Une maison, un pavillon, c'est un volume clos, en première approximation un parallélépipède où on souhaite, principalement en hiver, avoir une température agréable, pour y vivre sans manteau, gants et bottes fourrées, alors qu'à l'extérieur il fait nettement plus froid. La chaleur qui est contenue dans un corps placé dans un environnement que nous considérons comme environnement froid par notre sensation, s'échappe de ce corps pour aller se diluer dans l'environnement froid, comme l'eau d'un lac de montagne s'échappe du lac pour aller se diluer dans la mer.
La différence d'altitude pour l'eau, c'est la différence de température des corps par rapport à l'environnement froid. Le débit de l'eau, c'est la quantité de chaleur que perd le corps chaud vers l'environnement froid, c'est le flux d'énergie thermique. Le lac se vide, le corps se refroidit. Le flux d'énergie thermique qui passe du corps chaud vers l'environnement froid dépend de la différence de température et de la facilité avec laquelle l'énergie peut se mouvoir entre le corps et l'environnement.
On peut donc dire que la perte de chaleur de la maison dépend de la différence de température entre l'intérieur de la maison et l'extérieur; d'un certain coefficient de conduction de la chaleur de l'intérieur vers l'extérieur que nous désignerons par "G"; ainsi que du volume de la maison, car plus la maison est grande, plus il y a de surface en contact avec l'environnement froid. Il faudrait aussi faire intervenir un facteur de forme, car plus la maison s'éloigne de la forme du parallélépipède, plus il y a de murs pour un même volume. La forme dont le rapport volume/(surface de murs) est le meilleur, est la sphère. Le cube ne s'en éloigne pas beaucoup. Nous négligerons donc ce paramètre qui n'est pas concerné par ce qui suit.
On peut écrire Q = G × V × ΔT.
où Q est la quantité d'énergie perdue (en Watt), G le coefficient de déperdition (en Watt/°C/m3), V est le volume de la maison (en m3) et ΔT est l'écart de température entre intérieur et extérieur (en degrés Celsius).
L'énergie thermique se propage par convection, rayonnement thermique et conductibilité thermique.
Pour comprendre les phénomènes de transfert de la chaleur (ou énergie thermique), il faut admettre un modèle de représentation de la matière qui dit que celle-ci est constituée de petits morceaux invisibles à l'oeil nu qui bougent les uns par rapport aux autres.
- Dans le cas des corps solides - comme le métal, le bois, le verre ou le PVC - ces morceaux bougent tout en gardant une position moyenne constante. On dit qu'ils vibrent.
-Dans le cas des gaz et des liquides, ces morceaux bougent, tout en se déplaçant globalement selon une certaine direction.
Les vibrations de ces microscopiques éléments de matière représentent l'énergie thermique du corps en question. Plus l'amplitude et la fréquence de vibration sont grandes, plus le corps contient d'énergie, plus il est chaud.
La convection c'est le déplacement de la chaleur par le déplacement globale d'une quantité d'un corps chaud. Par exemple si vous puisez un seau de 10 L d'eau à 60 °C de votre chauffe-eau qui est alimenté en eau froide à 10°C, pour laver votre sol et que vous jetez ensuite cette eau sur votre pelouse, vous avez perdu par convection :
(60-10)×10×1.16=580 Wh, soit environ 1/2 kWh d'électricité.
Ou bien, si vous aérez une pièce de 30 m3 et que vous remplacez de l'air à 25°C par de l'air à 10°C, vous avez perdu par déplacement de l'air, donc par convection:(25-10)×0.3×30×1.16=157 Wh , soit environ 1/6 de kWh .
Le coefficient 1.16 qu'on va rencontrer dans les calculs représente la valeur de la kilocalorie en Wh, comme 6.55957 représente la valeur de l'€uro en francs. Il permet de convertir la chaleur consommée par heure en kWh payé!!! Il vaut : 1000cal×4.18/3600=1.16Wh.
Mais il y a de la convection beaucoup plus pernicieuse et préjudiciable: c'est celle qui se produit sur l'ensemble de la surface de la maison en contact avec l'air ambiant extérieur, c'est à dire l'ensemble de la surface des murs extérieurs et des ouvertures donnant sur l'extérieur.
Les cours de thermodynamique appelle α en W/m2/°C le coefficient de transmission de la chaleur par convection, c'est à dire entre un corps fixe et de la matière mobile. Il dépend de la nature de la surface, de l'orientation de celle-ci et des conditions ambiantes.
En effet l'air qui s'est réchauffé et donc dilaté au contact de la surface est devenu plus léger et s'élève pour être remplacé par de l'air disons nouveau, donc plus frais. Mais ce renouvellement dépend de l'orientation de la surface et de son état de surface. Ce renouvellement dépend aussi du mouvement global de l'air, c'est-à-dire du vent. Quand il y a du vent, on se met à l'abri pour avoir moins froid.
Il faut donc apporter deux coefficients correcteurs d'où en première approximation:
α=2×(ΔT)1/4×σ×(1+V3/4)
σ vaut environ 1,5 pour une surface lisse, comme la tôle propre, et 3 pour une surface rugueuse comme la pierre, le béton, ou le crépis.Si on considère une maison moyenne ayant environ 110 m2 de surface latérale et 110 m2 de plafond, cela donne avec un mur à 23°C et une ambiance extérieure à -7°C par vent nul:
Q = α×S×(t2-t1) = 2×(30)0.25×3×30×220 = 93 kW
avec un bon vent, jolie brise, de 10 m/s
Q = 614 kW
Ce qui est énorme. Par contre si la surface du mur est à -6° on a respectivement 1,32 kW et 8,74 kW .
C'est encore beaucoup! On constate que pour éviter les pertes par convection, la résistance thermique du mur doit être très grande de sorte que la température de surface du mur soit pratiquement égale à la température de l'air extérieur. Toute
calorie qui arrive à la surface du mur est irrémédiablement condamnée a s'envoler dans l'atmosphère.
On peut s'en rendre compte lorsqu'on grelotte de froid avec des habits trempés. Les habits mouillés sont de bons conducteurs de notre chaleur, et la convection de l'air saisit toutes les calories. Avant l'averse, les habits étant secs, on n'a pas froid.
Les habits, c'est comme l'isolation du mur, ce sont eux qui font barrière à la perte de la chaleur.
Il existe encore d'autres pertes par convection: ce sont toutes les fuites d'air par les joints sous les portes, autour des portes et des fenêtres, par les prises d'air pour le renouvellement indispensable de l'air respiré dans la maison qui doit être d'au moins 25 m3 par heure et par personne. On reviendra sur ce point ultérieurement.
Les pertes par rayonnement thermique sont encore plus impalpables que les pertes par convection, car contrairement aux courants d'air sous les aérateurs ou près des interrupteurs, on ne les sent pas.
Les pertes par rayonnement thermique d'un corps plongé dans une ambiance, et petit par rapport à celle-ci, sont données par la formule:
q (W/m2) = σ×[(T1/100)4-(T2/100)4] avec T en °K
σ est un coefficient qui caractérise le matériau. Pour la pierre, le béton il vaut environ 4.Q = S×q = 330×4×(296/100)4 = 101 kW
Si on admet que la maison est sur terre dans une ambiance à -7°C, avec ses murs non isolés à + 23°C on obtient, en ne tenant pas compte du plancher:Q = 220×4×[(296/100)4-(266/100)4] = 220×4×(81-53) = 20.8 kW
Mais la surface des murs, on l'a vu, va descendre à -6°. Les pertes par rayonnement thermique seront alors:Q = 220×4×[(267/100)4-(266/100)4] = 220×4×[(1/100)4(4×2663)]
= 220×4×(1/100)×4×2,663 = 0.662 kW soit 2/3 kW.
(pour les pointilleux, j'applique: a4-b4=(a-b).(a3+a2.b+a.b2+b3)).
Les pizzas, le pain, sont cuits par rayonnement thermique de la chaleur emmagasinée par la voûte.....
Le dernier type de propagation de la chaleur est la conduction ou conductibilité thermique.
Si on considère une barre de ferraille plongée par un bout dans de la braise ardente, le rayonnement infrarouge de la braise va exciter les atomes du fer qui vont vibrer plus fortement. Ils vont cogner des atomes voisins qui vont être excités à leur tour et ainsi de proche en proche jusqu'à l'autre extrémité. Celle-ci s'échauffera et vous vous brûlerez lorsque vous voudrez la saisir.
Plus un corps est dense c'est à dire lourd, plus il est conducteur.
Le corps le moins conducteur est le vide: sa conductance thermique est nulle, sa résistance thermique est infinie. C'est pour cela que les bouteilles thermos d'il y a un siècle, à double-cloison "remplie" de vide gardait le café chaud pendant 24 heures, alors que les thermos actuelles le garde tiède pendant à peine 3 à 4 heures. Cela prouve que le polystyrène est nettement moins isolant que le vide.
Ensuite vient l'air, à condition d'être SEC et IMMOBILE. Ce qui isole avec le polystyrène expansé, ce n'est pas le polystyrène mais les bulles d'air qui sont emprisonnées à l'intérieur. Ce qui isole avec une combinaison de plongée, ce n'est pas le caoutchouc, mais les bulles d'air qui sont emprisonnées à l'intérieur ; et c'est pour cela qu'il faut mettre une ceinture de plomb pour descendre vers les abîmes.
Cela a été dit plus haut, l'eau est bonne conductrice de la chaleur, avec un λ=0,65, 15 fois plus que le polystyrène, et en plus elle emmagasine bien la chaleur, c'est pour cela qu'on peut utiliser des chauffe eau à accumulation.
