaud comme du froid.

Les pompes à chaleur permettent une production de chaleur réversible, c'est à dire :

En hiver, elles arrivent à pomper des calories à l'extérieur (jusqu'à -273°C) pour les diffuser à l'intérieur par le biais de votre système de chauffage par le sol.

En été, le processus s'inverse et fonctionne comme un réfrigérateur, en pompant les calories de l'intérieur par le biais de votre système de rafraichissement par le sol et en les expulsant à l'extérieur.

Notez que des barrières sanitaires et techniques déterminent les températures maximum et minimum d'une installation de chauffage et rafraichissement par le sol.

A savoir +38°C maxi de température d'eau dans les tubes en chauffage et environ 18°C pour le rafraichissement. En dessous de cette température, avec une humidité ambiante normale, votre sol risquerait de faire de la condensation sur la surface du carrelage, ce qui est absolument proscrit.

Les différentes production de chaleur voir fraicheur

Sur une installation de chauffage par le sol, vous êtes en mesure de raccorder n'importe quelle source de chaleur basse température (chaudières fioul, gaz, bois granule, mais aussi, pompes à chaleur).

Toutefois, seules les pompes à chaleur permettent la réversibilité de l'installation.

Les chaudières fioul et gaz

Moins couteuses à l'achat, elles ont tout de même ce désavantage d'utiliser pour combustible des produits dérivés du pétrôle et des consommations élevées, or comme nous le savons tous, le prix du pétrôle est en pleine augmentation à cause des fluctuations de l'offre et de la demande.

Les réserves mondiales de pétrôle s'amenuisant de jour en jour, on ne peut prédire le stock de pétrôle de la planéte dans 10 ans et ainsi deviner son prix.

De plus, le pétrôle en tant qu'énergie de chauffage est parmi les plus polluants en terme de rejets de gazs à effets de serre qui sont en grande partie responsable du déreglement climatique que nous sommes en train de vivre.

La chaudière bois granule

Production de chaleur intéressante,  elle est bien plus écologique que la chaudière gaz ou fuel.

On utilise des granules de bois qu'on stocke dans un petit silo (environ 3m3 pour une maison de 150m²) qui permettent d'alimenter une chaudière nouvelle génération.

Ces granules issues de forets au développement contrôlé viennent de centrales qui les distribuent à domicile à l'aide d'un camion citerne. Ce camion citerne est équipé d'un long tube qui sert à accéder dans les endroits les plus difficiles et permet de "souffler" ces granules dans votre silo un peu comme on verserait du fioul dans une citerne.

Actuellement, le coût des granules pour une saison de chauffe est à peu prés équivalent à celui d'une production de chaleur au gaz de ville voir un peu en dessous, mais actuellement, ce mode de chauffage écologique est en plein essor et une offre se met en place, de plus en plus de centrales bois granules ouvrent ce qui, assez rapidement, devrait avoir pour effet de baisser les prix des granules.

La chaudière bois granule quand à elle, a un rendement trés élevé, et compte tenu de son combustible écologique ouvre droit à des crédits d'impôts pour ceux qui souhaitent en faire l'acquisition.

Cliquer ici pour voir  les articles de loi sur les crédits d'impôts.

Les Pompes A Chaleur (PAC)

Il y a beaucoup à dire sur les pompes à chaleur qui à notre sens constituent l'une des solutions de chauffage et rafraichissement les plus efficace qui soit, tant en terme de performances qu'en terme de coûts d'investissement d'entretien et d'utilisation et en terme d'impact écologique.

Nous aurions pu vous faire un exposé complet sur, sur les principes de fonctionnement des différents types de PAC, mais nous l'aurions probablement moins bien fait que ce que vous trouverez sur le site de l'Association Française des Pompes  A Chaleur (AFPAC).

Leur site est trés bien conçu et tout y est dit dans un language clair et accessible à tous, de nombreux schéma y sont animés, en bref, je vous le recommande.

Vous pourrez vous rendre sur le site www.afpac.org en cliquant ici.

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