Chaud, froid ? La différence entre les deux, c’est une notion de température, de chaleur ou non. … La chaleur … mais, au fait, c’est quoi la chaleur?

Le feu ? … Non, ça, c’est une phase de transformation avec dégagement de chaleur
Le feu est la production d’une flamme et la dégradation visible d’un corps par une réaction chimique exothermique d’oxydation appelée combustion.

Alors c’est quoi la chaleur ?

Selon Wikipédia : Un transfert thermique, appelé plus communément chaleur, est un transfert d’énergie microscopique désordonnée. Cela correspond à un transfert d’énergie thermique entre 2 corps physiques par conduction, convection ou rayonnement.

Plus d’information à cette source : Transfert thermique
Pas simple tout ça.

Montee de la temperature

Montée de la temperature

Vous trouverez, à la fin de cet article, des liens vers des vidéos qui expliquent ce qu’est la chaleur, comment elle se déplace et quels effets elle peut produire.

Il est important de savoir que la chaleur ne se déplace pas par hasard : le froid attire le chaud. Ce mouvement et les transferts engendrés se calculent selon la loi de refroidissement de Newton (source wikipédia). La mesure de la quantité de chaleur s’exprime en Calories,

Retour vers les notions de chaud et froid :

Il s’agit de ressentis, d’informations reçues, analysées par notre corps, notre tête et qui, au final, déterminent notre ressenti de confort.

En ce qui concerne spécifiquement le chaud et le froid, c’est une température donnée que notre organisme analyse.

Contrairement à ce que la législation pourrait nous laisser croire,il faut d’emblée préciser que si la température est importante, elle n’est pas, et de loin, ni seule, ni prépondérante dans la détermination d’un confort ressenti.

Et il est bon de le rappeler que ce après quoi la majorité d’entre nous courre, ce n’est pas d’avoir chaud ou froid, mais de se sentir bien en un lieu et en un temps.
Même si faire baisser la facture de chauffage est un des objectifs, le 1er élément déclenchant des travaux d’amélioration énergétique dans l’habitat ancien est la recherche d’un meilleur confort.

Lire notre dossier : habitat alternatifs & non conventionnels

Nombre moyen annuel de jours avec chaleur en France

Nombre moyen annuel de jours avec chaleur en France

Chaud

Le ressenti de chaud est important l’hiver et pénalisant l’été. Il y a donc lieu d’en appréhender l’existence pour les 2 saisons, tant dans la quantité produite que dans ses déplacements, quel qu’en soit le mode de transfert : rayonnement, convection, conduction.

L’été

La chaleur nous provient alors du rayonnement solaire. Elle est d’autant plus importante que ce rayonnement est direct, lorsque le soleil est haut dans le ciel et sans écran propre à le filtrer (nuages) ou à l’arrêter (écrans).

Comment s’en protéger ?

Principes de base d’une conception bioclimatique

Principes de base d’une conception bioclimatique

Globalement, se protéger du rayonnement l’été et se garder la possibilité d’en tirer parti l’hiver relève d’un concept général qu’on appelle la conception bioclimatique. Les grandes règles, concernant le rayonnement solaire, est de s’en protéger lorsque nécessaire, sur les expositions où il est le plus puissant : Sud et Est.

Rayonnement direct pénétrant via les menuiseries extérieures :

Ce rayonnement, en pénétrant directement dans l’habitat, en chauffe les éléments, à commencer par le sol sur lequel il frappe, provoquant ainsi une montée en température de l’ensemble de la maison.

Tout comme nous mettons un chapeau pour nous protéger du soleil ou des lunettes pour nos yeux, il est important d’en équiper nos maisons. Il est, par contre, un peu plus compliqué de mettre et enlever un chapeau à une maison que pour nous, porter notre couvre chef et, ensuite, le mettre au porte-manteau.

Deux possibilités :

  • Éléments fixes (importants particulièrement au Sud et à l’Est) :

– Arbres à feuilles caduques (qui tombent l’hiver pour laisser le soleil pénétrer)
– Avant-toits importants,
– Pergola, auvent solide,
– Balcons d’étage à l’aplomb des menuiseries du rez de chaussée

  • Éléments amovibles (importants au Sud, à l’Est et pour les ouvertures zénithales (toit) :

– Auvent toile,
– Brises-soleil,
– Stores,

  • Vitrages peu émissifs. Ils sont intéressants l’été mais réduisent le rayonnement également l’hiver, ce qui, alors, est plutôt un handicap.

Rayonnement direct sur les parois occultantes (murs, toit) :

Ce rayonnement fait monter en température les éléments solides que constituent les parois : toit et murs. Lorsque ces éléments montent en température, ils emmagasinent des calories qui, selon la nature des éléments en question, vont migrer, comme déjà dit, du chaud vers le froid, donc l’été, de l’extérieur vers l’intérieur, tout au moins le jour.

