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Un sixième sens : le sens thermique

Dossier - Les clés du confort thermique
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Protection contre le froid, le chaud, le vent, la pluie, la maison est parfois présentée comme notre troisième peau. Mais pour concevoir une telle enveloppe, garante du confort de ses occupants, encore faut-il connaître les clés du bien-être thermique. Plongée à la croisée de la biologie, de la physique et de l’écologie.

  
DossiersLes clés du confort thermique
 

Comme tous les animaux foulant la planète, l'Homme échange en permanence de la chaleur avec son environnement thermique. Pour maintenir une  température corporelle stable à environ 37,5 °C, la nature nous a équipés de capteurs thermiques hyper-perfectionnés.

Appartement moderne avec tout le confort thermique nécessaire. © Zastolskiy Victor, Shutterstock

Répartis à la  surface du corps, ils analysent en permanence la température de la peau. Une faculté que Lisa Heschong apparente à un véritable sens, le sens thermique, qui rivalise avec la vue ou l'odorat. Or, la température de la peau dépend, par ordre d'importance décroissante, des quatre facteurs suivants :

- La température rayonnante moyenne, c'est-à-dire une moyenne des  températures des surfaces qui nous entourent et avec lesquelles nous  échangeons de la chaleur par rayonnement infrarouge (murs, fenêtres,  radiateurs...). Une paroi froide comme un simple vitrage absorbe le rayonnement chaud de notre corps et provoque une sensation de froid. Des différences de température trop marquées nous paraissent  désagréables.

C'est le cas quand nous nous trouvons par exemple près d'une fenêtre simple vitrage, elle-même au milieu d'une paroi chaude,  ou encore entre une paroi froide et une paroi chaude.

Le mur "stockeur" est idéal car il offre une surface rayonnante à hauteur du corps humain. © Sylvain Moreteau

- La température de l'air, celle mesurée par les thermomètres classiques. L'air chaud, plus léger, s'élève et a tendance à se « coller » au plafond. Cette  stratification thermique due à la convection est désagréablement perçue par les habitants si la différence de température entre la tête et les pieds est supérieure à 3 °C. D'autre part, pour une  sensation de confort optimale, la température de l'air doit être de 1  à 3 °C au-dessous de la température rayonnante moyenne.

- La vitesse de l'air : elle doit être comprise entre 0,1 et 0,15 m/s. Au-delà, cela favorise l'évaporation de la transpiration et provoque une  sensation de courant d'air désagréable en hiver, mais appréciable en  été.

- L'hygrométrie. L'idéal est une humidité relative comprise entre 40 et 60 %. Trop importante, l'humidité de l'air atténue l'effet  isolant de nos vêtements en hiver et limite l'évaporation de notre  transpiration en été.S'il n'y a pas de courant d'air particulier et  que l'hygrométrie relative avoisine les 50 %, la perception que l'on a de la température correspond à une moyenne entre la température  rayonnante et la température de l'air (1). Ainsi la température  perçue est la même pour des parois et un air à 19 °C que pour un air  à 17 °C et des parois à 21 °C, mais la deuxième situation paraîtra  plus agréable. Par conséquent, non seulement il est plus agréable de favoriser la chaleur par rayonnement, plus stable et homogène, mais c'est également plus avantageux financièrement : 1 °C de moins pour  l'air, c'est une réduction de 7 % de votre facture de chauffage.

Les chauffages à éviter

Les systèmes les moins confortables sont le foyer fermé, ou l'insert,  avec souffleries d'air chaud et le convecteur basique. Poussières carbonisées, assèchement de l'air, stratification thermique et  consommation supplémentaire sont au rendez-vous ! Les radiateurs électriques radiants ou rayonnants, en dispensant environ 15 à 40 % de chaleur par rayonnement, ne font guère mieux. Les planchers et plafonds rayonnants électriques présentent l'avantage de diffuser une chaleur en quasi-totalité par rayonnement avec peu de phénomènes de convection. Mais, en raison du mode de production de l'électricité « à la française », nucléaire à 78 %, et du faible rendement  énergétique des centrales électriques, nous déconseillons vivement ce  type d'installations.

(1) En réalité la température rayonnante joue un rôle environ 15 % supérieur à la température de l'air.