Ce lexique réunit les termes que l'on croise dans le calcul des déperditions, sur les plans et dans les échanges avec les fabricants, et les explique sans supposer que vous avez la norme ouverte sur votre bureau. Chaque entrée se suffit à elle-même : inutile de tout lire depuis le début pour en comprendre une.
Si vous cherchez la version destinée aux clients, nous avons écrit un second lexique pour les particuliers : les documents et les termes qu'un installateur demande au début d'un chantier.
Les bases
Calcul des déperditions
Les déperditions de base du bâtiment : la puissance dont il a besoin à l'heure la plus froide de l'année pour maintenir la température intérieure voulue. La NF EN 12831-1 appelle ce chiffre la charge thermique de base (Φ_HL) : les déperditions par transmission et par ventilation, plus l'éventuelle puissance de relance, moins les apports internes. Dans la pratique, on parle simplement de déperditions. Le résultat est une puissance en watts ou en kilowatts, calculée pièce par pièce. Tout ce qui vient ensuite dans le projet - générateur, radiateurs, pas de pose, ballon tampon - hérite de son erreur. Pour aller plus loin : le calcul de déperdition thermique d'une maison et ce qui en dépend.
NF EN 12831-1
La norme qui définit la méthode de calcul des déperditions de base. L'édition en vigueur est l'EN 12831-1:2017. Pour ses valeurs par défaut, elle renvoie à son annexe B informative, que chaque pays peut remplacer par ses propres valeurs ; HeatAlgo calcule avec les valeurs par défaut de la norme, sauf si vous saisissez les vôtres. La norme s'appuie sur deux autres : la NF EN ISO 6946 pour les parois et la NF EN ISO 13370 pour les échanges avec le sol.
Puissance et énergie
Deux grandeurs différentes, que l'on confond sans cesse. La puissance (W, kW) est le besoin instantané dans les conditions de base et sert à choisir l'équipement. L'énergie (kWh, kWh/an) est la consommation dans le temps et détermine le coût d'usage. Une pompe de 8 kW et un bâtiment qui consomme 12 000 kWh par an sont deux faits indépendants : on ne déduit pas l'un de l'autre sans hypothèses supplémentaires.
Diagnostic de performance énergétique (DPE)
Un document qui indique la consommation d'énergie annuelle d'un logement (kWh/m²·an), établi à des fins réglementaires et de comparaison. Ce n'est pas un calcul des déperditions de base et il ne le remplace pas pour dimensionner un équipement. C'est en revanche souvent une bonne source de données d'entrée : il contient souvent les coefficients U des parois et les hypothèses de ventilation retenues.
Les parois
Paroi
Tout ce qui sépare un espace chauffé d'un espace à une autre température : mur extérieur, mur sur garage non chauffé, plancher sous combles non chauffés, toiture, dalle sur terre-plein, fenêtre, porte. Chacune a sa surface, son coefficient U et son coefficient de réduction de température.
Coefficient U
Le nombre de watts qui traversent un mètre carré de paroi par kelvin d'écart de température, en W/(m²·K). C'est le chiffre clé de la qualité d'une paroi : plus il est bas, mieux c'est. Il se calcule selon la NF EN ISO 6946 à partir des couches : U = 1 / (Rsi + ΣR + Rse).
Coefficient U d'un mur extérieur
- Brique pleine, 38 cm, sans isolant1,30
- Même mur + 5 cm de PSE0,50
- Brique alvéolaire + 12 cm de PSE0,24
- Brique alvéolaire + 20 cm de PSE0,16
- Brique alvéolaire + 30 cm de PSE0,11
Conductivité thermique lambda (λ)
Une propriété du matériau : sa capacité à conduire la chaleur, en W/(m·K). Le PSE est autour de 0,031-0,045, la laine minérale du même ordre, la brique pleine autour de 0,77, le béton armé autour de 1,7. Lambda ne dépend pas de l'épaisseur : il caractérise le matériau, pas la couche. Les fabricants l'indiquent dans la déclaration des performances.