L’objectif recherché est d’empêcher ces calories d’arriver jusqu’à la face intérieure de ces parois. Or, selon la nature des matériaux, la chaleur ne progresse pas à la même vitesse. Ce temps de transfert est ce qu’on appelle le déphasage.

Il est important d’atteindre un temps de déphasage suffisamment important pour que, la nuit arrivant, il fasse plus froid dehors que dedans. Sous nos latitudes, 10 heures est une bonne base. Vouloir disposer de plus ne change plus rien. Il n’y aura pas de handicap, autre que financier et de consommation inutile de ressources, à disposer de plus, mais pas de gain non plus.

L’importance de se protéger de la chaleur l’été :

L’été, faute d’avoir appréhendé les phénomènes de transfert de chaleur, dans la journée, tous les éléments d’une maison, tant la structure que l’équipement et l’ameublement, sous l’effet du rayonnement solaire, chauffent, montent en température et stockent cette chaleur, de façon plus ou moins importante selon leur capacité thermique propre. Ils constituent, en quelque sorte, des radiateurs par accumulation.

Le soir, après 20 ou 21h00, alors que la température extérieure baisse et qu’il semblerait possible de retrouver un niveau de température confortable à l’intérieur grâce à l’organisation d’un courant d’air, l’effet positif est … décalé dans le temps.

En effet, tous les éléments chauffés dans la journée rayonnent et tant qu’ils n’ont pas, eux-mêmes, perdu les calories stockées, l’intérieur de la maison reste chaud et inconfortable, parfois jusqu’à 1 ou 2h00 du matin ! Dommage !

Lire le dossier : Ventilation & renouvellement de l’air

L’hiver

Isolation thermique pour conserver la chaleur à l'interieur

Isolation thermique pour conserver la chaleur à l’intérieur

Autre problématique : ne pas perdre la chaleur intérieure et, désormais , capter le rayonnement solaire direct.

Pourquoi ne pas perdre la chaleur intérieure ? Tout simplement parce que, pour disposer d’un confort intérieur souhaité, il va falloir atteindre plusieurs objectifs :

  • Une température intérieure stable,
  • A un niveau tel que notre organisme soit satisfait (température maximale autorisée en France : 19°),
  • A une hygrométrie relative entre 45 et 65% (voir notre article humidité relative).

Pour les 2 premiers points, si les moyens nécessaires n’ont pas été pris en compte et donc anticipés et mis en œuvre, la seule solution sera de chauffer; “on chauffe alors pour compenser les pertes”.

Il nous apparaît souvent normal de chauffer. Est-ce une fatalité? Est-ce juste? et surtout, jusqu’à quel niveau la chose est-elle juste ?

Pour nous, Build Green, il nous apparaît qu’il peut être juste de chauffer … quoi que!, cependant nous pensons que le niveau de chauffage acceptable devrait être beaucoup plus bas que ce qui est actuellement accepté. Nous pensons qu’il est normal de chauffer, mais pas plus que nécessaire. Il faut donc, plutôt que surdimensionner le système de chauffage, travailler à en limiter les besoins grâce à des choix judicieux pour l’isolation de l’enveloppe et la gestion de l’air intérieur.
Nous allons voir, ensemble, comment y parvenir.

Comment conserver les calories à l’intérieur ?

Tout simplement en ne les laissant pas partir ! Simple ?

Albert-Einstein

Albert-Einstein

Beaucoup pensent que c’est facile à mettre en place, malheureusement ça ne l’est pas et nous allons voir en quoi ce n’est pas aussi simple et facile, et comment nous en sortir et atteindre nos objectifs de confort.

Einstein a dit, entre autres : “ tout devrait être aussi simple que possible, mais pas plus…” Nous allons appliquer !

Comment les calories migrent-elles ?

  • Par rayonnement (déplacement de la chaleur sous forme de rayon lumineux),
  • Par convection (déplacement de la chaleur par mouvement d’air),
  • Par conduction (par contact des particules au cœur de la matière).

Sachant comment la chaleur se déplace, à nous de l’en empêcher en nous attaquant aux 3 modes de transmission.

Le rayonnement

Le rayon lumineux, aussi longtemps qu’il n’est pas arrêté, conserve en lui-même son énergie originelle. Fort de cette faculté, beaucoup ont pensé qu’il suffirait de le réfléchir pour le renvoyer d’où il vient : dehors l’été, dedans l’hiver. Ce serait vrai si nous vivions dans le vide, ce qui, jusqu’à plus ample informé, n’est pas le cas !

Et alors, ça change quoi ? Pas mal de choses :

  • Pour réfléchir, la surface doit rester propre, ce qui en dure pas longtemps, de la poussière s’y dépose rapidement, amenée là par les mouvements d’air dus à la convection (ceux qui ont déjà mis le nez dans un grenier ou des combles vides non nettoyés depuis quelques années savent à quel point ceci est vrai!),
  • Sauf exception, le rayon est renvoyé non perpendiculairement et il va probablement rencontrer un obstacle et ainsi être arrêté dans son mouvement,
  • Un rayon arrêté dissipe son énergie sous forme de chaleur, laquelle va chauffer l’élément obstacle qui, à son tour va chauffer l’air, lequel va se mettre en mouvement sous forme de convection.

