En collaboration avec Lydia Paradis-Bolduc
Mise à jour du 29 mai 2020 : https://www.ecohabitation.com/guides/1040/le-confort-thermique-dans-la-maison-ca-se-concoit/
Vous l’avez probablement expérimenté : parfois, on a froid, même si la température de l’air nous indique qu'on devrait être bien. Ceci s’explique du fait que, contrairement à la croyance populaire, la température de l’air n’est pas le facteur principal qui détermine le confort ressenti.
La présence ou non de lumière solaire, de courants d’air et d’humidité, le contact avec des surfaces froides ou chaudes et les pont thermiques, la stratification (différence de température au niveau des pieds et de la tête, par exemple), les vêtements que l'on porte, notre degré d'activité ou de sédentarité et la convection dans l’air (mouvement causé par les différences de températures) sont tous des facteurs qui influencent grandement notre niveau de confort. |
Mais, malgré les nombreuses connaissances facilement accessibles, les nouvelles constructions se limitent en général aux exigences du Code de construction, pour une performance et un niveau de confort loin d'être optimaux. Une bonne nouvelle toutefois : une maison hyperperformante sera également hyperconfortable!
Prenons l'exemple des fenêtres. Elles représentent les surfaces les plus froides de la structure. Si la chaleur se perd dans toutes les directions car le chaud va toujours vers le froid, pour sa part l'air chaud monte et l'air froid descend, créant des boucles de convection. Ainsi, l’air chaud et humide qui entre en contact avec un vitrage froid en hiver refroidit, se condense et se dirige vers le sol, ce qui crée une sensation de tirage vers le bas. Mais une fenêtre plus performante limite la condensation, et donc ce mouvement de convection. C’est pourquoi les fenêtres très performantes sont si importantes.
Afin de freiner ce moteur à convection, la position des sources de chaleur est également importante; elles doivent être posées juste en dessous des fenêtres. Pour bien comprendre l'enjeu ici, il importe d'expliquer tout d'abord le phénomène de rayonnnement.
Le rayonnement
Selon l’ingénieur Robert Bean, du portail Healthy Heating, « Le transfert de chaleur entre le corps et l’espace est principalement radiant. De nombreuses revues médicales et journaux sur l’ergonomie des environnements intérieurs sont très claires à ce sujet, environ 60 % des transferts de chaleur entre le corps humain et l’environnement à des niveaux d’activité normaux est radiant ! ». Un adulte irradie jusqu'à 150 watts d’énergie radiante sous forme d'ondes infrarouges, tout comme une ampoule incandescente. Mais comme le chaud se déplace vers le froid, en présence de murs et vitrages froids jusqu'à 100 W de cette chaleur sera perdue à travers ceux-ci. Tout dépend de l'efficacité énergétique de la maison! Plus vos fenêtres sont grandes et froides, plus la chaleur de votre corps participera à les réchauffer.
Vous suivez? En chauffant sous les fenêtres, la température à la surface de celles-ci se rapproche de celle du corps, nous émettons donc moins de chaleur radiante et ainsi nous sommes bien plus confortables! Ce principes s'applique aux fenêtres, mais il en va de même pour toutes les composantes d'une habitation. Si on conçoit l'enveloppe et l'intérieur du bâtiment avec une perspective d'efficacité énergétique optimale, le confort sera accru, ainsi que la durabilité globale.
L'équation est simple:
Confort thermique = efficacité énergétique = durabilité
- Moins il y a de pertes de chaleur dans la maison, moins votre corps perd de calories;
- les fuites d’air entraînent des courants inconfortables et permettent à l’humidité de traverser les parois et de se condenser sur les surfaces froides à l’intérieur des murs. Les maisons hermétiques sont plus confortables, plus durables et coûtent moins cher à chauffer et climatiser;
- les planchers sont le point de contact entre nous et la maison. Une chaleur supplémentaire est donc perdue par nos pieds, par conduction. Pour compenser cette perte, on est tenté de monter le thermostat, ce qui se traduit par des coûts plus élevés. Une meilleure isolation des planchers signifie qu’ils seront plus confortables, et la maison sera moins dispendieuse à chauffer.
