Table 3 – Groupe 1

Pour assurer un confort thermique optimal, sans gaspillage inutile, il est intéressant de mettre en place pour notre installation de chauffage, un système de régulation et de programmation du chauffage.

• Régulation :
La régulation permet de maintenir la température ambiante à une valeur choisie (la température de consigne) et ceci, en prenant en compte les apports gratuits de chaleur (soleil, appareils de cuisson, etc.). On évite les surchauffes inutiles.
Pour une régulation dont la température de consigne est à 19°C alors :
-Si la température mesurée est inférieure à 19°C alors on allume le chauffage.
-Si la température mesurée est supérieure à 19°C alors on éteint le chauffage.
La plage de température dans laquelle on se sent bien, sans avoir ni chaud, ni froid, est étroite.
Procurer cette sensation en permanence exige le maintien de la température ambiante sans
variations brutales. La première qualité d’une régulation est de garantir cette stabilité du confort thermique.

• Programmation :
La programmation complète la régulation. Quand les besoins ou l’occupation / absence du logement changent, elle permet de faire varier la température de consigne du régulateur
(température basse et température de confort) :
– En fonction des moments de la journée (jour/nuit, présence/absence),
– En fonction des jours de la semaine (jours travaillés/week-end).
Ce programme est établi à l’avance. Il peut être modifiable à tout moment, notamment pour les
périodes de vacances ou d’absence de longue durée.

• Un système de régulation et de programmation réduit fortement la consommation
d’énergie. Les sources de production d’énergie sont donc moins sollicitées, ce qui est bénéfique pour la planète.
Pour un chauffage électrique de puissance 5kw :
– sans régulation ni programmation, la consommation journalière est de 120 kWh.
– avec régulation seule à 19°C, la consommation est réduite à 44 kWh (-63%),
– avec régulation et programmation, réduction de la consommation à 31 kWh (-74%).
Avec cette dernière configuration, la consommation électrique est réduite de -74% (environ divisée par
quatre), ce qui sur une année est une sérieuse source d’économie d’énergie.

• Schéma de principe d’une régulation avec programmation :

Actuellement nous sommes à la recherche pour aussi bien un bâtiment domestique que collectif, d’un système
de chauffage efficace permettant de réduire les consommations d’énergie. On utilise des énergies
renouvelables s’inscrivant dans le développement durable.

 

Maintenant nous allons définir ce qu’est une énergie renouvelable et ce qu’est l’développement durable.

Une énergie renouvelable est une source d’énergie dont le gisement se
reconstitue en permanence à un rythme au moins égal à
celui de la consommation.
Attention : Renouvelable ne veut pas forcément dire non
polluant !
Le développement durable est un concept prenant en compte
l’écologie, l’économie et le social. Ce développement doit
répondre aux besoins du présent sans compromettre, ni
épuiser les ressources pour les générations futures. C’est
aussi limiter le réchauffement climatique de la planète.

Nous allons voir des exemples d’installations de chauffage qui s’inscrivent dans le développement durable.

1- Chauffage à apport solaire : Ce chauffage
permet de capter l’énergie du soleil avec des
panneaux solaires thermiques et de fournir ainsi de la
chaleur au bâtiment en passant par un échangeur(ballon d’eau chaude, etc.…).

 

 

 

 

2- Pompe à chaleur : Ce système permet de
récupérer les calories de l’environnement extérieur
(air, eau, sol) et par principe de compression et de
détente d’un gaz, on récupère de la chaleur pour le
bâtiment (principe de fonctionnement frigorifique).

3- Géothermie: Permet de récupérer des calories
dans le sous-sol et de les transformer en chaleur pour
l’habitation.

4- Biomasse : Utilisation d’une chaudière alimentée
par des végétaux (ex : bois), et permet d’obtenir de la
chaleur.

 

Pour l’installation d’un chauffage il faut prendre certains paramètres :

Les coûts d’installation :

– les composants (chaudière, pompe à chaleur,
panneaux solaires, radiateurs…),

– coût de main d’œuvre lié à l’installation,

– leur aptitude au recyclage (éco taxe).