Tous les matériaux utilisés en isolation isolent grâce aux bulles d'air qu'ils contiennent.
Lorsque vous touchez du polystyrène, il vous semble chaud, alors qu'il est à la température ambiante, à -15 s'il fait -15, parce qu'il est mauvais conducteur et qu'il ne vous prend pas de chaleur. Si vous touchez une pierre ou un bout de ferraille à l'ombre, il vous semble froid parce que, bon conducteur, il vous prend de la chaleur. La sensation de froid, c'est la perte de chaleur.
On a vu précédemment que dès que la surface du mur dépassait de quelques degrés la température ambiante, les kilowatts de chaleur s'envolaient à tous vents, par convection et rayonnement thermique. Il n'y a donc que le mur de la maison qui peut, par mauvaise conductivité, résister à la pression thermique, comme le barrage hydraulique résiste à la pression de l'eau.
Les pertes par rayonnement thermique sont en parallèles, c'est à dire simultanées, aux pertes par convection, et sont donc négligeables par rapport à ces dernières, d'autant plus que dans la journée, le flux s'inverse : une pierre au soleil semble chaude, alors que la nuit elle semble froide bien que dans les deux cas elle soit à la température ambiante, ou très voisine.
La conductance de la convection, avec un vent moyen, est de 8740/220=40 W/m2.°C, soit une résistance thermique de R=1/G=0.025 °C.m2/W, qu'il sera légitime de négliger dans les calculs.
Si on veut limiter les pertes d'une maison de 120 m2 à, par exemple, 4 kW par -7°C extérieur et 20° intérieur il faut un coefficient volumique inférieur à : 4000/27/300 = 0.49 W/m3/°C, ce qui donne un coefficient surfacique moyen de 4000/27/350 = 0.42 W/m2/°C.
L'isolation d'un pavillon c'est l'élimination des pertes thermiques pour obtenir du confort à un prix raisonnable.
Pour que le mur soit thermiquement résistant, il faut qu'il soit construit en matériaux légers, mais alors il ne sera pas mécaniquement résistant.
Il faut alors construire deux murs: un résistant mécaniquement et un résistant thermiquement. Il existe des matériaux compromis, étant à la fois résistant mécaniquement et thermiquement, mais moitié/moitié, et il faut doubler l'épaisseur. De plus ils sont souvent délicats à mettre en oeuvre: on a rien gagné financièrement, et il restera toujours le problème des ponts thermiques et du confort thermique dont nous allons parler, car ces types de murs ne peuvent pas servir de radiateurs.
Un mur en parpaings de 20cm recouvert de 10cm de polystyrène a un coefficient de conductibilité surfacique de k=0,33, pour un mur en béton cellulaire de 40cm, k=0,50, pour des briques alvéolaires de 40cm, k=0,70, pour un sandwich bois-polystyrène-bois de 10cm, k=0,40.
Dans le cas général, actuellement, on construit deux murs, ou presque.
Où mettre le mur isolant ? À l'intérieur du mur en maçonnerie ou à l'extérieur? Actuellement, il est généralement mis à l'intérieur. Mais alors ce n'est plus un mur, c'est une juxtaposition de panneaux d'isolation, séparés par les chapes porteuses et par les murs de refend, c'est-à-dire séparés par les ponts thermiques.
Reprenons nos analogies hydrauliques.
Regardons couler une paisible rivière. Le courant est uniforme, laminaire, les brindilles et les feuilles mortes (nous sommes dans un cas théorique sans bouteilles en plastique et papiers gras) défilent régulièrement. Un peu plus loin, quelques rochers limitent la section du lit de la rivière. On s'aperçoit que, à un à deux mètres des rochers, les objets flottants accélèrent pour se précipiter dans les filets de courants qui s'engouffrent entre les rochers.
La section étant réduite, pour maintenir le débit de la rivière constant, le courant, c'est-à-dire la vitesse des particules d'eau, a augmenté: D = V×S = constant.
Tout comme le barrage hydraulique doit résister à la pression de l'eau, le mur de la maison doit résister à la pression thermique. Dès qu'il y a une brèche, l'eau dans un cas, le flux d'énergie thermique dans l'autre, se précipitent avec vitesse et force à travers la brèche. Mettez votre main devant un tuyau d'arrosage. Bien sûr la force du flux thermique vous ne la sentez pas, c'est la chaudière qui le sent.
Les volumes chauds de la chape sont en communs avec les volumes froids, il y a donc transfert direct d'énergie d'où le "nom de pont thermique", on pourrait tout aussi bien appeler cela "brèche thermique".
Ainsi que le montre le croquis ci-contre, les lignes de fuite des calories prélèvent l'énergie thermique au niveau du sol et du plafond de l'habitation et dispersent cette énergie dans le mur qui joue le rôle d'un radiateur, comme les radiateurs qui sont collés sur les microprocesseurs et autres composants de puissance, complétés la plupart du temps par un ventilateur, qui dans le cas du mur sera très efficacement remplacé par le vent.
Le goulot d'étranglement, ou tuyère d'éjection, est la partie de la dalle qui se trouve dans l'épaisseur de l'isolant du mur.
On fera les calculs pour une tranche de mur de L=1 mètre, avec pour conductivité du béton λ=1, e=10 cm d'isolation et h=15 cm d'épaisseur de dalle, 20 cm de distance de dispersion sur 50 cm de hauteur, 50 cm de zone de captage, 30°C entre l'intérieur et l'extérieur, cela donne
conductivité de la zone de dispersion = 1×0,50/2/0,20 =1,25
conductivité du goulot = 1×0,15/0,10 =1.5
conductivité de la zone de captage = 1×0,50/0,25 =2
résistance totale = 1/1,25+1/1,5+1/2 = 1,97,
Ce cas particulièrement néfaste n'est pas utopique : parfois il n'y a même pas d'isolation sous la dalle sur terre-plein. De plus on a pas tenu compte des murs de refend s'il y en a , et on a pas tenu compte du vent quand il y en a.
Et si un balcon prolonge la dalle, imaginez le radiateur que cela représente , c'est la langue du chien qui pend hors de sa gueule pour évacuer les calories que son pelage ne lui permet pas d'évacuer.
Des courbes éditées dans la" Revue technique du bâtiment" N° 92 d'octobre 82 montrent que le coefficient d'isolation par l'intérieur est deux fois plus mauvais que le coefficient d'isolation par l'extérieur, à épaisseur d'isolant égal. L'article de cette revue présente des arguments tellement convaincants en faveur de l'isolation par l'extérieur qu'il est incompréhensible qu'on puisse encore construire des pavillons isolés par l'intérieur! C'est la lecture de cette revue qui m'a incité à construire le pavillon qui sert d'exemple dans mon article.
Heureusement, les normes récentes de construction des pavillons sont plus strictes au niveau de l'isolation. Nous allons analyser ce qu'il en est.
Le schéma ci-contre montre que la dalle du plancher bas, qui est normalement isolée du sol soit par une épaisseur d'isolant, soit par un vide sanitaire clos (n'oublions pas que l'air est le meilleur isolant après le vide, à condition d'être immobile), supporte une chape coulée sur une épaisseur de 4 à 5 cm d'isolant, dite chape flottante.
Le sol de l'habitation n'est donc plus en contact direct avec le pont thermique de la dalle de plancher. Mais la surface est grande. Supposons que la maison fasse une surface S=100 m2, cela donne une conductivité de
G = 0,04/e×S = 0,04/0,04×100 = 100 Watt/°C, soit une perte de 3 kWatt pour un froid de -7°C, uniquement par le sol, si la dalle n'était pas isolée.
Mais le schéma montre que seules quelques lignes de fuite sont attirées par le pont thermique, les autres vont vers le sol où elles rencontrent l'isolation de la dalle.
Appelons "zone de captage" cette bande du sol qui longe les murs extérieurs et appelons 2x sa largeur, x étant alors la distance du baricentre thermique à l'entrée du pont thermique. On pose les calculs en considérant toujours une largeur de 1 mètre de mur.
La conductivité de la bande de captage est : Gc = 0,04/0,04×1×2×x = 2x soit Rc = 1/2x
La conductivité du pont thermique est : Gth = 1/(x+0,1)×1×h = 0,15/(x+0,1) soit Rpth = (x+0,1)/0,15
La conductivité de la zone de dispersion est Gd = 1/0,2×0,50/2 = 1,25 soit Rp = 0,8
d'où Rtt = Rc + Rpth + Rp = 1/2x + (x+0,1)/0,15 + 0,8 = [1,5 + 2x(10x+1)]/3x + 0,8
Rtt = (20×x2+2×x+1,5)/3x + 0,8
En vertu du principe de Fermat-Maupertuis, cherchons le point d'enthalpie maximum, c'est à dire de conductivité maximum, en cherchant le zéro de la dérivée de Rtt :
R' = [3x(40x+2)-3(20x2+2x+1,5)]9x2 = (60x2-4,5)/9x2
R' = 0 donne x2 = 1/13,33 et x = 0,27 , soit une bande de captage de 54 cm.et Rtt = (1,5 + 0,54 + 1,5)/0,81 + 0,8 = 5,17 et G = 0,193 ≈0,2 soit Qpth = 0,2×30 = 6 Watt par mètre linéaire de mur.
Le pont thermique du plancher est divisé par 2,5, on est passé de 15 W à 6 W, mais il reste en général le pont thermique du plafond ce qui fait encore 23,5 W de pont thermique par rapport aux 25 W des 2,5 mètres de mur isolé. On reste sur les courbes du CSTB de 1982 qui montre que l'isolation par l'intérieur est deux fois moins efficace que l'isolation par l'extérieur.
