Confort thermique

L’abondance énergétique et les avancées techniques des dernières décennies ont radicalement transformé notre rapport au chauffage et à l'efficacité énergétique des bâtiments. L’amélioration des systèmes de chauffage, couplée à une isolation thermique de plus en plus performante, a permis d’atteindre des niveaux de confort satisfaisant dans nos espaces de vie… au détriment de la sobriété.

Il ne faut pas perdre de vu que l’objectif principal est de se trouver dans une situation de confort plutôt que d’atteindre une température ambiante donnée. Se concentrer sur le confort thermique avant de réfléchir au système de chauffage et à sa puissance est essentiel pour réduire ses consommations d’énergie.

La notion de confort thermique peut être difficile à appréhender car elle s’appuie sur des phénomènes physiques parfois complexes et contre intuitifs, ainsi que sur notre fonctionnement métabolique. Cet article vise à introduire certaines notions pour vous permettre de prendre des décisions éclairées.

Transferts thermiques

La température d’objets ou de fluides dans un système tend toujours à s’équilibrer via des transferts de chaleur du plus chaud vers le plus froid. Ces transferts thermiques sont de 3 natures distinctes :

• Convection : transfert de chaleur entre un objet et son environnement dû à un mouvement de fluide (comme l’air ou l’eau). Notre corps transfert constamment de la chaleur vers l’air en contact qui est généralement plus froid.

• Conduction : transfert d’énergie au sein du objet ou entre des objets en contact physique. Nos pieds transfèrent de l’énergie vers le sol en contact s’il est plus froid. De même, nos fesses transfèrent de la chaleur vers notre chaise par contact.

• Radiation : transfert d’énergie par émission de rayonnement électromagnétique. Ce mode de transfert est le moins intuitif mais pas le moins efficace. Le soleil nous transfert de l’énergie par radiation lorsque ces rayonnements atteignent notre peau. Cependant, tous objets nous entourant nous transfert aussi de la chaleur par ce mode de transfert tout comme nous transférons aussi notre chaleur aux objets environnements par ce phénomène. Ainsi, en étant positionné à quelques mètres d’une paroi froide, nous lui transférons notre chaleur sans la toucher par radiation. A quelques mètres d’un feu ou d’un poêle chaud, celui-ci nous transmet sa chaleur par radiation.

Mode de transfer de chaleur

Qu’est-ce que le confort thermique ?

Métabolisme

Notre température corporelle est en moyenne autour de 36,5 °C et notre métabolisme la régule naturellement. Par exemple, nous évacuons de la chaleur par évaporation et par transpiration lorsque notre température corporelle augmente. Nos poils s’hérissent pour limiter les pertes de chaleur lorsque notre température corporelle baisse.

Par ailleurs, notre corps produit constamment de la chaleur dû au fonctionnement de notre métabolisme. Même au repos, de la chaleur est produite et cette production augmente lorsque nous sommes actifs, par exemple, lors de la digestion ou pendant une activité physique.

Cependant, notre température corporelle n’augmente pas car nous évacuons cet excès de chaleur vers notre environnement par transpiration et évaporation, mais aussi via les 3 modes de transferts de chaleur présentés précédement.

Inconfort 

L’inconfort thermique est ressenti dans deux situations :

1. Inconfort d’été : notre métabolisme ne parvient pas à évacuer assez de chaleur vers l’environnement et les transferts thermiques sont insuffisants, ou pire, dans le « mauvais sens ». Sensation de surchauffe.

2. Inconfort d’hiver : notre métabolisme ne produit pas assez de chaleur pour compenser les transferts thermiques vers notre environnement. Nous perdons notre chaleur vers l’environnement. Sensation de froid.

Influence des transferts de chaleur sur le confort thermique

Il est établie que 6 paramètres principaux ont une influence sur les transferts de chaleur entre notre corps et notre environnement, et donc, sur notre ressenti de confort :

• Le métabolisme qui produit la chaleur pour maintenir une température à environ 36,7°. Elle varie selon les personnes et surtout selon l’activité.

• L’habillement qui représente une résistance thermique au échange de chaleur.

• La température de l’air ambiant qui échange de la chaleur avec la surface du corps par convection.

• La température des parois qui échangent de la chaleur avec le corps par rayonnement.

• L’humidité relative de l’air qui augmente notamment les échanges de chaleur par convection. L’humidité relative est le rapport, exprimé en pourcentage, entre la quantité de vapeur d'eau présente dans l'air par rapport à la quantité maximale que cet air peut contenir à une température donnée (voir article dédié). 

• La vitesse de l’air qui favorise les échanges de chaleur avec le corps par convection.

Les études montrent qu’à une humidité relative d’environ 50%, notre ressenti de température est autant dû aux transferts par radiation que par convection. Ainsi, pour un ressenti de température équivalent (exemple 19,5°C), la sensation de confort sera supérieure et plus stable lorsque les températures de l’air et des parois sont proches. La consommation d’énergie sera aussi plus faible.

La conduction, notamment avec le sol, représente une faible proportion (<5%), particulièrement si les pieds sont chaussés (= isolé).

Comprendre les modes de transfert de chaleur et leurs influences sur les paramètres du confort thermique permet de mettre en lumière l’importance de ne pas considérer uniquement la température de l’air ambiant pour atteindre un niveau de confort satisfaisant.

Se faire conseiller et accompagner par un professionnel indépendant offre l’assurance d’une expertise spécialisée et des solutions sur-mesure. Vous obtenez une vision globale du projet et vous pouvez prendre des décisions éclairées. Vous évitez de perdre du temps en faisant des erreurs contre-productives qui impactent souvent le budget. Profitez de l’expérience.