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Le fonctionnement de la chaudière et du thermostat

Chaudière: nom commun désignant une machine mystérieuse d'un blanc immaculé qui transforme, à la demande (ou sur base d'une planification), les énergies fossiles en feu ! L'histoire raconte qu'elle rejetait également quelques tonnes de CO² et autres particules nocives à chaque hiver...


En 2022 encore, les Bruxellois créent du feu dans cette boîte blanche grâce à la combustion de gaz ou de mazout qu'ils acheminaient jusqu'à eux depuis l'autre bout de la planète. Par gazoduc ou par "SuperTankers"...


Comment fonctionne ma chaudière?


La chaudière, lorsqu'elle s'enclenche, mélange de l'air frais et du carburant (gaz ou mazout), elle y ajoute une étincelle et hop, ca brûle ! C'est bête comme chou !


On le précise car tout est fait pour ne plus s'en rendre compte. Alors qu'on aime se rassembler autour d'un feu et voir les flammes dansantes se refléter et briller dans les yeux de nos amis, là tout se passe à l'abris des regards, au fond des caves, dans un boite opaque et aseptisée, sans faire de crasses, sans odeurs, sans vie… Plus c'est invisible, mieux c'est....


Mais pour bien comprendre: derrière cet emballage soigné, cet organe bardé de capteur et de sécurités, il n'y a ni plus ni moins qu'une boite à feu perfectionnée.


Mais revenons-en au fonctionnement: la combustion génère de la chaleur (bon ca vous le saviez..). Mais cette chaleur est générée au mauvais endroit: souvent un local technique ou une cave qui n'a pas besoin d'être chauffée. Comme la chaleur est produite au mauvais endroit, il faut la transporter jusqu'aux différentes pièces où elle est désirée.


Pour déménager la chaleur de la cave jusque dans les bonnes pièces; on fait en sorte que la flamme chauffe de l'eau. Cette eau circule entre la chaudière et nos radiateurs. Elle se charge en chaleur en passant par la chaudière et décharge sa chaleur ensuite en traversant la boucle du circuit de chauffage composé de tuyaux et de radiateurs ou un éventuel plancher chauffant, le principe reste le même). Dans ce système, un radiateur ou un plancher chauffant n'est jamais qu'un objet qui aide l'eau à se décharger de sa chaleur en augmentant le temps qu'elle passe à un endroit voulu ainsi que la surface d'échange avec l'environnement.


Dans ce circuit, l'eau est mise en mouvement par une pompe, souvent intégrée à la chaudière. Cette pompe est aussi appelée circulateur car elle fait circuler l'eau dans la boucle… aussi simple que ça.! Dans le schéma ci-dessous, il fait circuler l'eau dans le sens des aiguilles d'une montre ! Cet élément électrique a une puissance d'environ 40-50W (+-50€/an d'électricité à lui tout seul). On y pense rarement mais sans électricité une chaudière ne démarre et ne fonctionne pas ! Elle est donc doublement vulnérable !

Ca c'était pour le fonctionnement général d'une chaudière... Sans autres éléments de régulation, il faudrait aller jusqu'à sa chaudière pour la démarrer et penser à l'éteindre avant de se retrouver dans un sauna. Pire ! après quelques douzaines de minutes, si la boite à feu tourne à plein régime, l'eau attendrait des températures trop élevée et se transformerait en vapeur ce qui endommagerait le système et le rendrait inefficace ! Pour éviter de devoir enclencher et couper la chaudière de façon manuelle et intempestive, les ingénieurs, jamais avares en solutions pour se simplifier la vie, ont mis au point le thermostat.


Le thermostat c'est en quelques sorte un mélange entre un thermomètre et un interrupteur à distance pour chaudière. L'utilisateur (toi) dit au thermostat la température qu'il souhaite dans la pièce où se trouve le thermostat. Il peut:

  • soit programmer des plages horaires (par exemple: on veut 16°C la nuit et 19°C le jour),

  • soit demander manuellement une certaine température en fonction de ses besoins du moment. Ceci évite que la planification ne chauffe le logement à un moment où ce n'est pas nécessaire et inversement.


Une fois que le thermostat sait quelle température est souhaitée, ce que le thermostat va faire à votre place et en continu c'est:

  • mesurer la température de l'air là où il se trouve et

  • la comparer et la température demandée.

Ensuite, s'il manque de la chaleur, alors, automatiquement l'interrupteur à distance (le thermostat) va activer la chaudière, lancer le circulateur et "démarrer un feu" ! Le thermostat ne dira à la chaudière de se couper que quand la température souhaité est atteinte dans la pièce.


On comprend déjà pourquoi il ne faut pas mettre son thermostat en plein soleil ou proche d'une source de chaleur (lampe sur pied, dos du frigo...) !


En effet, si la pièce est encore froide mais que le soleil ou une source de chaleur chauffe le thermomètre du thermostat, celui va croire que la pièce est à la température désiré. Résultat? ... Il ordonne à la chaudière de s'éteindre... et nous on caille !


