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Chauffage (central)
Plancher chauffant
Chauffage
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Le système du plancher chauffant est un système qui demande une certaine préparation. Ce type de chauffage est souvent installé dans de nouvelles maisons (ou en cas de grande rénovation).


Hypocauste dans une villa romaine en France

Les systèmes de régulation sont décrits ici.

Les Romains déjà utilisaient une forme de chauffage par le sol, l'hypocauste. Les gaz de combustion (issus d'un foyer dans la cave) circulaient dans des conduites sous le plancher. Ce système très perfectionné pour l'époque a été abandonné à la chute de l'empire romain. Les grands feux dans les châteaux au moyen age avaient un rendement désastreux: pratiquement toute la chaleur partait en fumée dans la cheminée...

Ce système a été repris dès les années 1960, mais l'utilisation d'eau trop chaude causait de nombreux desagréments: douleurs aux jambes, chaleur s'accumulant au plafond,... Ces inconvénients disparaissent quand on passe à une température de chauffe plus basse, mais cela nécessite une meilleure isolation de la maison.

Le chauffage par le sol a de nombreux avantages: utilisation d'une grande surface de chauffe, ce qui permet d'utiliser une source de chaleur basse température (par exemple pompe à chaleur ou panneau solaire à circulation d'eau). Le rendement d'une pompe à chaleur (COP: coéfficient de performance) est meilleur quand la température demandée est plus basse et la faible chaleur apportée par le panneau suffit pour un plancher chauffant.

La grande surface de chauffe permet d'éviter les points chauds: le chauffage est bien équilibré. A cause de la grande masse thermique en jeu, l'apport de chaleur est constant tout au long de la journée. Il n'y a pas d'installation visible (radiateurs ou poele).

Le plancher chauffant a par contre également des inconvénients. Pour placer un chauffage par le sol, il faut nécessairement faire de grands travaux de rénovation. La rénovation ne se limite pas au placement de tuyaux dans le sol, il faut également repenser totalement le système de chauffage. Le système ayant une grande masse thermique, il n'est pas possible de réagir aux apports de chaleur (par exemple soleil en hiver). Ce système n'est pas approprié aux batiments qui ne sont utilisés que quelques heures par jour.

Régulation prédictive

Pour la régulation, nous allons utiliser une régulation prédictive car la grande inertie thermique du plancher ne permet pas une régulation proportionelle classique (réglage de la température de l'eau en calculant la différence entre la température de consigne (la température demandée) et la température effective). Avec une régulation classique, il va y avoir sur-compensation: la chaleur enmagasinnée dans le plancher va continuer à chauffer la maison, alors que la température voulue est atteinte.

La régulation prédictive part d'une valeur externe, par exemple la température extérieure. Cette température estérieure va déterminer les dépertitions, et donc la quantité de chaleur à pourvoir.

La régulation prédictive ne produit pas d'oscillation, car il n'y a pas de boucle de régulation fermée. La valeur en entrée (la température extérieure) n'est pas modifiée par le système de régulation (ce qui est le cas avec un système de régulation classique).

La régulation prédictive permet de corriger les déviations de température avant qu'elles ne se produisent: c'est donc un système de régulation très avantageux. Par contre, elle ne tient pas compte des facteurs environnementaux qui peuvent modifier les paramètres (dépertition et apport de chaleur).

La régulation prédictive ne tient par exemple pas compte du vent qui produit un refroidissement plus prononcé. D'un autre coté, le système ne tient pas non plus compte des apports de chaleur: soleil en plein hiver, cuisson d'un grand repas pour 10 personnes, activités ménagères.

En principe, on règlera le système de telle manière que le chauffage soit juste un peu trop faible. On compensera le manque avec un petit chauffage d'appoint. Ce chauffage ne doit vraiment pas être puissant, car il ne fait qu'ajouter un tout petit peu de chaleur. Souvent, l'activité humaine suffira à compenser le manque.

Regardez le système à droite (photo d'une installation de chauffage central par plancher chauffant): on n'utilise jamais de températures absolues (16 - 18 - 20°...) puisque ce système n'utilise pas la température intérieure. Ce chauffage produit également de l'eau chaude sanitaire, qui elle nécessite un thermostat classique gradué en degrés.

Le bouton jour et nuit (à gauche du réglage de la température de l'eau sanitaire) permet de modifier la température des locaux, un trait correspond à environ un degré. C'est ici qu'on règle la température selon ses besoins.

Le système va calculer la température de l'eau de chauffe à partir d'une ligne de chauffe (une fonction au premier degré). Le système de réglage se compose de deux boutons:

  • La pente de la fonction: quand la température extérieure passe de +5 à -5° (=-10°), faut-il que l'eau soit 10° plus chaude (gain: 1×)? Le bouton indique un gain de 0.65× la température de l'eau sera augmentée de 6.5° pour une chute de température extérieure de 10°.

    On règle ce bouton quand il fait très froid à l'extérieur et que l'apport de chaleur est trop ou trop peu important.

  • Le niveau zéro de la fonction: on règle ici la température de l'eau quand il ne fait pas très froid dehors.
Pour les réglages, on ne peut modifier qu'un bouton à la fois par jour, et au maximum d'une division.

Actuellement, les systèmes de régulation calculent automatiquement la pente (gain) et le niveau zéro de l'installation (il faut pour cela quelques jours que le système ajuste les paramètres).

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