Chauffage et climat : les solutions pour un confort thermique optimal

Notre climat change. Les températures augmentent et l’on prévoit que, sans mesures d’atténuation, les chaleurs extrêmes toucheront 300 millions d’Européens chaque année d’ici à 2100, entraînant 90 000 décès.

La législation actuelle est, à juste titre, axée sur le maintien de la chaleur dans les bâtiments en hiver, mais il est urgent de s’attaquer aux mois d’été également, et aux étés qui nous attendent. Avec la hausse des températures, les bâtiments confortables d’aujourd’hui pourraient devenir extrêmement inconfortables pour les générations futures. Mais, comme nous allons le voir, il existe des solutions garantissant un confort thermique optimal.

Comprendre le confort thermique à l’intérieur des bâtiments

De nombreuses études ont analysé le confort thermique à l’intérieur des bâtiments et beaucoup ont été publiées sur les conditions nécessaires pour atteindre ce confort thermique. En fait, les conditions optimales identifiées comprennent une large gamme de températures ambiantes (17ºC à 27ºC) et d’humidité (entre 30 et 70%). Aussi, plusieurs facteurs supplémentaires ont une forte influence, notamment les facteurs personnels, le taux métabolique, le niveau d’activité et l’isolation des vêtements et le climat extérieur.

Toutefois, dans la plupart des études, l’une des causes les plus importantes de l’inconfort thermique est identifiée comme « l’inconfort thermique local » dû à un réchauffement ou un refroidissement non désiré d’une partie particulière du corps et il existe quatre causes principales de cet inconfort thermique :

• le courant d’air
• différence verticale de température de l’air (différence de température entre la tête et les pieds)
• asymétrie de la température radiante
• la température de la surface de contact (principalement le sol dans des conditions normales).

Le chauffage infrarouge ou radiant pour un confort thermique optimal

Au regard de tous ces facteurs identifiés, le chauffage électrique radiant représente l’une des solutions les plus efficaces pour contribuer au confort thermique. Mais comme nous le verrons également, il y en a d’autres.

En ce qui concerne les conditions générales de température et d’humidité, le chauffage radiant électrique fournit des livraisons de chaleur précises qui permettent d’ajuster à tout moment la température de chaque pièce aux besoins réels avec une réaction rapide :

• Régulation indépendante de la température dans chaque pièce. Les températures de confort dans une salle de séjour, une chambre à coucher et une salle de bains sont évidemment différentes et doivent être facilement réglées en fonction de l’heure de la journée, de l’occupation, de l’activité, etc…

• Chauffage zonal et réglage de la température dans les bureaux. Les bureaux sont des espaces ouverts et vastes dont les besoins en chaleur sont très différents d’une partie à l’autre, ce qui ne peut être réalisé qu’avec un système de chauffage radiant. La précision du chauffage zonal possible avec le chauffage radiant électrique peut être adaptée au niveau de chaque poste de travail : Les panneaux basse température de 100 W à 270 W permettent à chaque personne d’ajuster la température à ses besoins à tout moment.

De plus, les systèmes de chauffage électrique radiant ou infrarouge contribuent à réduire les causes de l’inconfort thermique local.

• Sans convection d’air : Les systèmes rayonnants, contrairement aux systèmes traditionnels de convection d’air chaud (radiateurs, convecteurs, systèmes à air pulsé), n’utilisent pas la convection de l’air pour transférer la chaleur à l’intérieur de la pièce, réduisant ainsi les courants d’air.

• Différences de température verticales minimales : Les systèmes rayonnants électriques ne génèrent pas de stratification importante de la température à l’intérieur de la pièce. L’étude menée par l’UCEEB (University Center for Energy Efficient Buildings) de l’Université polytechnique de Prague met clairement en évidence la différence entre les systèmes de chauffage par convection, qui présentent des écarts de température importants en fonction de la hauteur de la pièce, et les systèmes de chauffage par rayonnement, dont le profil est beaucoup plus homogène. Les systèmes rayonnants offrent une différence de température entre la tête et les chevilles nettement inférieure à 1 °C, alors que cette différence atteint plus de 2,5 °C pour les systèmes de convection à air chaud.

• Réduction de l’asymétrie de température : Les systèmes de chauffage par le sol et par le plafond sont certainement ceux qui offrent le plus de confort de ce point de vue. Toute la surface du sol (plafond) devient un émetteur à très basse température (température similaire à la température moyenne de la peau), ce qui permet d’atteindre un équilibre thermique idéal, réparti uniformément sur toute la surface de la pièce. De plus, les systèmes radiants électriques, avec leur grande réactivité, atteignent rapidement l’équilibre thermique, en transférant la chaleur directement aux corps solides (murs, meubles, etc.) et en dissipant rapidement tout inconfort dû à l’asymétrie de la température radiante.