Alors certains pavillonneurs, dans le louable but d'améliorer la situation vont neutraliser en partie, de la même manière, le pont thermique du plafond en collant sur toute sa surface une épaisseur de placo alvéolaire.
Mais alors adieu l'effet de voûte, adieu le confort de l'homme des cavernes!
Sans oublier les murs de refend, les murs du garage! Les murs mitoyens du garage sont-ils isolés, le plafond quand il y a une chambre au-dessus, le mur de pignon, les débarras: partout des petits murs soient inutilement recouverts d'isolation, soient malheureusement pas isolés? Il est impossible d'éliminer les ponts thermiques de tous les recoins d'un pavillon isolé par l'intérieur. Pour s'en convaincre, il suffit d'aller sur le site du CSTB consulter la liste non exhaustive des ponts thermiques.
Pourquoi isoler par l'extérieur? Parce qu'on ne peut pas isoler par l'intérieur.
Nous avons conscience que la chaleur va des corps chauds vers les corps froids, que les corps chauds perdent de la chaleur et que les corps froids l'absorbent. Il en est de même de notre corps qui a besoin de perdre de la chaleur puisqu'il en crée constamment par son fonctionnement biologique et son activité physique. S'il ne peut pas perdre cette chaleur on a trop chaud, dans un premier temps on transpire car l'évaporation absorbe de la chaleur, ensuite cela peut devenir grave, au delà de 42°C c'est la dégradation du cerveau et des principaux organes, puis la mort. Si on en perd de trop on a froid, on se couvre pour mieux s'isoler et si on ne peut pas conserver un minimum vital de chaleur c'est également la mort qui nous guette. Par exemple, un homme tombé à la mer ne peut pas survivre plus de quelques minutes dans de l'eau au dessous de 14 °C, l'eau étant un bon conducteur de la chaleur (15 fois plus que le polystyrène) lui absorbe toute son énergie, le corps se refroidit et les réactions chimiques des cellules se bloquent.
On échange notre chaleur avec l'environnement essentiellement par convection et rayonnement, parfois dans certaines régions de notre planète les habitants se couchent sur des sols en marbre ou carrelage pour se rafraîchir par conduction. Certains animaux, les chiens par exemple pratiquent ainsi.
Lorsque notre corps arrive à dissiper exactement la chaleur qu'il produit, on est bien.
Si notre corps, qui, dans des conditions tranquilles d'activité, est à une température superficielle d'environ 34°C, se trouve, légèrement vêtu, dans un local dont les parois sont à 19 ou 20°C, et l'air calme à 20 ou 21°C , on est bien. Un homme nu, en inactivité, est en bon équilibre avec un environnement à 28°C
Notre corps échange la chaleur avec les parois par rayonnement, et avec l'air bien évidemment par convection. Si les parois sont plus fraîches et l'air plus chaud, on a une sensation de frisson, on se sent fiévreux, si c'est le contraire on trouve qu'il fait chaud mais que le fond de l'air est agréable. Dans le cas d'installations réversibles (nous y reviendrons plus loin) les spécialistes de la climatisation préfèrent installer des convecteurs d'air frais en hauteur plutôt que de rafraîchir par les tuyaux qui sont dans le sol, car l'air frais est plus agréable qu'un sol froid.
On en revient à notre plafond et à notre caverne. L'air chauffé par les radiateurs, on en voit les traces le long des murs, monte au plafond et chauffe le plafond. Si celui-ci est en béton il va absorber la chaleur de convection à 30/35°C , voire plus, et la restituer sous forme de rayonnement infrarouge très basse fréquence, une chaleur agréable venant du ciel (voir la publicité sur les radiateurs électriques "radiants", les systèmes de chauffage par plafond radiant). Si le plafond est recouvert de carton, l'air chaud va stagner en haut jusqu'à ce que l'épaisseur soit suffisante pour descendre jusqu'à la hauteur de notre visage et nous chauffer les joues, tout en ayant froid aux pieds.
Les normes de la Commission du Chauffage et de la Ventilation disent qu'on doit mesurer les températures de confort à 60 cm du sol, c'est certainement pour cela qu'on met les thermostats d'ambiance à 1,40 mètre du sol!!!
Pour se sentir bien, ne pas avoir la fièvre au visage et froid aux pieds, pouvoir dissiper sa propre chaleur vers des parois absorbantes, il faut des parois conductrices, stables en température, donc ayant de l'inertie thermique, donc des parois lourdes, des parois non recouvertes d'une épaisse couche de matière légère et non conductrice de la chaleur. Les matériaux lourds sont à la fois bons conducteurs et bons absorbeurs de la chaleur. La chaleur emmagasinée et ensuite restituée à l'air par convection. Il faut donc éviter d'isoler les murs par l'intérieur.
C'est le four à pain, le four à pizzas, la grotte de l'homme des cavernes, les maisons troglodytes, les énormes poêles en céramique de l'Europe Central, toute cette expérience ancestrale qu'on remplace par du fuel, du fuel pour chauffer, du fuel pour rafraîchir.
Le culte du progrès ne doit pas exclure l'expérience de nos ancêtres.
En définitif, le chauffage ne doit pas nous envoyer de la chaleur, il doit nous éviter d'en perdre de trop pour éviter la sensation de froid qui provient du fait que le corps n'arrive pas à fournir suffisamment de chaleur. La preuve, il suffit de faire des mouvements pour se réchauffer. C'est la température des parois qui limite les pertes par rayonnement et apporte le confort thermique. L'air chaud est sec, plus les radiateurs sont chauds, plus l'air est sec. Plus l'air est sec, plus il est mauvais conducteur. Cela entrave l'élimination de notre propre chaleur, d'où une sensation de fièvre et de joues brûlantes, puisque c'est par le visage, non couvert, que nous évacuons la majeur partie de notre chaleur. De plus, lorsqu'on respire de l'air sec, il absorbe plus d'eau dans les poumons et il nous déshydrate ce qui augmente encore l'inconfort. On perd environ un litre d'eau par jour rien que par l'haleine, dans un environnement tempéré bien sûr.
On retrouve un problème analogue avec les murs en matériaux compromis cités plus haut. Ils sont, par leur fonction d'isolant, mauvais conducteur de la chaleur et donc sec comme l'isolation intérieure. Ils créent, comme l'air chaud, un inconfort par déshydratation, et comme l'isolation par l'intérieur un inconfort par manque d'absorption de notre énergie rayonnée.
L'air chaud chauffe accessoirement les parois si elles ne sont pas recouvertes d'isolant, c'est ce qu'on appelle le chauffage par convection, sinon il ne chauffe rien, puisqu'il n'y a rien à chauffer sinon les meubles. Il y a 50 ans on faisait des installations de chauffage par air chaud avec d'énormes gaines qui débouchaient par de longues grilles au pied des fenêtres. A l'époque il n'y avait pas d'isolant sur les murs.
Elles ont été vite rejetées car inconfortables. Les installations de chauffage central à eau sont plus confortables grâce à la présence des radiateurs, en fonte si possible. On retrouve la présence d'inertie thermique. Les radiateurs électriques à inertie sont un peu moins inconfortables que les radiateurs électriques en tôle.
En conclusion la chaleur "froide" chauffe mieux, c'est à dire est plus confortable, que la chaleur "chaude". Des parois à 20°C chauffe mieux que de l'air à 45°C.
Le confort thermique, c'est de l'air moyennement humide à une température de 2 à 3 degrés au dessus de celle des parois. C'est ce que l'on obtient avec l'isolation par l'extérieur et le chauffage que nous allons décrire plus loin.
Les fenêtres sont le principal dissipateur de chaleur, d'une part par la bonne conductivité du verre, d'autre part par les fuites d'air tout au tour du châssis. Si vous avez quelque part des vieilles fenêtres, il suffit de passer sa main tout autour, particulièrement s'il y a du vent.
La conductivité d'une vitre de 4 mm d'épaisseur est de 1/0,004=250. C'est à dire que 1 m2 de vitre dissipe autant de chaleur que 125 m2 de mur en parpaings de 20cm, sans isolation. Cette vitre ne protège que des courants d'air, du vent. C'est pour cela que dans les pays nordique depuis plus d'un siècle on a inventé la double fenêtre.
Il nous a fallu tout ce temps pour inventer le double vitrage. Il est vrai que le charbon n'était pas cher et que les mines étaient la force de la nation.
L'idée de la double fenêtre, c'est d'enfermer de l'air puisque nous avons déjà dit que le meilleur isolant après le vide c'est l'air calme et sec. On a remplacé la double fenêtre, c'est cher et encombrant, par un double vitrage qui enferme un gaz sec. Pourquoi ne pas y faire le vide? Le pouvoir d'isolation serait encore meilleur! Parce que sous l'effet de la pression atmosphérique les deux vitres imploseraient l'une contre l'autre (C'est le même problème pour les écrans cathodiques). C'est l'espace entre les deux vitres qui donne la qualité d'isolation d'un double vitrage.
Par exemple avec e=8mm on obtient la conductivité g=λair/e=0,025/0,008=8,33, si on prend e=16 cela donne g=1,56.
C'est le miracle on est passé de 250 à 1.56. La preuve, jadis sur les fenêtres à simple vitrage il y avait souvent de la buée. Maintenant, avec les doubles vitrages vous ne voyez plus de buée, ou très rarement. Pourquoi? C'est le principe de la paroi froide: lorsque l'air chaud et humide de la soupe qui boue s'approche d'une surface froide, il se refroidit et la vapeur qu'il contient se condense en fines gouttelettes d'eau, car la température de l'air est passée en dessous de son point de rosée.