Le thermostat est également idéalement placé dans la pièce que nous occupons le plus. De cette façon, on en contrôle parfaitement la température. Pour les autres pièces c'est plus compliqué (voir l'article sur les vannes thermostatiques) Donc grâce au thermostat on ne doit plus allumer et éteindre le feu manuellement, elle le fait toute seule grâce aux indications du thermostat...


Mais on a toujours pas solutionné notre autre soucis: rien n'empêche l'eau de bouillir dans nos tuyaux ! Comment gérer la puissance de ce feu? On y arrive.


Pour éviter ce problème, les ingénieurs ont installé un autre thermostat: celui-ci mesure la température de l'eau qui sort de la chaudière (revoir le schéma plus haut dans l'article). Il la compare à la température que vous ou votre chauffagiste avez programmés sur votre chaudière. Ce sont des valeurs qui tournent autour de 35 à 70°C pour donner un ordre de grandeur.


Parfois, comme sur la photo ci dessous, vous avez deux réglages (deux roulettes de gauche) qui permettent de choisir une température pour l'eau de chauffage et une autre pour l'eau chaude sanitaire (douches, évier...).

Grâce à ce nouveau thermostat, le feu tourne à plein régime, l'eau circule, et quand elle arrive à la température souhaitée, le thermostat de la chaudière lui dit de réduire, voir couper le feu pour ne pas surchauffer l'eau. L'eau continue toujours à circuler, elle traverse le radiateur et chauffe la pièce. En chauffant la pièce l'eau donne sa chaleur à l'ambiance.


L'eau qui revient à la chaudière après avoir donné beaucoup de chaleur lors de son trajet est alors bien plus froide que quand elle est partie de la chaudière.


Si l'eau refroidit trop, le thermostat de la chaudière s'en rend compte et remet un petit coup de bruleur. Un peu comme dans une montgolfière où le pilote donne des coups de bruleur pour compenser le refroidissement du ballon.


Retenons aussi que plus il y a de radiateurs, plus ils sont grands et plus la pièce est froide, plus l'eau va se refroidir vite et fort.


Si l'eau se refroidit beaucoup, la chaudière devra donner de nombreux et looongs coups de bruleur pour maintenir la température de l'eau. Elle brulera donc plus de gaz.


Pour résumer: le thermostat dans votre pièce dit quand la chaudière doit s'activer pour faire circuler de l'eau chaude dans la boucle d'eau chaude. La chaudière, ensuite, s'arrange pour maintenir la température souhaitée dans l'eau jusqu'à ce que le thermostat lui dise de se couper car la température est atteinte dans la pièce où il se trouve. Reste la question: quelle température choisir pour l'eau qui sort de sa chaudière ?


Il n'y a pas de chiffre miracle et tout dépend de votre chaudière (à condensation ou pas). Retenez simplement que:

  • Travailler avec des basses températures améliore le confort: l'air est moins "brûlé" et moins mis en mouvement (poussière, odeurs...) et la chaleur se stratifie moins nettement (un air stratifié est froid au niveau du sol, chaud sous le plafond et sec à hauteur des voix respiratoires...).

  • Travailler avec des basses température est une bonne idée, qui améliore ou n'impacte pas le rendement pour un chaudière à condensation. Dans le cas d'une chaudière sans condensation, qui fonctionne mieux à pleine charge: le fait de baisser la température peut réduire le rendement ! il faudra donc trouver un bon compromis !

  • Travailler avec des basses températures réduit la température du radiateur, la chaleur est douce et agréable mais pourrait dans certains cas ne pas être suffisante: vague de froid, logement mal isolé, radiateurs trop petits...

Notez encore que si vous disposez d'une sonde de température extérieure pour votre chaudière à condensation, la température de l'eau sera adaptée automatiquement pour s'assurer que vous ayez toujours la température la plus basse possible mais suffisante pour chauffer l'air en fonction de la rudesse de la météo.


A ce stade vous devriez avoir compris ce qui déclenche votre chaudière, son fonctionnement rapide et sa régulation. Pour un logement d'une seule pièce vous devez maintenant comprendre sans soucis comment tout fonctionne ensemble.


Le cas du chauffage collectif

Dans le cas des copropriétés qui partagent une même chaudière, la chaudière fonctionne quasiment en permanence, l'eau chaude circule à un température donnée dans une boucle commune de l'immeuble, en continu. Tant qu'aucun radiateur n'est ouvert via sa vanne thermostatique, l'eau ne fait que passé devant sans irriguer le radiateur de se chaleur.


Dans ce cas l'eau qui revient à la chaudière a perdu "peu" de chaleur (seulement les pertes par les tuyaux, un peu partout, surtout s'ils ne sont pas isolés). La chaudière ne devra pas bruler beaucoup de gaz pour maintenir l'eau chaude dans les tuyaux car elle perd "peu" de chaleur en chemin.


Mais lorsque l'ensemble des cohabitants ouvre les vannes, l'eau qui passe de radiateurs en radiateurs est de moins en moins chaude et arrive à la chaudière bien refroidie. La chaudière devra alors tourner à plein régime pour remettre l'eau à température et la réinjecter dans la boucle !

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