Résistance thermique R
La résistance d'une couche de matériau, en m²·K/W, calculée par R = d / λ, où d est l'épaisseur en mètres. 20 cm de PSE à λ = 0,040 donnent R = 0,20 / 0,040 = 5,0 m²·K/W. Les résistances des couches s'additionnent, et c'est cette somme qui donne U. S'y ajoutent les résistances superficielles : Rsi côté intérieur, Rse côté extérieur.
Du matériau à la paroi
Matériau
λW/(m·K)
La capacité du matériau à conduire la chaleur. Indépendante de l'épaisseur.
PSE : λ = 0,040
Couche
Rm²·K/W
La résistance d'une couche d'épaisseur d donnée.
R = 0,20 / 0,040 = 5,0
Paroi
UW/(m²·K)
La paroi entière : toutes les couches plus les résistances superficielles.
U = 1 / 6,23 = 0,16
Pont thermique
Un endroit où la chaleur s'échappe plus vite qu'à travers la surface qui l'entoure : angle, chaînage, linteau, dalle de balcon, tableau de fenêtre, traversée de structure. Les ponts linéiques se décrivent par Ψ (psi) en W/(m·K), les ponts ponctuels par χ (chi) en W/K.
La méthode de la NF EN 12831-1 § 6.3.2.2 les prend en compte sous forme d'un supplément ΔU_TB ajouté au U de chaque paroi, selon la qualité du traitement des détails : environ 0,02 W/(m²·K) pour un bâtiment aux détails bien traités, 0,05 pour un bâtiment courant, 0,10 pour une rénovation, 0,15 pour un bâtiment aux détails médiocres. La méthode détaillée Ψ·L·ΔT de l'annexe C demande un catalogue de détails pour chaque liaison.
Plus le bâtiment est isolé, plus la part des ponts thermiques dans les déperditions totales augmente, car la part qui traverse les parois elles-mêmes diminue. Ignorer les ponts thermiques est une erreur plus lourde dans le neuf que dans l'ancien.
Où se forme un pont thermique, et ce qu'il coûte
Supplément ΔU_TB selon la qualité des détails (NF EN 12831-1, annexe B.2.1) : (W/(m²·K))
- Détails bien traités0,02
- Courant0,05
- Rénovation0,10
- Détails médiocres0,15
Coefficient de réduction de température b_u
Un multiplicateur qui tient compte du fait que toutes les parois ne donnent pas sur l'air extérieur. Pour un mur extérieur, b_u = 1. Pour un mur sur garage non chauffé, un plancher sous combles non chauffés ou une dalle sur terre-plein, b_u est inférieur à 1, car l'écart de température est plus faible. Les valeurs par défaut figurent dans l'annexe B.2.4 ; on peut aussi calculer b_u = (θint - θu) / (θint - θe) à partir de la température retenue pour l'espace voisin.
Les conditions de base
Température extérieure de base (θe)
La température à laquelle on calcule les déperditions : pas la plus basse jamais relevée, mais une valeur statistique propre au lieu. Elle dépend de la localisation et de l'altitude. La même valeur doit être utilisée tout au long de la chaîne : dans le calcul des déperditions, dans le dimensionnement du générateur et dans les documents.
Zone climatique
Le découpage du territoire en zones qui partagent une même température extérieure de base. La conséquence pratique : avec 20 °C à l'intérieur, l'écart entre -16 °C et -20 °C représente environ 11 % des déperditions, ce qui fait souvent une classe d'équipement entière.
Température intérieure de calcul (θint)
La température que l'installation doit maintenir dans une pièce donnée. Ce n'est pas un chiffre unique pour tout le bâtiment : un séjour, une salle de bain et un garage ont des valeurs différentes, et l'écart entre pièces voisines crée un flux de chaleur entre elles, qui fait aussi partie du calcul.
