Un chauffage basse température pour plus de confort

Mieux chauffer pour moins consommer

Chauffer un local demande de compenser à tout moment ses déperditions de façon à apporter le confort à ses occupants pour un coût raisonnable. Le chauffage électrique est pénalisé par le prix élevé du kilowatt-heure électrique, environ 40% plus cher que les énergies fossiles (gaz et fioul), mais il peut mettre à profit sa grande souplesse pour offrir une excellente efficacité thermique. Les progrès réalisés ces dernières années par les fabricants d'émetteurs de chaleur à effet joule se sont focalisés sur le développement d'appareils de chauffage rayonnants qui fournissent de la chaleur à basse température et en continu. L'absence de phénomènes de convection rapide et de vagues de chaleur améliore grandement la stabilité, le confort thermique et réduit la consommation. A confort égal, il devient possible de réduire la consigne, parfois de plusieurs degrés.

A l'image du chauffage central qui a adopté un fonctionnement basse température (CBT) en utilisant de l'eau qui circule en moyenne à 50°C au lieu de 80°C, le chauffage électrique moderne offre des solutions plus confortables grâce à l'inertie et des corps de chauffe ayant une grande surface d'échange. La répartition de la chaleur est plus uniforme, l'air est plus sain et le rayonnement doux participe au réchauffement direct des personnes sans créer d'inconfort.

Normes et certifications des appareils électrodomestiques
de chauffage à action directe

Publiée en avril 1977 et améliorée en 1985 et 1989, la norme française NF C 73-251 est la première réglementation obligatoire visant à définir des caractéristiques minimales de sécurité, d'efficacité et d'aptitude à la fonction des appareils électrodomestiques de chauffage à action directe. Elle est issue d'une transposition de la directive européenne EN 60335-2-30 "Particular requirements for room heaters". La température sur toutes les parois accessibles de l'appareil ne doit pas dépasser 90°C et celle de la chaleur émise dans le plan de la grille de sortie d'air ne doit pas dépasser 120°C. L'efficacité des thermostats électroniques à compensation doit contenir la dérive en charge et l'amplitude des variations sous 2,5°C.

Une méthode pour mesurer les performances des appareils électrodomestiques de chauffage électrique à action directs (norme IEC 60675) a été publiée dans sa 1ere version en 1994 par la Commission Electrotechnique Internationale (CEI). La transposition française est la méthodes de mesure de l'aptitude à la fonction NF EN 60675.

En 2003, pour répondre aux exigences de la RT2005, le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) a agréé l'Association Européenne des Contrôles et de l'Automation du Bâtiment (Eu.BAC) dans sa mission à déterminer la performance énergétique des thermostats et régulateurs de chauffage, et mettre en place une certification. Aujourd'hui, le certification des régulateurs de chauffage s'appuie sur la norme européenne EN 15500 (2017).

NF Electricité Performance :

Pour guider les professionnels intervenant dans le cadre de la construction neuve soumise à réglementation thermique à partir de 1974, la certification volontaire NF089 établie par l'AFNOR, le laboratoire LCIE et les fabricants français a commencé par définir 3 niveaux de performance pour les émetteurs de chaleur électriques localisés : les catégories A, B et C connues sous la marque de certification NF Electricité performance.

A ce jour, les étoiles ont remplacé les lettres, et la réglementation thermique dans l'habitat neuf conseille d'installer des appareils de chauffage électrique à action directe classés au minimum en catégorie C (CAT C) ou 2 étoiles.

Les caractéristiques minimales à respecter par ces appareils de chauffage électriques correspondent aux exigences de la RT2005 et sont comparables à des émetteurs moyenne température :

Stabilité : Se comporter comme un point chaud permanent dont la température ne varie pas de plus de 15°C.
Dispersion : Les différences de températures en surface ne doivent pas dépasser 30°C.
Températures d'émission : Echauffement maximal de 70°C en surface et pas d'air à plus de 100°C en grille de sortie d'un convecteur.
Thermostat électronique précis : Précision au 1/10em de degré avec 4 ou 6 ordres pilotes.
Régulation efficace : La température mesurée dans la pièce chauffée à 20°C ne doit pas varier de plus de 2°C autour de la consigne. Dérive max 1,5°C et amplitude inférieure à 0,5°C.
Coefficient d'aptitude : Le couple thermostat émetteur est caractérisée par son CA (coefficient d'aptitude) qui représente le niveau d'homogénéité de la chaleur dans l'espace et dans le temps. Soit la variation spatio-temporelle de la température par rapport au point de consigne. Ecart maximal de 2°C.
En régime normal la température à la verticale du chauffage ne doit pas dépasser de 20°C la température ambiante. Caractéristiques stables en variation de charge (20 à 80%)... etc..