Si on remplace l'air (ou l'azote) du double vitrage par de l'argon, gaz rare qui se trouve dans l'atmosphère, qui a l'avantage d'avoir un λ plus petit, mais un prix de mise en oeuvre plus grand, on obtient g=0,020/0,016=1,25.
Mais attention, un mur de parpaings de 20cm recouvert de 10cm de polystyrène a une conductivité de 0,33, et 1 m2 de cet excellent double vitrage a même déperdition que 4 m2 de mur isolé. C'est à dire que si vous avez de grandes baies vitrées qui couvrent les 3/4 de votre façade, ce n'est plus la peine d'isoler vos murs!!
C'est agréable d'avoir de grandes baies vitrées avec vue panoramique sur le paysage, cela coûte quelques calories en hiver. Mais en été, le soleil pénètre et chauffe le carrelage ou le marbre, la terrasse réfléchit les rayons infrarouges vers le plafond et votre séjour devient un four. Il ne vous reste plus qu'à aller vous installer sous l'ombre bienfaitrice de quelques grands arbres. Si vous avez la chance de pouvoir vous approcher d'une rivière vous sentirez sa fraîcheur, car l'eau, représente une paroi fraîche et bonne conductrice de la chaleur qui absorbe votre énergie rayonnée, de plus, comme il y a de l'évaporation, l'air est plus humide est donc meilleur conducteur et absorbe plus facilement votre chaleur, et enfin l'évaporation absorbe de l'énergie et donc crée de la fraîcheur: c'est pour cela qu'on transpire quand on a trop chaud.
La nuit la chaleur accumulée se répend dans la maison et il fait chaud partout.
Si on supprime les grandes fenêtres, quand il fait gris, il fait sombre dans les pièces. Il n'y a pas de solution idéale. Stores roulants pour l'été, verrières pour l'hiver, pas de terrasse sur la façade sud, surtout dans les régions chaudes.
La deuxième cause de déperdition des fenêtres est la fuite d'air entre le châssis fixe et les battants mobiles, fuite qui dépend aussi de la pression du vent. Les fenêtres modernes sont très étudiées, avec des joints d'étanchéités, des rainures d'amortissement et d'emprisonnement de l'air pour isoler suivant le principe de la marine: briser, expanser, étancher. On brise la force de l'eau ou du vent, on laisse un volume pour faire décroître la pression et ensuite un joint qui ne subit pas de mouvement dû à la présence du fluide assure l'étanchéité.
Les fenêtres avaient aussi pour rôle d'assurer le renouvellement de l'air dans les pièces pour la respiration, pour extraire l'humidité de la cuisine et de la respiration, les fentes sous les portes allant vers l'extérieur apportaient l'air pour le poêle ou la cheminée.
Maintenant que les portes et fenêtres sont parfaitement étanches, on vous dit qu'il faut ajouter des fentes dans le châssis, ou dans les battants, pour assurer ce renouvellement d'air, de l'air froid puisqu'il vient directement de l'extérieur. Alors d'un côté on vous vend des fenêtres étanches pour faire des économies d'énergie et d'un autre on vous les rend non étanches en y ajoutant de larges fentes de ventilation.
C'est contradictoire!!
La solution pour éviter ces courants d'air froid et économiser cette perte d'énergie, car l'air froid qui entre chasse quelque part de l'air chaud qui sort, il faut supprimer toutes ces fentes et les remplacer par une ventilation mécanique double flux.
Cette installation consiste à aspirer l'air chaud des pièces techniques, cuisine, WCs, salles de bains et à le rejeter à l'extérieur après être passé à travers un échangeur de chaleur dans lequel on fait passer en sens inverse de l'air neuf et froid aspiré de l'extérieur. Cet air une fois réchauffé dans l'échangeur est insufflé dans les pièces de confort, séjour et chambres.
On récupère ainsi 60% de l'énergie de l'air extrait, ce qui veut dire que, comme l'air extrait est aux environs de 25°C, s'il fait 0°C à l'extérieur l'air qui est insufflé est à 15°C, au lieu d'être à 0°C lorsqu'il entre par les fentes des fenêtres.
Ce renouvellement permanent, régulier, de l'air, permet également, en extrayant l'air chaud qui est également humide puisqu'il contient toute la vapeur d'eau produite dans la maison, de maintenir la maison à un état hygrométrique voisin de celui de l'air extérieur et d'éviter ainsi le dépôt d'humidité dans la maison et en particulier au niveau des ponts thermiques.
En effet au niveau des ponts thermiques, le mur froid est en contact avec l'air chaud et humide de la maison. Cet air se refroidissant, la vapeur d'eau qu'il contient va se déposer sous forme de micros gouttelettes comme la rosée du matin, le brouillard ou la pluie dans les nuages. Le mur devenant humide sera encore plus conducteur, car l'eau est un bon conducteur de la chaleur, et l'effet de pont thermique s'en trouvera accentué, ce qui accentuera la condensation et ainsi de suite. D'où la tapisserie qui se décolle, les tâches d'humidité, voire de l'eau qui suinte au pied du mur.
La maison devenant plus humide devient plus difficile à chauffer. On sait que lorsque l'air est humide on sent plus le froid, c'est que l'air humide étant plus conducteur il vous prend plus de chaleur d'où la sensation de froid.
Et attention, lorsque le gel tombe sur des murs imbibés d'eau, l'eau se transforme en minis glaçons et, comme la bouteille remplie d'eau se casse du fait de l'augmentation de volume significatif de la glace, le mur se fissure. C'est le même phénomène que les rochers qui tombent sur les routes sans crier gare.
Avec l'isolation par l'extérieur, les murs sont bien emballés, bien au chaud, pas de ponts thermiques, pas de condensation, pas d'augmentation des pertes de chaleur, pas de gel, pas de fissures.
Un mot pour les volets: s'ils sont relativement étanches ils créent un volume d'air immobile qui assure une isolation complémentaire entre la fenêtre et l'extérieur, diminuant les pertes par convection des vitres, surtout lorsqu'il y a du vent. On arrive à gagner un degré.
L'air qui nous permet de vivre est un mélange de matières invisibles et impalpables, qu'on appelle des gaz. Cet air, qui constitue ce qu'on appelle notre atmosphère, à néanmoins un poids qui pèse sur chaque centimètre carré de ce qui nous entoure avec une force d'environ un kilogramme et qu'on appelle pression atmosphérique. C'est le poids de tout l'air qu'il y a depuis là où on est jusqu'aux satellites qui tournent là haut dans le ciel. Dans ce mélange, il y a un cinquième d'oxygène, s'il était tout seul, l'atmosphère serait cinq fois moins lourde, on dit qu'il a une pression partielle de 1/5ème d'atmosphère soit environ 0,2 kg.
C'est lui qui assure les combustions qui libèrent l'énergie thermique: la chaleur. Il y a les combustions lentes, celles qui se produisent dans les cellules vivantes, animales et végétales, n'oublions pas que l'homme est un animal, et partout autour de nous: la rouille, le "vert-de-gris", l'argenterie, les étains, les peintures qui perdent leur éclat.
Il y a les combustions vivent qui brûlent les matières fossiles: fuel, gaz, charbon, bois, qui ne sont en fait que des résidus concentrés de cellules vivantes.
Les autres 4/5 de l'atmosphère sont constitués essentiellement d'azote qui est un gaz relativement neutre. Il y a également les résidus de la combustion: oxyde de carbone et gaz carbonique qui est le coupable de l'effet de serre. Il y a des gaz peu abondants mais bien utiles, qu'on appelle gaz rares: hélium, néon, argon, krypton..., plus tous les déchets gazeux de nos activités qui constituent la pollution.
Et enfin il y a la vapeur d'eau. Attention la vapeur d'eau est invisible: la fumée blanche des centrales nucléaires, la brume, le brouillard, les nuages, ce que vous voyez au dessus de votre casserole d'eau bouillante, ce n'est pas de la vapeur d'eau, ce sont de très petites gouttes d'eau en suspension dans de l'air chaud, voire de la vapeur, qui proviennent de la vapeur d'eau qui s'est échappée de l'eau chaude et qui s"est déjà recondensée en eau.
La quantité, le poids, de vapeur d'eau qu'il peut y avoir dans de l'air, c'est à dire sa pression partielle, est très variable et en plus dépend de la température de l'air.
A une température donnée, mettons 20°C, l'air peu contenir jusqu'à un certain maximum de vapeur d'eau, après, le supplément de vapeur d'eau se retransforme, se condense, aussitôt en eau, en toutes petites gouttes d'eau, visibles elles. Cette pression partielle maximum que peut atteindre la vapeur d'eau sans se condenser s'appelle la pression partielle de saturation. On dira que le degré hygrométrique de cet air est de 100%.
Cette pression partielle de saturation diminue quand la température de l'air diminue, et augmente quand la température augmente. Ainsi, si cette air à 20°C saturé, s'échauffe en passant à travers un radiateur à 45°C, il ne sera plus saturé sans que la quantité de vapeur d'eau qu'il contient ait changé. Son degré hygrométrique sera par exemple descendu à 50%, cela veut dire qu'il peut contenir deux fois plus de vapeur d'eau avant d'être saturé, cela veut dire qu'il est devenu sec et peut de nouveau absorber de l'eau, cela veut dire aussi qu'il est devenu moins conducteur de la chaleur. Le degré hygrométrique de l'air est le rapport entre la quantité de vapeur d'eau qu'il contient et la quantité de saturation.