Taux de renouvellement d'air (n)
Le nombre de fois par heure où tout le volume d'air d'une pièce est renouvelé, en h⁻¹. Le calcul retient la plus grande de deux valeurs : le minimum hygiénique lié à l'usage de la pièce (0,5 h⁻¹ pour les pièces d'habitation selon le tableau B.7) et l'infiltration liée à l'étanchéité à l'air du bâtiment.
n50 et test d'étanchéité à l'air
n50 est le taux de renouvellement d'air sous une différence de pression forcée de 50 Pa, mesuré par un test à la porte soufflante. La norme retient une infiltration de calcul d'environ 0,1 × n50 et recommande n50 ≤ 3 h⁻¹ pour les logements. Valeurs courantes : environ 1,0 pour un bâtiment très étanche, 3,0 pour un bâtiment neuf moyen, 6,0 pour un bâtiment peu étanche ou ancien.
Déperditions par transmission et par ventilation
Deux flux indépendants qui composent les déperditions d'une pièce. La transmission est la chaleur qui traverse les parois, calculée à partir de U, de la surface et de l'écart de température. La ventilation est la chaleur qu'emporte l'air échangé avec l'extérieur, calculée à partir du taux de renouvellement d'air et du volume de la pièce. Leur rapport indique ce qu'il vaut la peine d'améliorer : dans un bâtiment bien isolé, la ventilation peut dominer, et ajouter de l'isolant change alors peu de chose.
Puissance de relance (Φ_hu)
La puissance supplémentaire nécessaire pour remonter une pièce en température après une période de réduit - utile pour les installations avec abaissement de nuit. Elle se calcule à partir de la surface et d'une puissance de relance spécifique (§ 6.3.4). La norme précise que, dans bien des cas, elle n'est pas nécessaire.
Installation et générateur
Dimensionnement monovalent
La pompe à chaleur couvre seule tous les besoins du bâtiment, y compris à l'heure la plus froide de l'année. C'est plus simple, mais cela mène en général à une machine plus grosse et plus chère, qui passe le reste de la saison à charge partielle.
Point de bivalence
La température extérieure jusqu'à laquelle la pompe fonctionne seule ; en dessous, une résistance électrique ou un second générateur prend le relais. L'appoint ne couvre que la partie de la saison située sous ce point, et seulement l'écart entre les besoins et la puissance de la pompe : dans le bilan énergétique annuel, il ne pèse que quelques pour cent. C'est pourquoi remonter le point de bivalence de quelques degrés permet une machine nettement plus petite, au prix d'un peu d'appoint électrique. Un point de bivalence n'a de sens que s'il se situe au-dessus de la température extérieure de base.
Le point de bivalence est le croisement de deux courbes
COP et SCOP
Le COP est le rendement instantané : combien de kilowatts de chaleur la pompe fournit par kilowatt d'électricité, dans des conditions précises (température extérieure et température de départ). Le SCOP est le rendement saisonnier, moyenné sur toute la saison de chauffe. Un COP catalogue à A7/W35 et le SCOP réel d'une installation qui alimente des radiateurs à 55 °C sont deux chiffres sans rapport. Une pompe surdimensionnée fait des cycles courts à charge partielle, ce qui tire le SCOP réel vers le bas.
Température de départ et ΔT
La température de départ est celle de l'eau qui entre dans le réseau ; le ΔT est l'écart entre le départ et le retour. Un plancher chauffant fonctionne en général à 30-40 °C avec un ΔT d'environ 5 K, des radiateurs à 45-70 °C avec un ΔT d'environ 10 K. Chaque degré de départ en moins améliore le rendement de la pompe à chaleur : c'est pourquoi la température de départ est un résultat de l'étude, pas un bouton que l'on règle sur le chantier.
Courbe de chauffe
La relation entre la température de départ et la température extérieure, programmée dans la régulation du générateur. Plus il fait froid dehors, plus l'installation monte la température de départ. Une courbe trop raide, c'est de la surchauffe et un COP inutilement dégradé ; trop plate, c'est un manque de chauffage par grand froid.
Débitmètre et réglage
Le débitmètre d'un collecteur de plancher chauffant indique le débit d'une boucle, en général en l/min. Le réglage est la valeur que l'on y affiche. L'enjeu : les boucles n'ont ni la même longueur ni la même charge, donc sans équilibrage l'eau prend le chemin le plus court et la boucle la plus longue ne chauffe jamais sa pièce. Les réglages viennent du calcul hydraulique, pas d'un partage égal du débit.
