Chapitre 17 · Les déperditions de chauffage

Fiche de révision · la puissance que chaque pièce, puis le bâtiment, perd par grand froid : transmission, air renouvelé, relance.

L'essentiel en 5 lignes

• Charge de base d'une pièce : ΦHL = ΦT + ΦV + Φhu, en régime permanent, à la température extérieure de base et sans apports gratuits.
• La température de base se lit dans le texte national, par zone et altitude (en France, le complément national) ; le cours prend −7 °C pour Paris, valeur d'exemple cohérente avec le repère du chapitre 12. Chaque déperdition s'écrit Φ = H · (θint − θe).
• Transmission : Σ A · U · b + Σ ψ · l · b ; les ponts pèsent lourd, et celui du pied de mur sur terre-plein se compte avec le sol, qui suit la moyenne annuelle et ne dépend pas de θe.
• Air : HV = ρ · cp · q, avec ρ · cp ≈ 0,34 W·h/(m³·K) ; l'infiltration compte double pour une pièce, une fois pour le bâtiment (approximation de l'EN 12831:2003).
• Les pièces dimensionnent les émetteurs, le bâtiment le générateur, sans marge forfaitaire ; l'eau chaude et la relance se vérifient à part.

Équations clés

• ΦHL,i = ΦT,i + ΦV,i + Φhu,i — charge thermique de base de la pièce i.
  
  ΦT transmission ; ΦV renouvellement d'air ; Φhu = Ai · fRH relance (W).
• HT,i = Σ Ak · Uk · bk + Σ ψl · ll · bl ; ΦT,i = HT,i · (θint,i − θe) — transmission, ponts thermiques linéiques compris.
  
  ψ en W/(m·K), l longueur (m) ; b facteur d'écart réduit vers un local non chauffé, b = Hue / (Hiu + Hue).
• ΦT,sol = (A · Ueq + P · ψg) · fg₁ · Gw · (θint − θm,e) — plancher sur terre-plein et pied de mur, vers la moyenne annuelle extérieure.
  
  Ueq U équivalent terre comprise (EN ISO 13370) ; P périmètre exposé (m) ; fg₁ oscillation annuelle ; Gw nappe.
• HV = ρ · cp · q ; q = max(qmin ; qinf + qintroduit) — renouvellement d'air, avec l'approximation de l'EN 12831:2003 : qinf ≈ n₅₀ · e · V.
  
  q en m³/h ; ρ · cp = 0,3365 W·h/(m³·K) ; n₅₀ taux sous 50 Pa (h⁻¹) ; e coefficient d'exposition ; V volume (m³).

Chiffres à retenir

Questions

1. Pourquoi la déperdition du plancher sur terre-plein ne bouge-t-elle pas quand il fait plus froid dehors ?
2. Le séjour-cuisine reçoit 50 m³/h d'entrées d'air. Que coûte son air, et pourquoi l'infiltration y est-elle doublée ?
3. Quelle puissance donner au générateur de la maison ?
4. La maison a une chaudière mixte instantanée. Qu'est-ce qui la dimensionne ?

Pièges fréquents

• Choisir le générateur sur la somme des pièces : elle dépasse ici la charge du bâtiment de 232 W, surtout par l'infiltration comptée double et les échanges entre pièces chauffées, qui s'annulent à l'échelle du bâtiment.
• Compter le pied de mur sur terre-plein comme un mur sous l'écart à θe : il pèse 167 W avec le sol, il en aurait pesé 389 W.
• Ajouter une marge forfaitaire : la charge de base est déjà un cas défavorable. Une marge de 20 % donnerait un générateur presque toujours à faible charge, en cycles courts ; une pompe à chaleur se choisit sur sa puissance à la température de base.

Normes citées par le chapitre

• EN 12831-1:2017 — charge thermique de conception : structure du calcul (transmission, renouvellement d'air, relance).
• EN 12831:2003 — approximations héritées : infiltration n₅₀ · e · V, débit minimal, facteurs du sol fg₁, fg₂, Gw.
• EN ISO 13789 — facteur b des locaux non chauffés et transfert par le sol.
• EN ISO 13370 — plancher sur terre-plein et pont de pied de mur ψg.
• EN ISO 14683 — ponts thermiques : conventions de dimensions et valeurs.
• EN ISO 10211 — ponts thermiques calculés par éléments finis.
• EN ISO 9972 — mesure de la perméabilité à l'air n₅₀.

Pour aller plus loin

• Chapitre 17 · Les déperditions de chauffage (texte complet, figures et sources)

Réponses

1. Le flux traverse plusieurs mètres de terre, qui suivent la moyenne de l'année (12 °C) et non la nuit la plus froide. Plancher et pied de mur perdent 326 W quel que soit θe ; le reste de la maison ajoute 92 W par kelvin de froid.
2. Une pièce au vent reçoit le double de sa part d'infiltration : 9,0 m³/h, plus les entrées d'air, soit 59,0 m³/h, au-dessus du minimum de 37,5 m³/h. ΦV = ρ · cp · q · Δθ = 536 W, 43 % de la charge de la pièce.
3. On traite la maison comme une seule zone : transmission 1 878 W, air 927 W (infiltration comptée une fois, 102 m³/h au total), soit 2 805 W, plus la relance éventuelle et les pertes des réseaux en local non chauffé, sans marge forfaitaire.
4. L'eau chaude : une douche à 10 L/min chauffée de 10 à 40 °C demande 20,9 kW, bien plus que la charge de chauffage (2,80 kW). Un ballon de 150 L réchauffé de 10 à 55 °C en 2 h ne demande que 3,92 kW.

Chiffres de la maison de plain-pied du cours (Paris, θe = −7 °C, θm,e = 12 °C, consigne 20 °C), calculés par le modèle du cours ; ψ, fg₁, fRH, e, n₅₀ et débits sont des valeurs typiques ou d'exemple, et un projet applique la norme.