60% est le degré hygrométrique de confort qui donne à l'air une conductivité convenable pour absorber suffisamment de calorie et pas de trop, car la conductibilité de l'air dépend de la quantité d'eau qu'il contient, c'est en fait l'eau qui absorbe les calories. Au delà de 60% l'air est trop humide, il refroidit de trop, en deçà il est trop sec pas assez conducteur.
Prenons maintenant de l'air de la cuisine à 25°C et 80% d'humidité et refroidissons le par exemple en passant à travers l'échangeur de la VMC, à une certaine température, admettons 18°C, il va atteindre son point de saturation et une partie de la vapeur d'eau va se condenser. On appelle ce point: le point de rosée, comme les gouttes de rosée. Si maintenant cet air n'était qu'à 60% d'humidité, le point de rosée sera-t-il le même? Non, car comme il ne contient pas la même quantité de vapeur d'eau la température de saturation sera plus basse.
Si la température est en dessous de 0°C, voire très négative, la pression de saturation est très faible, l'air est très sec, c'est ce qui se passe en haute montagne.
Si de l'air approche d'une paroi froide, localement il va refroidir et atteindre son point de rosée, et de la vapeur va se condenser sur la paroi et former des gouttes d'eau. Mais de ce fait la quantité de vapeur de l'air de la pièce va diminuer et l'air va devenir plus sec. C'est ce qu'on appelle le principe de la paroi froide: le degré hygrométrique d'une pièce est déterminé par le point de rosée de la paroi la plus froide. C'est le rapport entre la pression de saturation à la température de la paroi froide et la pression de saturation à la température de l'air ambiant.
De plus la condensation cède de l'énergie qui est absorbée par la paroi, et se perd à l'extérieur, que la paroi soit une vitre ou un pont thermique.
Le phénomène inverse, la vaporisation absorbe de l'énergie, c'est pour cela qu'il faut chauffer l'eau pour produire de la vapeur, par exemple pour faire tourner les turbines qui produisent l'électricité que ce soit dans les centrales dites thermiques ou nucléaires qui sont aussi thermiques
D'une manière résumée et générale:l'air transporte l'eau, et l'eau transporte les calories. L'eau en se vaporisant absorbe des calories, en se condensant elle les restitue, c'est un cycle caloriporteur.
L'homme n'a rien inventé, la nature fait cela depuis des milliards d'années. La chrysalide ou cocon du ver à soie et autres chenilles de papillon en est le plus bel exemple. La marmotte qui s'enterre tout l'hiver alors que dehors il fait moins 25°C: il faut dire que la neige isole aussi bien que le polystyrène et que la marmotte est isolée par l'extérieur par plusieurs mètres de neige. Et tous les autres petits mammifères qui vivent au fond d'un terrier autant pour se protéger des prédateurs que pour garder leur nichée au chaud.
Mentionnons également les chalets de haute montagne. Les montagnards y vivaient enfermés avec leur troupeau qui leur servait de chauffage basse température, et ils étaient isolés par l'extérieur par une couche de deux mètres de neige sous laquelle les chalets étaient complètement ensevelis. Signalons aussi les fermettes de nos campagnes, exposées plein sud, isolées est et ouest par les étables et les écuries, au nord par l'appentis à bois et à fagots, avec un plafond en torchis de paille (excellent isolant) et un grenier à foin et à céréales.
Il reste la semelle des fondations, elle est à au moins 80cm de profondeur, il ne géle jamais, il n'y a pas de vent et si on veut être perfectionniste jusqu'au bout des ongles on peut couler les semelles sur 4 à 5cm de styrodur ou autre matériau isolant compact qui supporte largement les mêmes pressions au cm2 que la terre du sous-sol.
Il reste aussi les fenêtres ou plus exactement les seuils des fenêtres et surtout des portes-fenêtres et des portes. Si on ne prend pas garde on aura de magnifiques ponts thermiques, néanmoins localisés aux ouvertures et non sur toute la périphérie de l'immeuble au droit de chaque dalle.
C'est le seul point délicat de la construction. Nous allons y revenir.
Voyons les murs, ils sont au chaud, ils sont donc secs et moins conducteurs de la chaleur que lorsqu'ils sont humides. Ils rayonnent la chaleur qu'on leur apporte. En été ils ne sont pas au soleil donc conservent la fraîcheur de la nuit. La maison se comporte comme une grotte: tiède en hiver, fraîche en été. C'est la grotte de l'homme des cavernes, le terrier de la marmotte, le cocon du ver à soie.
Une chaleur douce se propage dans les murs qui rayonnent dans toutes les directions ce qui apporte un confort thermique inégalé.
Les ponts thermiques sont devenus nos alliés: ils conduisent la chaleur de la dalle vers les murs. On ne peut pas trouver meilleurs radiateurs: grands, basse température, conducteurs, grande inertie. C'est pour cela qu'il ne faut pas trop isoler la chape de chauffage par rapport à la dalle porteuse, mais qu'il faut bien isoler la dalle porteuse par rapport à l'extérieur. Le fait d'inverser le procédé, inverse toutes les relations et doit inverser les mentalités et les a-prioris.
Rien que par la suppression des ponts thermiques comme nous l'avons précédemment démontré, et comme le montrent les courbes du CSTB, le coefficient d'isolation est deux fois meilleur que pour une isolation par l'intérieur. En isolant sérieusement les chapes et en isolant les seuils on multiplie, comme nous le verrons plus loin, le coefficient par trois, ce qui permet avec une bonne marge de sécurité, de diviser la puissance de l'installation de chauffage par deux, donc de diminuer significativement son prix.
Le fait que la maison soit particulièrement peu gourmande en énergie de chauffage permet également de profiter pleinement des apports extérieurs, par exemple en hiver quand il fait soleil. Celui-ci chauffe le carrelage qui propage ensuite cette chaleur dans la maison, par la chape et par l'eau qui circule dans le circuit de chauffage. Les bonnes journées on peut récupérer jusqu'à environ 1 kWh par m2, avec 5 m2 de fenêtres bien exposées cela suffit pour chauffer la maison.
Une chaleur qu'on oublie souvent de mentionner est celle des êtres vivants. Une marmotte ou un lapin du Groenland n'a pas d'installation de chauffage dans son terrier. Vous avez certainement remarqué lorsqu'il y a un "pot" dans votre société qu'en entrant dans la salle de réunion, par temps frais, il fait frais. Au bout d'une demi-heure on ouvre les fenêtres et certains disent : l'alcool réchauffe. Ce n'est pas l'alcool qui réchauffe ce sont ceux qui le consomment. Chacun d'entre nous dissipons environ 2,5 kWh par jour pour une activité calme. Lorsqu'il fait frais aux environ de 12 °C, quatre personnes, plus un peu de cuisine et quelques ampoules alumées, suffisent à chauffer la maison. N'oublions pas que la VMC double flux (avec échangeur) participe aussi à la conservation de la chaleur.
Le four à pains, le four à pizzas, grâce à leur enveloppe massive conservent et répartissent la chaleur.
Les murs isolés par l'extérieur, grâce à leur inertie et à leur conductivité conservent et répartissent une chaleur douce et isotrope, en été ils maintiennent une fraîcheur confortable. C'est l'opposé de l'isolation intérieure qui n'a aucune inertie et aucune conductivité.
L'air étant chauffé à basse température par les murs, conserve son degré hygrométrique et donc sa conductivité, ce qui permet d'avoir un écart de température faible entre l'air et les murs et d'avoir un bon équilibre des échanges thermiques par rayonnement et par convection. Cet équilibre est à la base du confort thermique.
Il n'y a plus de ponts thermiques, ni apparents, ni cachés, la seul déperdition importante est due aux portes, portes-fenêtres et fenêtres.
Pour les portes, il existe de bonnes portes isothermes avec des joints périphériques, mais compte tenu de l'épaisseur on ne peut pas trouver de coefficient meilleur que 1,2 W/m2.°C, c'est à dire à peine meilleur qu'un bon double vitrage. Une bonne solution pratiquée dans les pays du nord, même dans le nord de la France, est de créer un sas d'entrée, qui permettait il y quelques dizaines d'années de poser les parapluies et d'accrocher les manteaux.
Pour les fenêtres, on l'a vu, on peut descendre jusqu'à 1,25. On ne peut donc jouer que sur les surfaces: mais il faut bien voir clair. A chacun midi à sa porte!
Le point important sur lequel on peut agir et gagner beaucoup, c'est le montage.
Dans le cas de l'isolation par l'extérieur il faut agrandir les tableaux de 5cm sur chaque côté et en haut pour prévoir une isolation de 5cm de la périphérie des tableaux. Les fenêtres seront donc montées en tunnel affleurant, et le polystyrène d'isolation viendra s'appliquer contre le châssis fixe des ouvertures. En mettant des cordons de joint bien adaptés, il n'y aura pas 1cm2 de mur en contact avec l'air extérieur, ni un filet d'air qui se faufilera dans la maison.
Les croquis ci-dessous essayent d'être aussi précis que possible.
Le dernier point critique, mais non le moindre, est le montage du seuil: il doit être préfabriqué et emballé dans un caisson en styrodur ou équivalent, la porte-fenêtre ou fenêtre, ou porte est posée dessus par l'intermédiaire d'un joint semi-dur, puis scellée en "bonne position". Les pattes de scellement sont scellées dans le mur directement, au plus court, comme cela se pratiquait avant l'avènement de la technique peu justifiée de l'isolation par l'intérieur.
Un mot c'est pas vrai, car c'est un problème.
Le plus simple c'est de le construire à côté, contre la maison, mais séparé de celle-ci sur toute la surface commune par 10cm de polystyrène, c'est à dire assurer la continuité de l'isolation sans faille. Je donne ci contre une réalisation possible (c'est celle que je pratique). Cela donne une possibilité de créer un sas d'entrée.
