Chauffage électrique

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Un chauffage électrique est un appareil chauffant équipant l'habitat, les mobil-homes, les caravanes et les camping-car. Il rencontre un certain succès en complément d'un chauffage existant, ou en amélioration d'habitat, complétant un autre mode de chauffage.

Le chauffage électrique qui est aisé à réguler comportait traditionnellement une thermostat pour chaque appareil. Même si chaque pièces peu toujours avoir sa consigne de température particulière, la technologie électronique « Fil-Pilote » permet de centraliser le pilotage.

Radiateur électrique (muse EDF)
Radiateur électrique (muse EDF)
radiateur électrique à bain d'huile.

Techniques et aspects[modifier | modifier le code]

Le convecteur 
est un appareil caissonné dont la hauteur de la colonne d'air interne chauffé (par une simple résistance économique) provoque par simple convection naturelle le mouvement d'air nécessaire à la diffusion de la chaleur produite, au renouvellement de la colonne d'air par « effet siphon » et l'aspiration de la couche la plus fraiche proche du sol. Son faible rendement est lié aux stratification thermique de l'air, un fort gradient vertical (écart de température), les calories se sur-dispersant vers les plafonds, en atteignant fort mal leurs objectifs de réchauffer l'air de la pièce. Le mauvais rendement se double d'effets très pervers de stratification hygrométrique très inconfortable et d'un très mauvais profit de l'inertie thermique du volume chauffé (accumulation thermiques dans toutes les masses, y compris le sol).
Le radiateur radiant 
appelé aussi radiateur rayonnant ou infrarouge projettent les calories principalement par ondes électromagnétiques, les répartissant dans les directions privilégiées choisies. Ces ondes rencontrant les obstacles qui accueillent alors les calories, les rendent ensuite à l'atmosphère (par réflexion et par absorption).
Le chauffage par accumulation 
est intéressant dans les pays disposant d'un tarif « heures creuses », les techniques d'accumulation permettent de concentrer ses consommations en heures creuses du réseau électrique (tarifs très avantageux) et donc de ne pas surcharger le réseau pour les utilisations classiques pendant le reste du temps ;
Chauffage infrarouge 
la directivité des rayons lumineux, permet une bonne efficacité de chauffage mais sur une distance réduite ce qui explique son utilisation, entre autres, dans les salles d'eau ;
La technique de pompe à chaleur 
caractérisée par le climatiseur réversible permet d’améliorer le rendement dans des rapports de trois à cinq[1] par rapport au chauffage électrique traditionnel, voire plus avec la géothermie[2].

Diffusion spatiale[modifier | modifier le code]

Un aspect souvent peu connu du grand public est la qualité de diffusion de la chaleur. Les dernières réglementations thermiques en France[Lesquelles ?] déconseillent les convecteurs pour des raisons liées à la sur-consommation électrique de ces appareils[réf. nécessaire]. Même si le rendement électrique des générateurs de chauffage électrique, intégré ou pas au bâti, est toujours de 100 % quelle que soit la technique mise en œuvre[3], les nouvelles normes font apparaître les notions de déperditions spatiales (gradient sol plafond) et temporelles (train de chaleur).

En France, le label NF Électricité Performance classe les appareils de chauffage électrique en trois catégories : A, B, C, de la plus énergivore à la plus sobre. La catégorie C correspond au chauffage dit « basse température » ou « chaleur douce ».

Modes[modifier | modifier le code]

Radiateur électrique[modifier | modifier le code]

Depuis quelques années les modes de chauffage à l'électricité n'ont cessés d'évoluer pour améliorer non seulement l'efficacité de ce type de chauffage que le confort qu'il apporte.

Radiateurs à inertie[modifier | modifier le code]

radiateurs à inertie sèche avec cœur de chauffe en brique réfractaire

Le radiateur à inertie tient son nom de son principe de fonctionnement : il accumule la chaleur et la restitue ensuite lentement. Il existe deux types de radiateurs à inertie : les radiateurs à inertie sèche, dont le cœur de chauffe, chauffé par une résistance, est dans un matériau réfractaire (brique en céramique, en granit ou en pierre de lave)[4] et les radiateurs à inertie fluide, dans lesquels circule un fluide caloporteur, également chauffé par une résistance. Quel que soit le modèle, le cœur de chauffe accumule la chaleur pour la restituer, par rayonnement, conduction et convection, de manière régulière et homogène. Comme le cœur de chauffe accumule la chaleur, le radiateur à inertie continue de chauffer, même lorsqu'il est éteint. Cela permet d'éviter les variations brutales de température. Le radiateur à inertie est réputé pour le confort qu'il procure[5].

Le radiateur à fluide caloporteur est un radiateur à inertie, basé sur le même principe qu'un radiateur électrique classique mais un fluide caloporteur permet, grâce à sa chaleur massique, de stabiliser la température du radiateur entre deux périodes de chauffe, ce qui améliore le confort et l’efficacité du chauffage[6].

