Distribution de la chaleur dans la maison

 

DISTRIBUTION DE LA CHALEUR DANS LA MAISON

Pourquoi réfléchir au bon mode de distribution de la chaleur

Quand vient le temps de choisir un système de chauffage, il y a plusieurs aspects à considérer, à savoir :

  • Le confort
  • La rentabilité à long terme
  • Le coût d’achat
  • L’empreinte écologique

 

Il faut d’abord savoir que le mode de distribution de la chaleur influera principalement sur le confort, alors que la source de chaleur influera principalement sur la rentabilité à long terme. Nous y reviendrons.

Le mode de distribution de la chaleur correspond à la façon avec laquelle on transporte la chaleur à partir de la source jusqu’à l’air ambiant, aux composantes de la maison, aux objets. Il existe deux modes de distribution dans les systèmes de chauffage conventionnels, c'est-à-dire :

  • la convection et
  • la radiation

    Convection

 

La convection consiste à faire circuler de l’air pour la faire passer par une source de chaleur puis la distribuer par un mouvement d’air. Ce type de système inclue notamment les systèmes à air forcé (fournaises) et les ventilo-convecteurs.

Radiation

 

La radiation consiste quant à elle à réchauffer un objet ou un composant de la maison qui émettra de la chaleur sous forme d’infrarouges. Ce type de systèmes inclut notamment les foyers, les radiateurs et les planchers chauffants.

 

Ces définitions posées, une autre chose importante doit être gardée en tête lorsque l’on choisit son type de chauffage : une maison à très haute efficacité énergétique aura beaucoup moins de besoins de chauffage qu'une maison conventionnelle, et la température à l'intérieur sera plus uniforme. L'investissement dans un système de chauffage coûteux est donc moins justifiée.

 

 

Les systèmes à convection

Plinthe  électrique

Les plinthes électriques

Les plinthes électriques restent, à l’achat, la solution la moins coûteuse pour chauffer. Elles demeurent aussi perçues comme la moins confortable. Car bien qu'une plinthe émette un peu de radiations, elle transmet la plus grande part de sa chaleur à l’air qui passe par un radiateur situé à l’intérieur de la plinthe, tel qu’illustré ci-contre.

Stratification de l'airDans une maison standard, le principal problème avec les plinthes électriques, est que les radiations sont insuffisantes pour offrir une sensation de confort, alors que la convection est insuffisante pour faire circuler l’air. Puisque l’air chaud est plus léger, il monte rapidement en haut de la pièce, alors que le bas de la pièce, c'est-à-dire l’aire de vie, est froid et inconfortable. Il faut donc chauffer la pièce davantage pour que sa température devienne confortable. Ce phénomène est grandement atténué par l’utilisation d’un ventilateur récupérateur de chaleur (VRC), qui fait circuler l’air de la maison et contribue à une meilleure distribution.

Dans une maison conçue et construite selon de plus hauts standards énergétiques, les plinthes électriques ne présentent pas les mêmes défauts d’inconfort. En effet, puisque les pertes de chaleur sont moindres, les murs extérieurs sont moins froids, et les courants d'air froids près du plancher sont éliminés. Aussi, puisque les plinthes électiques sont moins sollicitées, elles envoient un moins grand débit de chaleur vers le plafond, et la chaleur absorbée par les revêtements intérieurs est redistribuée par rayonnement. En conséquence, la sensation d’inconfort, décrite plus haut, est très relativisée, voir absente.

On juge aussi souvent les plinthes électriques responsables de grandes variations de température, mais dans ce cas, c'est le thermostat qui en est le principal responsable : l’utilisation de thermostats électroniques contribue à réduire les ondulations de température et rend donc la maison plus confortable.