Si on veut incruster le garage dans la maison, il faut l'inclure dans l'isolation mais avec une porte de garage le plus étanche et isotherme que possible. Cela sera le confort du bricoleur. Il sera bon de prévoir aussi une porte isotherme entre le garage et la maison, éventuellement d'isoler le mur mitoyen avec la maison et le plafond s'il y a une chambre au dessus.
Dans d'autres cas, il faudra étudier de près les ponts thermiques, et il y en aura!
Le garage en sous-sol ne poserait pas trop de problèmes s'il n'y avait pas d'escalier. Il faut considérer le garage comme extérieur à la maison et isoler le plafond et les murs comme les murs extérieurs de la maison, mettre un escalier en bois et une porte isotherme en haut. S'il est en maçonnerie, il faut l'emballer dans une boite et mettre une porte isotherme en bas. Si l'escalier est dans une partie de la cave séparée du garage, il n'y a rien à ajouter, il suffit que le garage soit bien isolé "intérieurement", c'est un comble, du reste de la cave, les murs extérieurs étant isolés sur environ un mètre de profondeur.
Nota: si vous avez un sous-sol enterré et fermé, il suffit d'isolé les fondations sur 1 mètre de profondeur comme pour une maison sans sous-sol. Cela fera un excellent sas d'isolation. Il faudra quand même prévoir une légère aération.
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C'est comme pour le garage, il y a une solution rigoureuse, après c'est du bricolage au cas par cas. Si vous avez un toit quatre pentes, la bonne solution c'est de faire un caisson dans la partie central, comme indiqué sur le croquis ci-contre, avec des velux évidemment. N'oubliez pas qu'en été il vaut mieux que l'air puisse circuler entre le caisson et le toit. Si vous avez des murs de pignon c'est moins élégant. Il faut isoler les murs de pignon des deux côtés, pour la partie intérieure seulement sur les surfaces non incluses dans les locaux aménagés. Ils serait souhaitable d'isoler aussi la tranche des murs. Cela semble tordu, mais les ponts thermiques le sont aussi. |
Si vous installez une cheminée il vaut mieux l'installer contre un mur de refend pour bénéficier de son accumulation et de l'étalement de la chaleur grâce à sa conductivité. Si vous la montez contre un mur périphérique vous allez perdre de l'énergie, car un mur, bien que isolé, perd trois fois plus d'énergie à 70°C qu'à 20°C, et il fait 70°C et voire plus dans une hotte, quand la cheminée est allumée.
Si de l'autre côté du mur il y a une salle de bain, c'est parfait. Si c'est une chambre, il risque de faire trop chaud, avec de l'air trop sec. Vous risquez de mal dormir. S'il n'y a pas d'autre solution, il vaut encore mieux la mettre sur un mur périphérique, surtout si on ne s'en sert que pour Noël.
Le chauffe-eau, si c'est un ballon électrique, il faut le mettre dans la salle de bain. Il perd toujours un peu de chaleur, il suffit de passer sa main autour du bulbe, et cela adoucit la salle de bain. Cela peut éviter en demi-saison de faire fonctionner le chauffage. En plus l'eau chaude arrive plus vite et vous perdez moins d'eau. Souvent la cuisine est à l'autre bout, tant pis, il vaut mieux mettre le chauffe-eau dans la salle de bain. Energie pas perdu, énergie pas payée.
Nous allons déterminer les pertes d'une maison de 15,40×8,40 = 129,36 m2 de surface de sol intra-muros,
de (15,80+8,80)×2 = 49,20m de périmètre,
de 2,60m de hauteur de plafond, soit 127,92m2 de surface latérale,
dans une région où la moyenne des extrêmes de température basse est de -7°C, avec une température intérieure de 20 °C.
La surface des ouvertures est de
6×2,15×1,40+2,15×1,20+2,15×0,80+1,25×1,00+0,95×0,60 = 24,15m2.
D'où, surface des murs
127,92-24,15 = 103,77m2.
Le coefficient d'isolation donné par les courbes du CSTB pour un mur avec baies pour 10cm d'isolation extérieure avec polystyrène est de 0,35 pour l'isolation plus 0,07 pour les ponts thermiques résiduels, ce qui donne un coefficient de 0,42.
Pour une isolation par l'intérieur, avec la même épaisseur de polystyrène les ponts thermiques sont évalués à 0,52, soit au total un coefficient de 0,87, plus du double!
Le polystyrène étant fixé par plots de colle ou sur rails plastiques, il y a environ 1,5cm d'espace d'air confiné qui augmente l'épaisseur d'isolation, d'où le coefficient 0,04/0,115=0,35 donné par le CSTB. Dans notre cas tous les ponts thermiques étant éliminés, les pertes par les seuils seront calculées séparément, nous pouvons prendre ce dernier coefficient comme base de calcul.
Le calcul des déperditions thermiques par les murs donne donc
103,77×27×0,35 = 980,63 Watt
Les déperditions thermiques par les ouvertures, avec un coefficient courant de 1,50, sont
24,15×27×1.5 = 978,07 Watt
On peut constater au passage que les pertes par les ouvertures sont quasi égales aux pertes par les murs.
Calcul des déperditions thermiques par les seuils:
Longueur des seuils
6×1,5+1,3+1+0,7 = 12 m
Largeur de seuil en vis à vis avec la dalle et le mur
0,17+0,13 = 0,30 m
Epaisseur moyenne des seuils:0,06 m
Coefficient de conductibilité du béton lourd :1,4 Watt/m;°C
Coefficient du styrodur :0,04 Watt/m.°C
Résistance thermique au m2: Rth = 0,06/1,4+0,03/0,04 = 0,79 °C.m2/W
Conductance: g = 1/Rth = 1,26 Watt/m2.°C
Surface: 12×0,30 = 3,60 m2
Température de la dalle: 25 °C, écart = Text-Tint = 25+7 = 32 °C
Déperditions thermiques des seuils
3,60×32×1,26 = 145,15 Watt
La conductivité est alors celle du béton d'où les pertes
3,60×32×1,4/0,06 = 2688 Watt
Soit, presque 20 fois plus! Nous verrons à la fin du calcul que cela représente les 2/3 des pertes de la maison pour seulement 12 mètres de seuils!
Périmètre moyen des fondations: (15,60+8,60)×2 = 48,40 m
Surface au sol des fondations: 48,40×0,20 = 9,68 m2
Coefficient de conductivité d'un mur de 0,20 m de hauteur: 2 Watt/m2.°C, soit pout 0,80de fondation:2/4 = 0,5
Température du sol à 0,80 m de profondeur: 4°C,
Température de la dalle : 25 °C, d'où un écart de 21°C
Déperditions thermiques de la semelle des fondations:
9,68×21×0,5 = 101,64 Watt
Par -7 extérieur et +4 à 80 cm de profondeur cela fait une température extérieure moyenne de 4+(-7-+4)/2 = 4-5,5 = -1,5°C;
Avec +25 dans la dalle et +4 à 80 cm de profondeur cela fait une température moyenne intérieure de 4+(25-4)2 = 14,5°C;
La surface latérale à prendre en compte est la surface de passage, c'est à dire l'épaisseur du mur donc 0,20cm, donc 49,20×0,2 = 9,84 m2;
Les déperditions thermiques latérales des fondations sont donc de :
9,84×0,04/0,1×(14,5-(-1,5)) = 62,98 W.
Pertes par le plafond isolé par deux couches croisées de laine de verre:Température du plafond: 23°C, écart 23+7 = 30°C
Pertes par le plafond:
129,36×30×0,04/0,40 = 388,08 Watt
La resistance thermique est donc: Rth = 0,17/0,04 + 0,6/0,8 = 5
d'où les pertes par le plancher
129,36×21×1/5 = 543,31 Watt
Il faut renouveler environ 25 m3 d'air par heure et par personne, pour une occupation de la maison par quatre personnes cela fait 100 m3 par heure.
La VMC a un rendement de 60%, la chaleur spécifique de l'air est de 0,3 kcal/m3.
Les pertes sont donc de :
0,3×30×0,4×100×1,16 = 417,60 Watt
Les pertes totales pour la maison par -7°C extérieur et + 20°C intérieur sont:
980,63+978,07+145,15+101,64+62,98+388,08+543,31+417,60 = 3617,46 Watt disons 3600 Watt
Le volume de la maison est:129,36×2,60 = 336,34 m3
Le coefficient volumique de déperditions est: G = 3617,46/(27×336,34) = 0,398 Watt/m3.°C, soit 0,40Watt/m3.°C
Par rapport aux pavillons traditionnels actuellement construits en isolation par l'intérieur on est trois fois meilleur.
Il y a une énergie renouvelable à l'infini et gratuite: c'est celle qu'on ne consomme pas.
La surface des parois extérieures de la maison est: 127,92+2×129,36 = 386,64 m2
Le coefficient de conductivité thermique surfacique moyen est donc: K = 3617,46/(27×386,64) = 0,347 Watt/m2.°C
Pour atteindre l'objectif annoncé, de diviser le coût du chauffage par dix, il manque un facteur de 3 et quelque chose. C'est le mode de chauffage qui va nous le donner. Il faut prendre un chauffage thermodynamique, un réfrigérateur, un congélateur, un climatiseur qui fonctionne en sens inverse: il prend les calories froides dehors, les transforme en calories chaudes par compression et les déverse dans vos tuyaux de chauffage. Avez vous déjà gonflé un vélos avec une pompe à main et n'avez vous pas lâché le bas de la pompe parce qu'il devenait brulant: c'est tout le mystère du chauffage thermodynamique, thermo parce que ça chauffe et dynamique parce que ça bouge.