Les thermostats à six ordres pilotes sont obligatoires depuis 2008. Pour être certifié par le laboratoire LCIE, le matériél passe également des tests d'endurance du dispositif de coupure et du corps de chauffe. L'usage des appareils classés dans les catégories B et A est déconseillé. L'usage des convecteurs quelque soit leur classement est déconseillé dans les pièces de vie en raison d'un confort thermique insuffisant. Les panneaux rayonnants sont le garde fou de la réglementation thermique.

Cette certification a évolué en 2014 (actuellement revB 01_2015) en un classement plus sélectif repéré par des étoiles. La catégorie la plus performante "3 étoiles oeil" accueille les exigences de la directive européenne Ecodesign entrée en vigueur en janvier 2018 pour le chauffage électrique. Le banc d'essai réalise aussi la mesure du coefficient d'aptitude, de variation des température de surface et de sortie d'air, les variations en dérive et en amplitude de la température ambiante, et réalise des tests de fiabilité et d'endurance.

Norme de certification des radiateurs électriques

Norme de certification des radiateurs électriques

Les fonctions avancées de la catégorie 3 étoiles oeil sont :

Détection d'ouverture de fenêtre avec passage en mode "arrêt" ou "hors-gel"
Détecteur d'absence réduisant l'allure et passant progressivement au mode "éco"
Information de consommation à 3 niveaux
Régulation à faibles dérive < 1°C et d'amplitude < 0,3°C

Sous certaines conditions, l'installation et l'achat d'émetteurs électriques à régulation électronique à fonctions avancées classés 3 étoiles oeil ou équivalent est éligible aux certificats d'économie d'énergie sous le numéro d'opération n° BAR-TH-158 (a pris fin en 2022).

Des technologies très différentes

Pour répondre aux éxigences réglementaires, les fabricants de chauffages électriques muraux ont développé une grande diversité de solutions dont il n'est pas toujours aisé de comprendre les différences pour bien orienter son choix. Il serait intéressant que les constructeurs indiquent systématiquement le CA et les parts de convection et de rayonnement de leurs produits.

En 2018, le marché semble consacrer trois technologies : les radiateurs à inertie fluide en fonte d'aluminium, les double système de chauffe et les panneaux chauffants fermés en matière minérale. Tous ces émetteurs affichent un taux de rayonnement d'au moins 25% nécessaire pour obtenir le confort thermique en présence de parois froides.

Les régulations performantes capables de gérer avec efficacité les transitions d'allure (ECO/CONFORT) intègrent les algorithmess PID et la commande par gradateur à trains d'onde activée toute les minutes pour stabiliser avec précision la température des émetteur quelque soit leur niveau d'inertie.

De réelles avancées avec la RT2012 !

La nouvelle réglementation thermique entrée en vigueur au 1er janvier 2013 impose à l'habitat des critères de sobriété énergétique sans précédent, en divisant par trois le niveau de consommation d'énergie primaire. Afin de mieux intégrer la technologie des émetteurs de chaleur, la RT202 prend précisément en compte les propriétés des émetteurs de chaleur en intégrant aux calculs réglementaires 4 nouveaux critères :

La variation temporelle
La variation spatiale
La part convective
Les déperditions à l'arrière

La matrice de calcul RT2012 permet de renseigner la valeur certifiée par le fabriquant de l'émetteur de chaleur, ou à défaut, d'indiquer la classe A,B ou C dans laquelle est classé l'émetteur de chaleur. L'apparition de ces critères devrait faire évoluer dans le bon sens l'information donnée aux consommateurs sur les performances des appareils de chauffage.