Les ventilo-convecteurs

Les ventilo-convecteurs sont des systèmes localisés, comme les plinthes. À la différence des plinthes, les ventilo-Ventilo-convecteurconvecteurs font circuler l’air des pièces qu’ils chauffent à l’aide d’un ventilateur, réduisant ainsi l’effet de stratification de l’air chaud et de l’air froid. En contrepartie, le ventilateur émet souvent beaucoup de bruit, sauf pour certains modèles plus coûteux, mieux conçus.

Somme toute, le ventilo-convecteur n’est pas une option à écarter lorsque l’on planifie le chauffage de sa maison. Le tout est de l’utiliser à bon escient, de manière localisée et appropriée ; et de choisir un modèle bien calibré.

 

Les systèmes à air forcé

Ce type de système consiste à pousser de l’air chauffé dans des conduits pour le diffuser dans chaque pièce. On peut aussi utiliser les mêmes conduits pour ventiler et climatiser. Ce mode de distribution est compatible avec les fournaises et les pompes à chaleurs (thermopompes).

La circulation de l’air accrue par ce type de système permet une diffusion de la chaleur plus uniforme dans la maison, réduisant significativement la stratification de l’air chaud et de l’air froid.

Bien qu’il soit le plus confortable des systèmes à convection, il faut faire attention lors de l’installation à prendre les dispositions nécessaires pour réduire le bruit dans les conduits. L'ajout de filtres à air est aussi fortement recommandé pour capter les poussières que le système fait circuler.

 

Les systèmes à radiation

Radiateurs

Les radiateurs sont des dispositifs localisés, c’est-à-dire installés dans chaque pièce à chauffer. La plupart sont installés sur les murs ou sinon à proximité des murs. La chaleur peut être générée directement dans le radiateur ou être produite par un système central et ensuite distribuée avec de l’eau.

On leur reconnaît généralement les mêmes inconvénients qu’aux plinthes, cependant ces faiblesses sont atténuées car une grande portion de la chaleur est plutôt transmise par radiation, ce qui contribue à une distribution de la chaleur plus uniforme à travers la maison. Par ailleurs, les vieux radiateurs de fonte à eau chaude peuvent aujourd’hui être convertis en appareils de chauffage radiant électrique. La tuyauterie est remplacée par un élément électrique en cuivre à basse intensité, combiné à un système de contrôle adapté. Un vieux radiateur devient alors une source de chaleur radiante de basse intensité, tout en étant un élément de design d’intérieur.

 

Planchers chauffants

L’expérience et l’analyse de dizaines de maisons bâties ont fait évoluer nos connaissances des planchers chauffants et des notions de confort et coûts qui y sont reliés. Ce que nous pensions être le nec plus ultra du confort s'avère plutôt facultatif dans une maison à heute performance énergétique.

 

Plancher chauffant

 

Au rayon des avantages, le chauffage radiant permet de chauffer des composantes de la maison, pour qu’elles transmettent ensuite de la chaleur aux occupants par radiation. Ce mode de distribution offre une grande uniformité à travers la maison, en plus de privilégier le bas de pièces, soit la zone qui en a le plus besoin.

On peut générer la chaleur à l’aide de circuits électriques, ou alors en faisant circuler de l’eau chaude générée par un système central (plancher radiant hydronique). Un avantage d’un tel système de chauffage central de l'eau, est qu’il fonctionne à basse température. Par exemple, on peut y faire circuler de l'eau à 30 degrés Celcius. Sachant que la plupart des thermopompes (incluant les thermopompes géothermiques) sont beaucoup plus performantes à basse température, c'est un avantage. Les systèmes hydroniques sont toutefois plus coûteux, et demandent beaucoup plus d'entretient puisqu'ils contiennent plusieurs pièces mécaniques et doivent être réapprovisionnés en fluide.

Lorsque le système de plancher radiant s’assortit d’un sol en béton, le design final peut être très réussi. Il existe plusieurs types de traitement qui permettent d'obtenir de très beaux résultats, dont l'ajout de pigments au béton et les traitement en surface. La qualité du béton et la mise en œuvre sont toutefois primordiales, d'où l'importance de s'informer. Un plancher en béton bien fait et soigneusement fini n’est pas un plancher particulièrement bon marché. Il demeure aussi que le béton n’est pas conçu pour être un matériau de finition, donc il faut s’attendre à des irrégularités dans le fini et des fissures.