© www.mitsubishielectric.com
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Mesurer, calculer et concevoir le confort
Certaines unités de chauffage telles que la pompe à chaleur Mitsubishi Mr Slim Mini-Split ont incorporé des technologies de détection de la chaleur infrarouges. Ce modèle par exemple dispose d’un capteur qui détecte les lieux de radiation froide et chaude dans une pièce. Il règle ses évents automatiquement pour diriger l’air chaud ou frais vers ces endroits précis.
Prévoir le confort scientifiquement est important. Prenons l'exemple d'un système de chauffage. D’ordre général, l’installateur du système est également celui qui le conçoit. On se retrouve alors parfois avec des systèmes surdimensionnés... Pourquoi? Les professionnels veulent éviter de recevoir l’appel de clients mécontents pour cause de manque de chauffage. Mais puisque les systèmes alimentent des espaces plus petits que ceux pour lesquels ils sont destinés, ils ne fonctionnent ainsi jamais à leur taux le plus efficace. Un système surdimensionné coûte également plus cher à l’achat, et ses coûts d’opération sont plus élevés parce qu'ils cyclent davantage leur puissance. C’est comme si en conduisant une voiture, on accélérait et freinait beaucoup et rapidement; ça brûle beaucoup plus de gaz que de rouler à vitesse constante!
L'on peut effectuer une lecture plus précise de la température de l’air via une température radiante moyenne (TRM), soit une mesure exprimant l’influence des températures de surface sur le confort des occupants.
Pour optimiser le confort dans votre habitation, faites idéalement appel à un ingénieur spécialisé en systyèmes mécaniques résidentiels. Il pourra calculer les pertes de chaleur de votre bâtiment et vos besoins de chauffage en fonction de vos réalités spécifiques (climat, orientation, isolation, étanchéité, fenestration, etc.) et pourra ainsi concevoir un système parfaitement adapté à vos besoins.
Pertinent, le plancher chauffant?
Avec un plancher chauffant, l’air est plus chaud au niveau du sol (où nous nous trouvons), alors qu'avec un système à convection qui chauffe l’air, la chaleur se retrouve plus rapidement au plafond puisque l'air chaud s'élève. Le confort accru au niveau des pieds procuré par un plancher radiant permet de réduire la température de l'air jusqu'à trois degrés et offrir le même niveau de confort qu'avez un système de chauffage à air chaud. On peut donc faire d'importantes économies d'énergie... en théorie. En réalité, une étude de la Société canadienne d'hypothèques et de logement a démontré que les propriétaires de systèmes radiants tendent à maintenir la température de l'air au même niveau auquel ils étaient habituées lorsqu'il utilisaient un système à air chaud!
Un plancher chauffant n’est pas une raison de limiter l’isolation, bien au contraire. Si on veut limiter l’écart de température entre la partie du sol chauffée et celle qui ne l’est pas, l’isolation doit être optimale!
| Une maison plus chaude perd plus de chaleur car elle est soumise à une plus grande pression atmosphérique. Le chauffage radiant (à droite) est plus économique d'utilisation qu'un système à air chaud (à gauche) qui augmente la stratification des températures de l'air et donc les pertes d'un chaleur. © Uponor |
En bref, le confort, ça se conçoit. Si vous construisez une nouvelle maison, tournez-vous vers un concepteur qui s’y connaît en haute performance énergétique, ou, encore mieux, en conception solaire passive. De même, optez pour un entrepreneur qui possède la même mentalité que le designer et qui ne tentera pas de vous détourner du chemin de la durabilité vers ses propres pratiques favorites.
Pour en savoir plus…
Quoique très bien connue dans la littérature scientifique, l’importance de la conception du bâtiment et des systèmes sur le niveau de confort, la performance et la durabilité sont peu maîtrisées et appliquées par la majorité des professionnels de l'habitation. Pour en savoir plus, nous vous recommandons la lecture, en anglais, des travaux de Robert Bean sur son site Healthy Heating. Vous y trouverez des informations plus approfondies sur la relation entre la physiologie humaine et les environnements intérieurs.