Ventilo-convecteur[modifier | modifier le code]

Il s'agit du même principe que le convecteur classique, auquel, dans le caisson, un ventilateur est ajouté afin de forcer le flux d'air. Dans certains systèmes, le flux d'air est inversé, le but de cette inversion étant de chauffer en priorité la pièce au niveau du sol afin d'éviter la sensation de « pied froid[6]. » Dans les locaux professionnels, le principe est repris par les rideaux d'air trouvés à l'entrée des magasins, ou encore par les aérothermes, qui sont de gros caissons de ventilation munis d'une résistance puissante, capable de chauffer un grand local[6]. Le principe est repris par les cassettes des systèmes climatisation fixés en hauteur où elles prennent l'air le plus chaud, le refroidissent, puis le soufflent vers le bas et le centre de la pièce où la fraîcheur est nécessaire.

Panneau rayonnant[modifier | modifier le code]

Le panneau rayonnant chauffe, comme son nom l'indique, par émission de rayonnement infrarouge, similaire au principe du soleil ou du feu de camp : le rayonnement est absorbé par les corps, les murs, les meubles, ce sont ces surfaces qui transforment le rayonnement en chaleur[6].

Il existe plusieurs types de panneaux rayonnants selon les caractéristiques des émetteurs utilisés : IRL (infrarouge long ; basse température), IRM (infrarouge moyen), IRC (infrarouge court). En fonction des utilisations, le type d'infrarouge adapté doit être choisi :

  • en logement et tertiaire, des IRL seront utilisés comme les planchers ou les plafonds rayonnants intégrant les émetteurs dans les structures ou des panneaux rayonnants proprement dit qui chauffent par rayonnement et convection ;
  • en gros tertiaire et industrie, de l'IRM sera utilisé, généralement sous forme de cassettes rayonnantes ;
  • en industrie en chauffage de poste, en process, dans les très grands bâtiments (églises, gymnases, gares) ou en extérieur, de l'IRC sera utilisé sous forme de projecteurs équipés de lampes halogènes spécifiques. Les appareils IRC équipent les fours à peintures, les machines destinées à la fabrication des bouteilles en plastique et trouvent de nombreuses applications en séchage comme en cuisson.

Chauffages par le sol[modifier | modifier le code]

Dans le sol de l'habitation, des résistances sont noyées avec une ou plusieurs sondes de température, le tout étant branché sur un boîtier de régulation. La température du sol ne doit pas excéder 28 °C afin d'éviter le phénomène de jambes lourdes. Ce n'est ni plus ni moins que l'application électrique des chaudières à circulation d'eau chaude. Elles présentent tout de même un intérêt en cas de couplage bi-énergie. Cette application présente l'avantage d'être réversible et permet un changement d'énergie à moyen terme, pour aller vers une énergie renouvelable et faiblement émettrice en CO2, de type bois ou solaire. Les planchers radiants, eux, interdisent tout changement à faible coût du fait de l'inexistence d'un réseau hydraulique. Il existe également un système de chauffage par le sol qui fonctionne en 24 V et qui ne demande aucun entretien tout au long de sa vie. C'est une trame chauffante à base de polymère de carbone qui possède un système unique d'autorégulation à base de nanotechnologie permettant des économies d'énergie importantes.

Pompe à chaleur[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Pompe à chaleur.

Un autre type de chauffage électrique est le système dit de pompe à chaleur dont un exemple est le climatiseur réversible, qui permet de générer de la chaleur avec un bien meilleur rendement qu'aucun autre chauffage électrique surtout dans les zones tempérées[1]. Ce système peut prendre comme source l'air ambiant extérieur mais aussi utiliser la chaleur du sol à l'aide d'un puits canadien ou de la géothermie plus ou moins profonde.

Pilotage[modifier | modifier le code]

Fil pilote[modifier | modifier le code]

Signaux envoyés via le fil pilote

Dispositif permettant de contrôler les installations de chauffage par envoi d'un signal via le fil pilote. Il peut être de deux types :

  • quatre ordres : confort, éco, hors-gel et arrêt ;
  • ou six ordres GIFAM : confort, éco, hors-gel, arrêt, confort −1 °C et confort −2 °C[7].
Températures appliquées
Mode 4 ordres 6 ordres Résultat
Confort X X Température normale d'utilisation
Éco X X Abaissement de la température de 3 à °C
Hors-gel X X Température maintenue à 7 ou °C
Arrêt X X Arrêt du chauffage ou délestage
Confort −1 °C X Abaissement de la température de °C
Confort −2 °C X Abaissement de la température de °C

Le fil pilote reçoit directement la tension (230 V et 0,1 A au maximum) du gestionnaire d'énergie, du programmateur ou du délesteur situés dans le tableau de distribution électrique. Le circuit électrique du système de chauffage étant indépendant, la norme NF C 15-100 impose, si une coupure n'a pas été prévue, d'indiquer au niveau du tableau électrique et de chacune des boîtes de connexion des chauffages pilotés la mention « Attention, fil pilote à sectionner ».