Une faiblesse reconnue aux planchers radiants, qu’il s’agisse du radiant électrique ou du radiant hydronique, est le délai de réaction : avant de pouvoir profiter de la chaleur transmise par le système, il faut chauffer la composante, ce qui peut prendre plusieurs minutes, voire quelques heures lorsqu'il s'agit de dalles de béton. Pour pallier à cette faiblesse, on peut coupler ce système avec un autre mode de distribution au besoin ou encore contrôler le tout avec un thermostat programmable pour anticiper les besoins.

Surtout, la nécessité d’un plancher radiant doit aujourd’hui être revue à la lumière des besoins réels en chauffage d’une maison écologique. Si vous avez lu les lignes plus haut et notamment le paragraphe sur les plinthes électriques, vous avez compris que les besoins en chauffage dans une maison écologique sont très minimes par rapport à une maison standard. Et que cela remet en question toutes les notions de confort et chauffage que l’on peut avoir en tête.

Dans ce même ordre d’idée, il faut prendre en compte :

  • que les coûts complet en matériel et installation pour un système de plancher radiant hydronique sont élevés, pour des besoins en chauffage en fait minimes ;
  • que dans maison qui se chauffe si facilement, le système de plancher radiant aura peu besoin chaleur à fournir, et ne sera donc pas très chaud. Or, le béton est conducteur, et sa sensation au touche est donc plus froide, même s'il est à la température de la pièce, surtout lorsque comparé à des couvres-planchers moins conducteurs tels que le bois ou le linoléum.
  • Si un autre système de chauffage est installé, tel un foyer, ou encore une thermopompe efficace en chauffage, la chaleur fournie par le plancher chauffant se verra réduite encore davantage, le rendant presque inutile.

Somme toute, si les planchers radiants hydroniques demeurent une technologie intéressante, ils ne sont pas adaptés à toutes les maisons. Il peut aussi être judicieux de faire une autre combinaison de technologies, comme par exemple :

  • profiter de la chaleur radiante en ayant un plancher radiant électrique bien localisé, dans des zones pertinentes, comme la salle de bain et la cuisine ;
  • et installer un autre système de chauffage dans les autres pièces, peu dispendieux tel que des plinthes électriques.

 

Les foyersFoyer conventionnel

Le mode de transmission de la chaleur d’un foyer est très similaire à celui d’un radiateur. Outre sa source de chaleur qui diffère, on place généralement un seul foyer par maison. S’il est utilisé pour chauffer, on préfèrera le placer au centre d’une pièce pour profiter des radiations sur ses quatre faces et avoir une uniformité de la chaleur.

Il est aussi primordial, dans une maison très bien isolée, de choisir un foyer bien calibré en besoins de chauffage, qui seront minimisés ! Il est donc conseillé de bien s’informer sur les besoins en chauffage à prévoir et d’orienter son choix de foyer vers des modèles probablement plus petits.

Les foyers de masse quant à eux sont un élément architectural autant qu’un élément de chauffage. Placé au centre de la maison, le foyer de masse accumule et diffuse la chaleur émise par la chambre de combustion à toute sa masse (pierres ou briques) qui transmettra ensuite progressivement sa chaleur à toutes les pièces adjacentes. La maison doit toutefois avoir été conçue en tenant compte de cette masse placée en son centre : tant pour sa structure que pour ses dimensions et son budget.

Foyer de masse

Choisir la source de chaleur

Dès lors que vous avez choisi la ou les méthodes de distribution de la chaleur à utiliser dans votre maison, vous pouvez choisir une source de chaleur compatible. Les autres rubriques de cette section présententent des sources de chaleurs. Bonne lecture!