• Contact avec des surfaces chaudes : Enfin, les systèmes de chauffage électrique par rayonnement réchauffent rapidement les corps solides à l’intérieur de la pièce (tables, murs, sol) à la température de confort, évitant ainsi tout inconfort dû au contact avec des surfaces froides. En outre, avec le chauffage électrique par le sol, le sol est chauffé à une température moyenne de 24 à 27ºC, qui a été identifiée comme la température idéale du sol en termes de satisfaction des personnes.

Maintenant, examinons une autre solution de chauffage performante et efficace pour profiter d’un grand confort thermique à l’intérieur des bâtiments domestiques ou professionnels.

Pompe à chaleur réversible : polyvalence et confort thermique

Une pompe à chaleur réversible est un appareil de climatisation qui a la capacité de transférer la chaleur à l’intérieur et à l’extérieur d’un espace, en fonction des besoins de chauffage ou de refroidissement. Elle fonctionne de la même manière qu’un système de climatisation traditionnel, mais avec une caractéristique supplémentaire : elle peut changer le sens de son cycle de refroidissement pour fournir à la fois du chauffage et du rafraîchissement.

En mode chauffage, la pompe à chaleur réversible extrait la chaleur de l’air extérieur ou du sol (via un échangeur de chaleur) et la transfère à l’intérieur d’un bâtiment, augmentant ainsi la température intérieure. En mode rafraîchissement, en revanche, le processus est inversé : la pompe à chaleur prélève la chaleur de l’intérieur et l’expulse vers l’extérieur, rafraîchissant ainsi l’espace intérieur.

La polyvalence d’une pompe à chaleur réversible la rend particulièrement efficace et économique, car elle peut assurer à la fois le chauffage et le refroidissement sans qu’il soit nécessaire de recourir à des systèmes distincts. C’est donc un choix populaire pour maintenir le confort thermique dans les maisons et les bâtiments d’une manière plus efficace sur le plan énergétique.

Concrètement, le fonctionnement de la pompe à chaleur réversible repose sur l’exploitation de l’énergie générée par le changement d’état du fluide frigorigène. Pour assurer la double fonction de fabrication d’eau chaude sanitaire et de climatisation, la pompe à chaleur air/eau dispose d’une unité extérieure qui absorbe l’air et d’une unité intérieure qui distribue le froid et le chaud.

Climatisation gainable multi-zones : une solution thermique optimale

Composé d’une unité centrale qui achemine l’air froid par des gaines au plafond ou au sol, le système de climatisation gainable multi-zones permet à la fois de rafraîchir et de chauffer toutes les pièces de la maison.

Les avantages du système de climatisation gainable

Esthétique

Adapté aux grandes habitations, surtout si elles sont structurées sur plusieurs niveaux, ce sytème thermique présente également un avantage esthétique non négligeable : le climatiseur est là, mais on ne le voit pas, car la machine interne peut rester cachée par un faux plafond. Dans chaque pièce, seule la grille qui permet à l’air de sortir reste visible, tandis que la grille de « retour » (celle qui aspire l’air de la maison) n’est placée qu’à proximité de l’endroit où est logée l’unité intérieure (généralement dans le faux-plafond).

Le silence

Ces systèmes gainables sont également très silencieux car l’arrivée d’air par les bouches d’aération ne produit pas de véritable bruit.

Consommation réduite

Respectueux de l’environnement, les climatiseurs gainables consomment proportionnellement moins que la somme de plusieurs splits séparés fournissant un degré de climatisation équivalent.

Température différenciée dans les pièces par zonage

Dans le système, la température peut être réglée  très précisement. En combinant le zonage, il est possible d’avoir un climat différent dans les différentes pièces, grâce à des panneaux de contrôle dans chaque espace.

Bien entendu, le coût d’un système de climatisation gainable est assez élevé, non seulement en raison du prix des unités centrales et extérieures, en raison de la grande taille de l’équipement, mais aussi parce que l’installation, si elle n’est pas déjà présente, implique des travaux, la construction de faux plafonds, nécessaires pour cacher les conduits de ventilation à la vue.

Confort thermique et  chauffage : l’essentiel à retenir

Le confort thermique est un phénomène assez complexe à expliquer, car il fait intervenir des principes physiques, biologiques et chimiques, sans oublier le rôle des systèmes de chauffage et de climatisation dans l’obtention d’un certain degré de confort climatique.

En effet, il arrive très souvent, dans nos maisons comme dans les bureaux et les lieux publics, de ressentir un certain inconfort, un inconfort thermique, qui se traduit par une sensation de chaleur et/ou de froid. Pour simplifier, nous pourrions dire que le bien-être thermique est atteint lorsque le sujet, dans un environnement clos, se sent à l’aise d’un point de vue climatique, c’est-à-dire qu’il n’a ni chaud ni froid et pour atteindre ce niveau de confort climatique, l’utilisation de systèmes de climatisation et de chauffage performant est une base indispensable.