Chauffage au sol : comment fonctionne-t-il ?

Le chauffage au sol est un type de chauffage encore plus connu et plus utilisé que celui au plafond, que la plinthe chauffante, le mur chauffant, ou encore le convecteur au sol. C’est une solution assez intéressante en cas de construction d’une maison neuve ou d’un chantier de rénovation. Son fonctionnement est assez particulier et il confère un réchauffement total de la surface du plancher.

 

Le principe du chauffage au sol

chauffage au solLe chauffage au sol s’effectue principalement par la transmission de chaleur par rayonnement. A cet effet, la totalité du plancher est portée à une température de 29°C. Deux types de source d’énergie peuvent être utilisés pour le chauffage au sol. Ces deux procédés correspondent au chauffage au sol par électricité et au chauffage au sol par eau chaude.

Ainsi, nous avons tout d’abord l’électricité, sous forme d’une feuille chauffante qui est parcourue par le courant et qui est placée en-dessous du revêtement du sol.

Ensuite, nous avons l’eau chaude, sous la forme d’un conduit parcourant la chape du plancher tout en suivant un maillage en quelque sorte serré.

En vue d’éviter les pertes en chaleur trop importantes en direction du dessous du plancher, celui doit présenter une isolation parfaite.

 

Les différents types de chauffages au sol

Le chauffage au sol se fait par intégration au plancher et selon la qualité de chauffage nous notons :

Le chauffage au sol mouillé qui est celui pour lequel les tuyaux destinés au chauffage sont totalement noyés à l’intérieur d’une chape de béton de 5 cm. C’est le système le moins cher à priori. Il présente plus d’inertie thermique par rapport aux autres chauffages car ici, toute la masse de béton est chauffée. Aussi ce chauffage ne présente pas d’intermittence et ne réagit que très peu aux apports de chaleur extérieurs comme celui du soleil.

Le chauffage au sol à demi-sec qui est celui pour lequel les tuyaux de chauffage sont disposés sur de l’isolant comportant des rainures. Par-dessus est souvent placé un treillis de protection. Celui-ci est aussi présent à titre de distributeur de chaleur. De plus, une chape est coulée au-dessus. Le système entier permet une diffusion de chaleur avec moins de perte en direction du dessous du plancher. Aussi, la durée de vie des conduits est plus importante.

Le chauffage au sol à sec qui est enfin celui pour lequel les tuyaux de chauffage sont posés dans de l’isolant préformé. Au-dessus sont placés des profilés métalliques. Des tuyaux, ainsi que des plaques en acier en-dessous recouvrent l’ensemble. A cet effet, la chape ne joue plus aucun rôle, et donc n’est pas nécessaire. Le revêtement du plancher peut alors être directement placé au-dessus des plaques en acier. Ce système représente la meilleure solution car permet la dilatation sans aucune contrainte des tuyaux et l’inertie thermique y est réduite.

 

Le fonctionnement du chauffage au sol

Le chauffage au sol est un système intégré sous un plancher rayonnant présentant une inertie appréciée en matière de chaleur diffusée. Pour que le système agisse parfaitement l’habitation doit être bien isolée et sa hauteur ne doit pas être trop grande.

 

L’équipement du chauffage au sol

Le système comporte généralement un tuyau fait en polyéthylène réticulé. Celui-ci est clipsé dans le diffuseur. Le tout étant disposé sur un support qui peut être soit du bois, et généralement de l’isolant. Le revêtement qui est ensuite placé au-dessus du plancher est soit du carrelage, soit un parquet.

Ce système peut également être utilisé comme rafraîchissement en été avec par exemple l’utilisation d’une pompe à chaleur réversible.

La plupart des installations (90 % des planchers chauffants) sont équipées de tuyaux en polyéthylène réticulé repris sous les sigles PE-X ou PER.

fonctionnement du chauffage au solAfin de pouvoir utiliser le polyéthylène dans des applications à haute température et forte pression, il faut améliorer les caractéristiques du matériau. C’est le but de la « réticulation ». La réticulation est un procédé chimique ou physique qui consiste à créer des liaisons chimiques entre les chaînes de molécules pour créer une structure en trois dimensions extrêmement résistante et insensible aux griffes.

La qualité finale du matériau dépend de la qualité de la réticulation : un degré de réticulation trop élevé rend le matériau cassant; un degré trop bas diminue la température maximale admissible. Il faut en outre que la réticulation soit homogène dans le matériau.

Conventionnellement, il existe trois types de polyéthylène : HDPE (Polyéthylène Haute Densité), MDPE (Polyéthylène Moyenne Densité), LDPE Polyéthylène Basse Densité). Le HDPE est le plus utilisé pour la réticulation et est à conseiller pour le chauffage par le sol.

Il faut éviter les MDPE et LDPE, voire même les polyéthylènes non réticulés qui existent aussi sur le marché, mais qui présente une résistance nettement inférieure au PE-X HDPE.

Le PE-X est perméable à l’oxygène, ce qui constitue un risque de corrosion pour les éléments en acier de l’installation. C’est pourquoi les tuyaux destinés à l’utilisation en chauffage doivent être pourvus d’une barrière anti-oxygène. Cette protection est généralement extérieure et en matière synthétique.

Actuellement, les tubes en matière synthétique connaissent une application sans cesse croissante dans les installations de chauffage. C’est pourquoi, pour garantir l’adéquation du matériau choisi à l’application, il est recommandé de s’appuyer sur les systèmes disposant d’un agrément technique basé sur la règlementation en vigueur.

 

La régulation du chauffage au sol

On peut imaginer deux principaux modes de régulation pour le chauffage par le sol : en fonction de la température extérieure et en fonction de la température intérieure.

Il est également possible de maintenir une température d’eau constante dans l’installation (par exemple, 30°C), quelles que soient les conditions climatiques. Ce mode de conduite ne peut cependant convenir que si le chauffage par le sol n’est qu’un chauffage d’appoint (de base) et que la majorité de la puissance de chauffe est fournie par un autre système de chauffe (radiateurs, convecteurs).

La régulation en fonction de la température intérieure est à déconseiller car elle conduit presque inévitablement à de l’inconfort.

Il est donc préférable de prévoir une régulation de la température d’eau en fonction de la température extérieure. Cependant, cette dernière ne donnera pleinement satisfaction que si les apports de chaleur par l’ensoleillement ne sont pas prépondérants et si l’usage du bâtiment n’est pas fortement intermittent.

Si ces conditions ne sont pas remplies, même le meilleur régulateur ne pourra donner satisfaction, principalement pour les systèmes à très forte inertie thermique (tuyaux noyés dans une chape).

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