Et les coûts de consommation et d’utilisation :

– l’énergie utilisée (électricité, bois ….),

– la maintenance (abonnement, SAV, forfait, garantie),
– coût de main d’œuvre lié à l’installation,

– les fonctions supplémentaires (mise en service à

distance).

 

Le confort acoustique

Le confort acoustique est subjectif. Le seuil de confort en acoustique est propre à chacun de nous.

Cependant nous pouvons diminuer la perception des bruits en isolant avec les bons matériaux les

parois de la maison. Souvent on effectue une isolation thermique fournissant un bon confort

acoustique.

Sources de bruits 

Il existe deux types de sources possibles générant des bruits dans l’habitat: les bruits d’impacts,

et les bruits aériens. Les bruits d’impacts se propagent par des vibrations dans les matériaux(bruits

de pas à l’étage, etc..) tandis que les bruits aériens se propagent dans l’air(trafic routier, avion,

tondeuse, etc..)

Solution pour réduire les bruits d’impact 

Les bruits d’impacts, comme ceux des pas, d’un pas objet qui tombe ou de meubles que l’on déplace,

peuvent constituer une nuisance importante dans les bâtiments résidentiels.

La solution la plus économique et la plus simple de mise en oeuvre est la pose d’un

revêtement de sol qui peut faire gagner de 15 dB(A) à 30 dB(A).Dans l’exemple ci-

contre une sous-couche acoustique mince sous un parquet(peu être du carrelage

collé). Cette solution n’empêche pas la transmission des vibrations par les murs.

La solution par excellence en construction neuve consiste à couler une chape de

mortier sur un matériaux isolant lui-même posé sur le plancher support. Ainsi

désolidarisé des murs et des planchers, le sol flottant atténue la transmission

des vibrations sonores. Les performances de ces ouvrages sont comprises entre

20 dB (A) et 30 dB (A).

Si l’isolation du plancher à l’étage du dessus n’est pas possible il reste une dernière alternative

, l’isolation du plafond. Ce type de réalisation est constitué d’une ossature métallique fixée au

plafond, sur laquelle sont vissées des plaques de plâtre. Un matelas de matériau isolant vient

garnir la cavité située entre le plafond et les plaques de plâtre.

Solution pour réduire les bruits aériens

L’isolation phonique peut se faire au niveau des murs, des fenêtres et combles.

L’isolation phonique des murs et cloisons peut se faire par la pose de panneaux

sandwich prêts à l’emploi en utilisant une ossature métallique et des plaques de

plâtre. L’isolation peut être renforcée par une lame d’air entre les profilés et la paroi

existante.

Pour l’isolation phonique des fenêtres, le bon état de la menuiserie est essentiel. Des

châssis disjoints laissent des interstices(ponts phoniques) par lesquels s’infiltrent les

bruits aériens. La pose de joints peut être, dans, cas, une solution.

Quant au double vitrage classique(4-6-4 ou 4-12-4), il apporte une isolation plus

thermique qu’acoustique. Cependant le double vitrage asymétrique (type 10-6-4) est

plus efficace: isolement d’environ 35 dB. Le vitrage à isolation renforcée (VIR) est

encore plus performant: 40 dB.

Pour l’isolation des combles il existe trois principaux matériaux d’isolation phonique qui sont les plus

plus utilisés: la haine de verre, la laine de roche, la mousse en polyuréthane.

Il existe bien évidemment d’autres isolants thermiques très appréciés mais un peu plus coûteux:

la mousse acoustique, le liège, la ouate de cellulose.

 

1– Dans une maison individuelle non isolée, les parts des déperditions de chaleur sont:

a-pour le toit: 25 à30%

b-pour les murs:20 à 30%                                                                                 

c-pour l’air renouvelé et fuites:20 à 25%                                                                                                                                         

d-pour les fenêtres:10 à 15%

e-pour les planchers bas:7 à 10%

 

f-pour les ponts thermiques:5 à 10%                                                 

2– Une mauvaise isolation du toit (ou des combles) peut être

détectable en hiver par temps de neige. La neige accumulée

sur les toits, fondra plus vite, des qu’une habitation

présentera un défaut d’isolation au niveau de sa toiture voir

exemple de la photo ci-contre.