Donc, au final, nous allons devoir gérer cette chaleur qui va se déplacer par convection et conduction. Notre position est que, tant qu’à faire, autant éviter ce genre de matériau qui ne fait que retarder (très peu) les phénomènes et traiter directement la chaleur en s’attaquant aux convection et conduction.

La convection

L’air, au contact d’un élément chauffant, chauffe et se dilate,

  • Il est alors plus léger et monte, libérant ainsi de l’espace,
  • En contact avec le parois extérieures froides , il se refroidit,
  • Il redevient plus lourd et redescend,
  • Il vient occuper l’espace libéré par l’air montant.

Voilà ce qu’on appelle une cellule de convection.

Lorsque l’air chaud arrive au contact d’un élément plus froid que lui, cet élément lui “prend” ses calories et ainsi, lui-même monte en température.

La conduction

Tout élément chaud (au-dessus du zéro absolu, -273°C) rayonne. Qu’il soit, gazeux, liquide ou solide, il est aussi “traverser” par la chaleur via la mise en mouvement des éléments qui le constituent. Ce transfert dans la matière est plus ou moins rapide, selon la nature du matériau.

Pour arrêter une convection, le plus simple est l’emploi d’un matériau composé de multiples éléments séparés par très peu d’espace. L’air n’y peut ainsi pas se déplacer. On dit qu’il devient captif. Exemples : laines minérales, végétales, d’origine animale, ouate de cellulose, liège, paille, bois et ese dérivés.

Pour arrêter une conduction, il faut choisir un matériau fibreux dont les fibres seront composées de matières peu caloporteuses. Ce sont les matériaux d’origine végétale qui disposent des meilleures qualités dans ce domaine.

En résumé

Le froid et le chaud sont des notions de température ressenties. Elles sont souvent le fruit d’un opposition entre 2 températures : on a chaud dans un igloo à 0° quand il fait – 50 ou -60° dehors et on ressent du frais quand on est dans un courant d’air à 20° alors qu’il fait 40° à l’ombre.

Plus que parler de froid et de chaud, de température à atteindre ou à ne pas dépasser, nous devrions parler de confort. Une notion qui nous est connue, que nous essayons obstinément d’atteindre et qui, pourtant, n’est jamais prise en compte dans les réglementations.  Pourquoi ?

Peut-être parce que, n’étant pas une valeur fixe mais un ressenti, elle peut être différente d’un individu à un autre.Cependant on en connaît les grandes règles, communes à tous, à chacun ensuite d’en fixer le niveau :

  • Une température générale stable,

– A la fois au niveau des lieux si on se déplace dans la maison,
– Ainsi que dans les variations dans le temps,

  • Une hygrométrie ni trop élevée, ni trop basse, entre 50 et 70%,
  • Pas de courant d’air,
  • Des températures de niveau proches pour tous les éléments (l’air ambiant, les parois (sol, plafond et murs), les meubles et tous les éléments de l’habitat).

Chez Build Green, nous pensons que la mise en oeuvre de matériaux judicieusement sélectionnés ainsi qu’une gestion saine et logique sont gages de réussite.

Vous trouverez de nombreux supports dans notre vidéothèque et dans notre médiathèque (à droite) et nous sommes certains que vous saurez en tirer le meilleur parti.

Sources :

  1. Montée de la température : http://www.radiomelodie.com/actus/actu-24082016id5866.jpg
  1. Fonctionnement pompe à chaleur pour produire de l’énergie : http://www.rouchenergies.fr/images/chauffage/pompe-a-chaleur/Principe-de-base-pompe-a-chaleur-1200×592-v2.jpg
  1. Nombre moyen annuel de jours avec chaleur : http://farm6.staticflickr.com/5260/5416503404_6b2fe7140b_b.jpg
  1. Isolation thermique pour conserver la chaleur à l’intérieur : http://www.bio-france-isolation.fr/wp-content/uploads/2012/11/travaux-isolation-1-zoom.jpg

 

Consultez nos autres dossiers Filières : 

Ventilation et renouvellement d’air L’assainissement autonome
Consom’action L’auto-alimentation
Habitats alternatifs et non conventionnels Les revêtements de sols, murs et plafonds
Habitat groupé
et éco-quartiers
Les éco-matériaux et matériaux biosourcés
La Domotique et les objets connectés Champs électromagnétiques et électrohypersensibilité
Les énergies renouvelables Végétalisation et toiture végétalisée
Le Recyclage et la gestion des déchets Récupération de l’eau

Enregistrer

Enregistrer

Enregistrer