Pas de pose
La distance entre deux tubes voisins d'une boucle de plancher chauffant, en général de 10 à 30 cm. Un pas plus serré donne plus de puissance par mètre carré à température de départ égale : c'est pourquoi on le resserre en zone de bordure, devant les fenêtres et dans les salles de bain.
Tube d'amenée
Le tronçon qui va du collecteur jusqu'au début du motif de pose de la boucle. L'amenée diffuse de la chaleur sur son passage : elle compte donc dans la longueur de la boucle et dans sa perte de charge.
Escargot et serpentin
Deux façons de poser une boucle de plancher chauffant. L'escargot alterne aller et retour côte à côte, ce qui garde une température de sol homogène. Le serpentin fait des allers-retours en rangées : plus simple à poser, il laisse un net gradient depuis l'arrivée. L'escargot est la pose par défaut dans les pièces de vie ; le serpentin convient aux zones de bordure et aux pièces étroites.
Deux façons de poser une boucle
Escargot
Aller et retour alternent côte à côte : la température du sol reste homogène. La pose par défaut dans les pièces de vie.
Serpentin
Le tube fait des allers-retours en rangées : plus simple à poser, mais il laisse un net gradient depuis l'arrivée. Convient aux zones de bordure et aux pièces étroites.
Ballon tampon et bouteille de découplage
Le ballon tampon est une réserve d'eau de chauffage qui augmente l'inertie de l'installation, allonge les cycles du générateur et limite les courts cycles. La bouteille de découplage sépare hydrauliquement le circuit générateur du circuit de distribution, pour que les circulateurs ne se disputent pas le débit ; son volume est négligeable. Deux appareils différents pour deux problèmes différents, même si les catalogues les confondent souvent.
Les termes les plus souvent confondus
Quatre paires à bien distinguer
Puissance (kW)
Le besoin instantané dans les conditions de base. Sert à choisir l'équipement.
Énergie (kWh)
La consommation dans le temps, en général sur un an. Détermine le coût d'usage.
La puissance ne dit rien de la consommation, ni la consommation de la puissance - pas sans hypothèses supplémentaires sur le climat et l'usage.
Lambda (λ)
Une propriété du matériau, en W/(m·K). Indépendante de l'épaisseur de la couche.
Coefficient U
Une propriété de la paroi entière, en W/(m²·K). Dépend de chaque couche et de son épaisseur.
On passe de l'un à l'autre : R = d/λ pour chaque couche, puis U = 1 / la somme des résistances.
Calcul des déperditions
La puissance de base du bâtiment selon la NF EN 12831-1, pièce par pièce.
DPE
La consommation annuelle d'énergie, en kWh/m²·an, à des fins réglementaires.
Le DPE peut être une bonne source de données pour le calcul, mais il ne le remplace pas.
Ballon tampon
Une réserve qui augmente l'inertie de l'installation. Limite les courts cycles du générateur.
Bouteille de découplage
Sépare le circuit générateur du circuit de distribution. Volume négligeable.
Une bouteille ne remplace pas un ballon tampon quand le problème est le court cycle, et un ballon tampon ne règle pas un conflit entre circulateurs.
Où ces termes apparaissent dans HeatAlgo
Le module de calcul des déperditions calcule pièce par pièce selon la NF EN 12831-1:2017 et affiche, pour chaque pièce, la répartition entre transmission, ponts thermiques et ventilation, et pour chaque paroi, les couches dont vient son coefficient U. Le module pompe à chaleur lit ces résultats en direct et travaille à la même température extérieure de base. Le module plancher chauffant mesure la longueur des boucles sur la géométrie réelle du plan, rayons de courbure et tubes d'amenée compris.
Calcul selon NF EN 12831-1 avec valeurs par défaut. Ne remplace pas la note de dimensionnement de votre installateur (CEE, MaPrimeRénov') ni une étude thermique RE2020.D'autres ressources vous attendent dans le centre d'aide.
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