Quand on comprime un gaz il s'échauffe, quand on le décompresse, on le détend, il se refroidit. Vous le constatez chaque fois que vous utilisez un aérosol, en particulier avec du déodorant sous les aisselles.
On le refroidit plus froid que la température extérieure, comme les calories vont toujours du corps chaud vers le corps froid il va prendre des calories à l'extérieur, à l'air, à l'eau, à la terre suivant le cas, ensuite on le compresse plus chaud que la température du sol de la maison, et il va céder des calories au sol. On aura donc finalement transféré de l'énergie thermique d'un extérieur froid vers un intérieur chaude, en augmentant la température des calories. C'est comme lorsqu'on augmente le niveau de l'eau avec une pompe, la quantité d'eau n'a pas changé, mais sa pression a changé. C'est pour cela qu'on appelle ce système une pompe à chaleur. Le compresseur fonctionne comme une pompe, sauf qu'il pompe un gaz au lieu de pomper un liquide.
Il existe principalement deux systèmes, soit on prend les calories dans l'air, c'est le système aérothermodynamique, soit on prend les calories dans le sol ou dans une nappe phréatique, c'est le système géothermodynamique ou (mal dit) géothermique.
Le gros avantage de ces systèmes c'est qu'ils fournissent plus d'énergie thermique qu'ils ne consomment d'énergie électrique, puisque une grande partie de l'énergie est prélevée dans le milieu extérieur. On appelle le rapport de ces deux quantités, le coefficient de performance.
Les systèmes aérothermodynamiques présentent un problème de givrage lorsque l'air est humide et voisin de 0°C, ce qui abaisse leur coefficient de performance moyen à environ 3.
Les systèmes géothermodynamiques ont un coefficient de performance voisin de 4. Ils sont plus ennuyeux, donc plus onéreux, à mettre en oeuvre puisqu'il faut ou bien faire des forages, ou bien enterrer quelques centaines de mètres de tuyau de captage à 80 cm de profondeur dans une zone où on ne pourra définitivement plus faire des travaux de terrassement ou planter de grands arbres.
Dans le cas du pavillon calculé ci-dessus il a été choisi le système géothermique.
trois fois quatre égal douze, on a divisé la consommation d'électricité de chauffage par 12
3500 divisé par 4 donne 875 Watt, un compresseur de 1 kW suffit pour chauffer la maison, à comparer avec une chaudière au fuel de 20 kW
Avec ses systèmes on obtient de la chaleur à basse température, 25 à 30 °C, il faut donc une grande surface de diffusion de la chaleur. C'est tout le contraire des chaudières qui brûlent un combustible et qui donnent de l'eau à 65/70°C qu'on fait circuler dans de petits radiateurs. C'est pourquoi il est tout indiqué et sans le moindre inconvénient, d'utiliser le sol pour diffuser la chaleur.
Il est maintenant très important d'insister sur le rôle de l'isolation par l'extérieur. Comme les tubes dissipateurs de la chaleur sont noyés dans une chape qui repose sur la dalle porteuse, avec une petite épaisseur d'isolation pour favoriser légèrement la dissipation vers le plancher, la dalle porteuse prend une partie de la chaleur.
Et comme tous les murs, de périphérie, de refend, de cloisons internes faites en briques plâtrières pour être conductrices de la chaleur, reposent sur la dalle porteuse, la chaleur monte dans tous les murs. Le sol, les murs, le plafond qui est chauffé par convection, tous forment un énorme radiateur basse température. L'air n'est jamais chauffé, il est pratiquement à la température des parois, il conserve son degré hygrométrique et donc sa conductibilité, il n'est jamais desséché comme de l'air qui passe à travers des radiateurs à 65°C où il faut mettre des petits godets d'eau pour lui redonner un peu d'humidité.
Il y a un parfait équilibre entre notre énergie dissipée par rayonnement et notre énergie dissipé par convection avec l'air. Ce sont les parfaites conditions du confort thermique
L'installation de chauffage est munie d'un débitmètre, d'un thermomètre sur l'arrivée eau chaude, sur le retour eau tiède ainsi que d'un compteur électrique.
Avec un thermomètre min/max on a relevé les températures matin et soir:
Relevé des mesures:
| Date | Tmin | Tmax | m3 | kWH |
|---|---|---|---|---|
| 1276.4 | 44 | |||
| 30/11/1995 | 5.0 | 8.0 | 1286.8 | 72 |
| 01/12/1995 | 5.0 | 11.0 | 1294.5 | 93 |
| 02/12/1995 | 8.0 | 13.0 | 1298.3 | 103 |
| 03/12/1995 | 10.0 | 13.0 | 1298.3 | 103 |
| 04/12/1995 | 7.5 | 9.0 | 1302.4 | 114 |
| 05/12/1995 | -4.5 | 3.0 | 1310.4 | 136 |
| 06/12/1995 | -6.0 | -2.0 | 1314.0 | 146 |
| 07/12/1995 | -8.0 | 0.0 | 1321.5 | 166 |
| 08/12/1995 | -8.0 | 0.0 | 1328.2 | 186 |
| 09/12/1995 | -3.0 | 4.0 | 1335.8 | 211 |
| 10/12/1995 | 3.0 | 5.0 | 1346.3 | 230 |
| 11/12/1995 | 0.0 | 2.0 | 1352.4 | 246 |
| 12/12/1995 | -1.0 | 2.0 | 1354.3 | 251 |
| 13/12/1995 | 0.0 | 4.0 | 1366.3 | 282 |
| 14/12/1995 | -1.0 | 2.0 | 1377.1 | 310 |
| 15/12/1995 | -2.0 | 2.0 | 1383.6 | 327 |
| 16/12/1995 | -3.0 | 4.0 | 1391.3 | 349 |
| 17/12/1995 | 0.0 | 8.0 | 1394.3 | 355 |
| 18/12/1995 | 1.0 | 5.0 | 1398.2 | 367 |
| 19/12/1995 | 1.0 | 6.0 | 1402.4 | 376 |
| 20/12/1995 | 2.0 | 6.0 | 1407.8 | 390 |
| 21/12/1995 | 3.0 | 6.0 | 1411.9 | 401 |
| 22/12/1995 | 6.0 | 12.0 | 1416.8 | 414 |
Somme des températures minimales: 15
Somme des températures maximales: 123
Température moyenne:(15+123)/23/2 = 3,00
Ecart de température eau chaude, eau tiède: 8 à 9, soit Δ = 8,5
Nombre de m3 d'eau: 140,40
Nombre de kWH : 370
Quantité de chaleur apportée dans la maison: Qa = m3×Δ×1,16 = 1384,34 kWH
Coefficient de performance du compresseur: Cp = Qa/kWH = 3,74
Nombre de degrés.jour :Dn = N×(21-Tmoy) = 414
Volume de la maison: 146×2,6 = 379,60 m3
Coefficient volumique des déperditions: G = Qa×1000/(24×Dn×vol) = 0,367
Puissance moyenne de chauffage = 676,29 Watt (en décembre avec plusieurs jours de gel)
Puissance consommée le jour le plus froid (2ème jour à -8°C): 1041,67 Watt
(Le compresseur a une puissance de 1,5 kW)
Rendement du compresseur sans le circulateur: Qa/KWH×(1-5%) = 3,94
La consommation de l'installation de chauffage est, à quelques kWH près d'une année sur l'autre, de 2500 kWH.
d'où une résistance totale de 12,75 et une conductivité λ= 0,0784 W/m2.°C
Si on calcule les pertes du plancher de notre deuxième pavillon dans ces conditions,
on obtient p = 129,36×21×0,0784 = 213,06 Watt
si on applique ce terme correctif sur G cela donne: (3617,46-543,31+213,06)/(27×336,34) = 0,362
on est à 5/1000 au dessous du coefficient mesuré, ce qui est normal compte tenu des pertes non prises en compte, comme par exemple le muret des combles emballé dans 20cm de laine de verre.
Si on tient compte de ce deuxième terme correcteur, on obtient
p = 49,20×0,20×0,04/0,2×30 = 59,04 Watt, d'où Gcor = (3617,46-543,31+213,06+59,04)/(27×336,34) = 0,368
Egal à la valeur mesurée au 1/1000ème près, sur un pavillon de taille et de disposition différente
Nous n'avons pas pris cette option pour le deuxième pavillon car, paraît-il, les normes interdisent les vides sanitaires non ventilés, il vaut mieux rafraîchir en hiver et humidifier en été, c'est bon pour les marchands de fuel. Une fois rempli de polystyrène, ce n'est plus un vide sanitaire, les marchands de polystyrène l'ont bien compris!!
Il a bien été mathématiquement et expérimentalement prouvé que la combinaison isolation par l'extérieur et chauffage géothermique permet :
de diviser la facture de chauffage par 3×3,74 = environ 11
d'obtenir un excellent confort thermique et de vivre en tee-shirt dans sa maison par -7°C à l'extérieur
de ne pas émettre de gaz CO2 à effet de serre
et même d'être complètement écologique
et énergétiquement autonome car compte tenu de la faible puissance de 1 kW demandée par le compresseur, celle-ci peut être fournie par une éolienne (il en existe sur le marché qui fournissent 5 kW: 25000€) ou un capteur solaire de 1 kW, environ 6 m2(6000€).Remarquez que le kW éolienne et le kW solaire sont à peu près au même prix.
de conserver de la fraîcheur en été,
ou même de fonctionner en réversible, c'est à dire en rafraîchissement.
Notons qu'il n'y a aucun entretien, peut-être une révision tous les dix ans.