3– Pour améliorer le confort thermique d’une habitation, nousutilisons des isolants thermique qui permettent de réduire laquantité de chaleur transmise avec l’extérieure. Plusieurstypes de matériaux isolants existent:

a-isolant minéral (laine de verre, laine de roche ,etc.),

b- isolant naturels:

. isolant végétal (ex: liège, fibre de lin, ouate de cellulose, chanvre, fibre de bois,

paille, toiture végétalisée, etc.

.isolant animal (laine de mouton, plus de canard, etc.),

c– Les isolants synthétiques (polystyrène expansé, polyuréthane, etc.)

d– Les isolants nouvelle génération (brique, monomur, béton cellulaire, panneaux isolants+sous vide PIV, etc…).

e- Les isolants mince appelés aussi « isolants réflecteurs », « multicouches ». Ils sont assemblés d’une ou plusieurs couches d’aluminium ou film plastique aluminé, l’isolant mince comprend différentes couches de nature diverses: mousse souple, polyéthylène à bulles, feutre d’origine animale, végétale ou synthèse. Ce sont des isolants de faible épaisseur.

4-On améliore l’isolation thermique d’un matériau en augmentant son épaisseur. pour une efficacité optimale, toutes les parois doivent être isolées. pour une habitation, on isole les murs extérieurs, le plancher sur vide sanitaire et le plafond sous les combles (toiture).

5– La performance thermique d’un matériau isolant s’appelle la résistance thermique R.

 

plus R est grand et plus le matériau est isolant.

R dépend de deux paramètres: en fonction de la conductivité thermique lambda propre à chaque matériaux et en fonction de son épaisseur e.

 

confort thermique: L’appréciation du confort thermique dépend des personnes. Cependant, en jouant sur des paramètres essentiels comme la température, les mouvements d’air et l’humidité, un équilibre satisfaisant peut être trouvé:

-la température: En général,20°C en hiver et 26°C en été sont des températures ambiantes d’air idéales associées à une appréciation de confort.

-La vitesse de l’air: La gêne des mouvements d’air frais sur la peau nous procure une sensation de baisse de température.

-L’humidité: L’air contient de la vapeur d’eau. Elle peut augmenter la sensation de froid ou de chaud, suivant la quantité de vapeur d’eau contenue dans l’air. Un taux d’humidité de 50% est un bon équilibre.

En permanence, notre corps échange de la chaleur avec son environnement immédiat suivant trois mécanisme distincts:

-Par conduction: il s’agit d’échanges thermiques qui ont lieu quand le corps est en contact avec une surface (matières solide)

-Par convection: il s’agit d’échanges de chaleur liés au mouvement de l’air autour du corps.

-Par rayonnement: il s’agit des échanges de rayonnement infrarouges

                                                                                                                                                                                               .

Transfert d’énergie: La chaleur se transmet d’un corps chaud vers un corps froids tant que leur température est différente. La chaleur traverse les parois et passe d’un milieu chaud à un milieu froid. Pour obtenir une température ambiante confortable, l’appareil de chauffage doit compenser les pertes de chaleur.

Le transfert de chaleur augmente si la différence de température entre le corps froid augmente.

Ceci implique pour le cas n°2, une utilisation importante du chauffage pour compenser les pertes de chaleur et réussir a maintenir la température de la maison à 20°C. La consommation et la facture d’énergie deviennent plus élevées pour se chauffer lorsqu’il fait froid.

Cependant une bonne isolation thermique réduit les échanges de chaleur vers l’extérieur, ce qui augmente le confort thermique et par conséquence limite le montant de la facture d’énergie.

Evolution du confort thermique : Préhistoire (Le feu), Antiquité (Cheminée), Moyen-âge (Poêle central), Epoque contemporaine (chauffage électrique), de nos jours (chauffage  performant avec une bonne isolation). L’objectif de nos jours et à venir est de réduire la consommation énergétique.