Un article du low-tech magazine partagé sur la plateforme SlowHeat avec l'autorisation de son auteur Kris De Decker. Traduit par: Benoît Bride
NDLR: L'article est truffé d'exemple historiques. Notons que s'il fait l'éloge d'une conception du chauffage "à l'ancienne", car elle est plus profitable et performante, il ne souhaite pas pour autant revenir à l'époque du feu ouvert et des charbons ardents. Notre savoir faire et nos connaissances peuvent nous permettre d'allier ces concepts à de l'innovation désirable. N'oublions jamais que de toute l'histoire de l'Homme, à quelques exceptions, il n'y a que nos générations qui ont imaginé maintenir un climat de 22°C en plein hiver dans tous les espaces construits. Si on se scandalise avec raison des stades climatisés du Qatar peut-être est-il temps que nos sociétés fassent également leur introspection.
Les anciennes façons de se chauffer
Avant l’arrivée des systèmes de chauffage central de l’air au cours du vingtième siècle, les bâtiments étaient chauffés principalement par une source radiative centrale, telle qu’une cheminée ou un poêle à bois, à gaz ou au charbon. D’une manière générale, on ne chauffait qu’une seule pièce dans la maison. Mais même dans cette pièce, le confort pouvait être très différent selon l’endroit occupé. Alors que le chauffage de l’air distribue la chaleur de façon relativement homogène sur la surface, un chauffage radiatif crée un microclimat local qui peut trancher radicalement avec le reste de la pièce.
Ceci s’explique par le fait que l’énergie potentiellement distribuée par un système radiatif décroît avec la distance. Il ne s’agit pas là d’un affaiblissement des radiations infrarouges, c’est en réalité une dispersion de celles-ci qui s’opère alors que l’on s’éloigne de la source. Ceci est illustré par les deux images ci-dessous, qui proviennent du livre de Richard Watson “Radiant Heating and Cooling Handbook”.
Le dessin ci-dessus montre une distribution de chaleur radiative (ou un paysage radiatif) dans une pièce vue du dessus, qui est chauffée par des radiateurs à air pulsé. La température de rayonnement moyenne est de 20°C. Hormis l’influence de la surface froide d’une fenêtre (en haut), la température de rayonnement est relativement homogène.
Le dessin ci-dessus montre la même pièce, avec la même température de rayonnement moyenne de 20°C, mais maintenant chauffée au moyen d’une source radiative localisée au centre du plafond. Le paysage radiatif est maintenant très différent. La température de rayonnement la plus haute est mesurée au milieu, juste en dessous du panneau.
La température de rayonnement diminue ensuite rapidement en cercles concentriques vers les bords de la pièce. La différence entre les températures de rayonnement minimale et maximale est bien plus importante que dans le cas d’un chauffage à air pulsé.
Dans une pièce chauffée par l’air, l’endroit où vous êtes importe peu. Dans une pièce chauffée par une source radiative, votre localisation est primordiale.
Bien sûr, un positionnement différent de la surface de chauffage radiatif, ou une combinaison de plusieurs sources aurait engendré un paysage radiatif très différent. En plus de cela, tout comme pour la radiation solaire, d’autres objets peuvent faire de l’ombre, ce qui signifie que la position des meubles peut avoir un effet sur la distribution de chaleur dans la pièce.
La température de rayonnement est probablement optimale en moyenne, mais elle peut être trop basse à certains endroits de la pièce. Le contraire est tout à fait possible, la température de rayonnement moyenne peut être trop basse, alors qu’à certains endroits elle est parfaitement confortable. C’est l’ancien principe du foyer ou de la zone limitée de chauffage, qu’il n’est pas possible de reproduire avec un chauffage de l’air. Plutôt que de chauffer l’espace complet, nos ancêtres chauffaient seulement les pièces occupées du bâtiment.
En conclusion, au lieu de chauffer le volume d’air complet, un chauffage radiatif peut ne chauffer qu’une partie occupée de l’espace, ce qui est bien sûr plus efficace énergétiquement.
A moins que la pièce ne soit très petite où remplie de personnes, seule une toute petite partie de l’énergie dispensée par un système de chauffage de l’air profite vraiment aux personnes.
A l’inverse, quasiment toute l’énergie d’un chauffage radiatif finit par chauffer effectivement les hommes.
Sources :
Stralingsverwarming: Gezonde Warmte met Minder Energie, Kris De Decker, 2015
Keeping Warm in a Cooler House. Creating Comfort with Background Heating and Local Supplementary Warmth (PDF). Historical Scotland Technical Paper 14, Michael Humphreys, Historic Scotland, 2011
Radiant Heating and Cooling Handbook (Mcgraw-Hill Handbooks), Richard Watson, 2008
Human Thermal Environments: The Effects of Hot, Moderate, and Cold Environments on Human Health, Comfort, and Performance, Third Edition, Ken Parsons, 2014
The Book of Masonry Stoves: Rediscovering an Old Way of Warming, David Lyle, 1984
History of radiant heating and cooling systems, part one. Robert Bean, Bjarne W. Olesen, Kwang Woo Kim, in “ASHRAE Journal”, January 2010, pp. 40-47