Centrales électroniques[modifier | modifier le code]

Les centrales électroniques permettent de réguler la température par zone et par horaire. Elles permettent d'attribuer à chaque appareil une zone précise (chambres, salle de bain, séjour et cuisine, etc.) et de pouvoir déclencher ou stopper le chauffage en fonction des heures de la journée - ainsi une chambre commence à se réchauffer vers h 0, d'enclencher le chauffage de la salle de bain (23 °C) et des zones de vie (20 °C), à h 0 quand tout le monde est parti, l'ensemble de la maison est stabilisé à 16 °C, le chauffage est redémarré pour l'arrivée des habitants, en gardant toutefois les chambres plus fraîche (18 °C), et sans chauffer inutilement la salle de bain.

Programmation[modifier | modifier le code]

Avec ou sans centrale de programmation il est possible d'utiliser des radiateurs permettant une programmation individuelle précise (jour/heure et température de consigne) permettant de ne consommer que l'énergie nécessaire au confort des occupants.

Délesteurs[modifier | modifier le code]

Les délesteurs permettent de chauffer une maison avec l'électricité tout en ayant une puissance disponible raisonnable, permettant ainsi de gagner sur le coût de l'abonnement. Le délesteur alimente ou non les chauffages des différentes zones de la maison en fonction de la puissance disponible et la priorité assignée à chaque circuit[8].

Autres types[modifier | modifier le code]

De nombreux systèmes de chauffage comprennent des pompes ou d'autres systèmes (ex. : pompe à chaleur) nécessitant de l'électricité. Dans certains cas, il y a appoint (ex. : solaire au cumulus électrique, ou inversement). Quelques cas particuliers existent (tests ou prototypes parfois) : chauffage de chaussées (pour éviter le verglas sur certains ponts), chauffage électrique par le sol de terrains de sport pour éviter le gel de l'herbe (pour la pratique hivernale du football par exemple). Ils sont rares car très coûteux en fonctionnement.

À titre d'exemples :

  • le club de Sochaux s'est équipé d'une pelouse chauffante et il se voit facturer environ 60 000 € d'électricité par an (2008) en plus d'un investissement initial de 350 000 € pour la pose des fils chauffants ;
  • le chauffage au fioul sous bâche de la pelouse du Stade Marcel-Picot de Nancy nécessitait environ 2 000 litres de fioul par jour (depuis l'été 2010 le stade est équipé d'une pelouse artificielle), et il en fallait 1 200 pour le Stade Saint-Symphorien de Metz[9].

Dans les trois cas, ces terrains contribuent aux émissions de gaz à effet de serre car lorsqu'il fait froid, le réseau électrique doit souvent faire appel au fioul, au gaz ou au charbon. Ces systèmes de chauffage par bande ou film chauffant peuvent aussi être utilisés dans les logements en s'intégrant dans les planchers, les murs ou les plafonds. Ces systèmes de chauffage invisible sont plus économiques que les systèmes électriques classiques puisqu'ils rayonnent sur une plus grande surface, la chaleur étant mieux répartie dans la pièce.

Environnement[modifier | modifier le code]

Il existe de grosses différences d'utilisation du chauffage électrique selon les pays :

  • en France, 10 % de l'énergie est fabriqué à base de fioul, contre 80 % au Royaume-Uni[10] ;
  • en Suède, l'utilisation d'appareils électriques devient restreinte dès les années 1980 afin de diminuer l'impact environnemental[pas clair] ;
  • le Danemark interdit l'installation du chauffage éléctrique et des climatiseurs durant la construction de nouveaux bâtiments pour les mêmes raisons[11] ;
  • au Québec, le chauffage électrique reste la manière la plus courante de chauffage. Selon Statistique Canada, 68 % des foyers de la province utilisent l'électricité pour se chauffer[12].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b « Rendement pompe à chaleur », sur pompeachaleur.durable.com (consulté le 31 juillet 2013).
  2. « Pompe à chaleur ou PAC en géothermie », sur les-energies-renouvelables.eu (consulté le 31 juillet 2013).
  3. L'intégralité de l'énergie absorbée est transformée en chaleur, ce qui ne veut pas dire que 100 % de l'énergie sert à chauffer la pièce efficacement.
  4. (fr) « Radiateur inertie sèche et radiateur inertie fluide | Aterno », sur Chauffage Aterno (consulté le 26 avril 2016)
  5. « Les avantages du radiateur à inertie : efficacité et confort », sur quelleenergie.fr (consulté le 16 novembre 2015).
  6. a, b, c et d « Quel équipement de chauffage électrique choisir ? », sur artisan-travaux.com (consulté le 31 octobre 2012).
  7. « Le fil pilote des radiateurs », sur radiateur-electrique.org (consulté le 10 avril 2015).
  8. « Le délesteur », sur entraidelec.com (consulté le 22 septembre 2014).
  9. « Des terrains de foot pas très verts », sur lci.tf1.fr,‎ (consulté le 23 décembre 2009).
  10. (en) « Statistics and Balances », sur IEA (consulté le 8 mai 2011).
  11. (en) « The Green Electricity Illusion », sur ech2o.co.uk (consulté le 16 février 2016).
  12. (en) Snider, Bradley, « Home heating and the environment » [PDF], sur Canadian Social Trends. Spring 2006, p. 15-19. Ottawa : Statistique Canada.

Articles connexes[modifier | modifier le code]