(La mienne est en service depuis douze ans, je n'ai soulevé le capot que pour la montrer à des visiteurs)
Le rafraîchissement par le sol n'est pas terrible parce que, d'une part l'air froid reste au sol (il est plus lourd que l'air chaud) donc froid au pied et chaud à la tête. D'autre part l'air chaud et humide ( en été l'air chaud est humide par l'évaporation de toutes les surfaces d'eau, ce n'est pas le même air que l'air chaud des radiateurs) produit de la condensation en se refroidissant d'où de l'humidité au pied des murs et au fil des années décollement des tapisseries entre autre. Il vaut mieux ajouter des convecteurs en hauteur, par exemple à l'étage. Cela complique l'installation de chauffage qui devient une installation de climatisation.
On peut aussi transformer la VMC en climatiseur.
On ajoute sur le circuit de l'air insufflé, en sortie de l'échangeur, un caisson supplémentaire qui contient un radiateur eau air, genre radiateur de voiture. On branche ce radiateur sur un circuit (supplémentaire) du distributeur de chauffage des pièces (comme s'il y avait une pièce en plus).
Ainsi en été, quand l'installation est en mode rafraîchissement, cela rafraîchit l'air insufflé, en hivers cela apporte à l'air les quelques degrés qui lui manquaient (voir plus haut).
Il faut que le débit d'eau soit bien calibré pour ne pas transformer la VMC en"blizzard".
il faut donc apporter: 0,3×100×5 = 150 kilocalories par heure.
il faut donc un débit de 150/5 = 30 dm3/Heure, avec un rendement de 70%, cela fait environ 40 dm3/Heure, ce qui représente environ 10% du débit de l'installation.
Il faut donc prélever 300 kcal, si la température de l'eau augmente de 5°C, cela donne un débit de 300/5 = 60 dm3/Heure, soit, avec un rendement de 70%, environ 85 dm3/Heure.
Pour rafraîchir, on pourrait peut-être, en plus, faire un échangeur direct entre l'eau intérieure, et l'eau du circuit extérieur, genre "puits canadien"
Combien ça coûte?
Les constructeurs vous répondront instantanément, sans aucunes études à l'appui,"C'est cher".
La surface extérieure est un peu plus grande que la surface intérieure à cause des fondations, à part cela, mettre du polystyrène à l'intérieur ou à l'extérieur c'est le même travail. Je dirais même que c'est plus rapide à l'extérieur car il y a moins de découpe et d'ajustement.
Avec l'isolation extérieure le crépi est inclus, environ 30€ le m2, mais avec l'isolation intérieure vous n'avez pas de plâtre, environ 15€ le m2, comme il y a environ deux fois plus de surface intérieure cela se compense au niveau prix, par contre pas au niveau esthétique au bout d'une ou deux années (apparition des lignes de raccord et ondulation des placos).
En respectant les normes, l'isolation sous dalle et l'isolation des combles devraient être au même prix.
S'il y a néanmoins un léger surcoût pour l'isolation extérieure, n'oubliez pas que vous consommez trois fois moins d'énergie de chauffage, quelque soit votre chauffage et que vous y gagnez en confort dans votre habitation.
Bien qu'un compresseur de pompe à chaleur ne soit qu'un compresseur de frigo 5 fois plus puissant, et ne soit pas plus complexe qu'une chaudière à fuel ou à gaz qui manipule des produits explosifs et qui doit respecter des normes de sécurité drastiques, il se trouve, que le marché n'étant pas important, une pompe à chaleur de 8 kW chaleur, soit 2 kW électrique, coûte 3 fois le prix d'une très bonne chaudière à fuel de 20 kW, soit environs 6000€.
Tout compris, compresseur, capteur (tuyaux enterrés ou radiateur à air), diffuseur (tuyaux dans le sol), un chauffage thermodynamique coûte entre 15000 à 20000€, soit 30 à 50% plus cher qu'une installation à énergie fossile non renouvelable. Mais n'oubliez pas que vous consommez 3 à 4 fois moins d'énergie facturée.
L'isolation et le chauffage représente environ 20% du prix d'un pavillon, si l'isolation extérieure et le chauffage reviennent à 50% plus cher, c'est largement estimé, cela fait 10% du prix du pavillon, soit 20000€ pour un pavillon de 200000€.
Si un pavillon traditionnel consomme 4000 l de fuel par ans, soit au cours actuel 2800€, on économisera 2500€ par ans, d'où un retour d'investissement de 8 ans, au coût actuel du fuel, avec le confort et la sécurité en prime. Mais les hypothèses ont été volontairement très pessimistes.
Pérennité
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Voir photos ci-contre de ma maison construite en 1995, actuellement en 2006 et en dessous à la fin des travaux.(Maison située en Normandie près de Caen)
Certains prétendent qu'on ne peut pas y appuyer une bicyclette, d'autre que les enfants ne peuvent pas jouer au ballon contre le mur: évidemment il ne faut pas que Mr Zidane vienne s'entraîner à faire des penaltys. Bien sûr il ne faut pas attaquer le mur à la pioche ou au marteau. De toute manière cela se répare très bien: un peu de mousse, un peu de tissus de verre, un peu d'enduit. C'est plus facile à réparer qu'une coque de bateau.
En contre partie, pas d'émanation de gaz nocif de polystyrène et de colle dans l'air du logement, pas de problème d'accrochage des meubles de cuisine et de salle de bain et autres tringles de rideaux, pas d'apparition des bandes de collage.
D'autres parlent de souris: toutes les précautions sont prises pour que le tissus de verre, que les souris n'apprécient pas, et qui enrobe le polystyrène, assure une étanchéité parfaite. Il est en plus prévu des toiles métalliques de protection en haut et en bas. Il n'y a pas plus de risques que dans un pavillon isolé par l'intérieur, peut-être même moins compte tenu des dispositions prises.
Attention aux fourmis, comme dans toute maison les routes de fourmis peuvent traverser par n'importe quel passage de tube, même entre les parpaings. J'en ai eu, une fois, le long de ma baignoire, aux troisième étage d'un immeuble tout neuf, en plein milieu d'une grande ville, et j'ai eu beaucoup de difficultés à m'en débarrasser car elles étaient réfractaires à la plupart des insecticides. Il est prudent, tous les ans quand il commence à faire chaud, d'étaler une poudre insecticide au pied du mur sur la périphérie de la maison et principalement au sud ou autre solution. Il n'y a aucune étude qui dit si les fourmis se nourrissent de polystyrène. Mais tous les pavillons sont logés à la même enseigne. A mon idée, vu que les fourmis se nourrissent de cadavres d'insectes, elles ne doivent pas apprécier le polystyrène.
Connaissez vous les micros champignons rouges qui se développent sous les crépis traditionnels et qu'on voit sous forment de longues traînées rouges sur les murs de pignons, et bien il ne se développent pas dans les enduits synthétiques utilisés sur les isolations extérieures. Il est toutefois recommandé de faire tous les dix ans une pulvérisation d'hydrofuge.
La chape de chauffage sous l'effet du chauffage se dilate de 5 à 10 mm selon sa taille. En isolation par l'intérieur la dalle porteuse et en particulier les murs sont au froids et ne suivent donc pas cette dilatation, c'est pour cela qu'il faut mettre un joint amortisseur tout autour de la chape chauffante, pour que celle-ci ne pousse pas et ne décolle pas les murs, car la pression de dilatation est énorme.
En isolation par l'extérieur ce problème n'existe pas puisque les murs sont presque à la même température que la chape chauffante. On met néanmoins le joint mais il n'y a aucun risque au cas où son épaisseur aurait été mal estimée, ou au cas où il aurait été mal posé.
Je n'ai pas parlé des économies d'énergie sur le chauffage de l'eau sanitaire.
Pour chauffer l'eau sanitaire avec un chauffe-eau électrique un ménage de quatre personnes dépense environ 250€ par an.
Un ballon électrique de 300 litres coûte 450€.
Un chauffe-eau thermodynamique indépendant de 300 litres coûte entre 2500 et 3000€, prenons le cas le plus favorable, cela fait 2050€ de plus pour économiser 50% de la facture d'eau chaude soit 125€, car il y a toujours une résistance chauffante pour amener l'eau à 65°C, à cause de la légionellose:
2050 divisé par 125 égal 16,4 années soit environ 17 ans pour l'amortir (au coût actuel de l'énergie).
Evidemment, on ne le place pas dans la salle de bain, il est trop bruyant
Il existe aussi des ballons, toujours avec la résistance additionnelle, anti-légionellose, branché sur le compresseur du chauffage, le compresseur est plus cher et il faut qu'il reste en service en permanence, ce n'est pas très avantageux. Le ballon coûte environ 2000€ et le compresseur 500€ de plus, et il y a paraît-il quelques aléas de fonctionnement.
Il y a le chauffe-eau solaire: 6000 à 7000€, il a aussi une résistance additionnelle, cette fois pas pour la légionellose, mais pour les périodes sans soleil, on estime le rendement suivant les régions, à 70% pour le cas qui nous concerne (Pays de Loire). Prenons le cas favorable, cela fait 5550€ de plus pour économiser 175€:
5550 divisé par 175 égal 31,7 années soit environ 32 ans pour l'amortir (toujours au cours actuel de l'énergie), s'il n'a pas fallu le changer avant!!
Bien sûr si l'État vous en paye la moitié, cela ramène à 16 ans.
Vous pouvez l'amortir plus vite en prenant beaucoup de douches, surtout de jour en été, car il donne alors de l'eau chaude quasi en direct, mais l'eau augmente aussi vite ou presque que le fuel!!
C'est une question d'intime conviction: être écologique, ou être économe.