Le confort thermique

Isolation

Nous avons tous ressentis des conforts thermique différents en fonction des divers endroits où nous nous trouvons Il s’agit des sensations de chaud ou de froid que nous éprouvons au quotidien. Mais ces perceptions semblent assez aléatoires, pourquoi avons nous parfois froid à 22°C alors que l’ on se sent habituellement bien à 19°C ? Je vous explique dans cette article les facteurs qui influencent notre perception de la chaleur et comment optimiser le confort thermique de votre logement.

Le corps en équilibre

L’homme est homéotherme c’est-à-dire que sa température corporelle demeure constante quelles que soient les caractéristiques thermique (température, humidité, etc.) de son environnement. Cela est possible grâce à l’échange de chaleur que le corps humain réalise en permanence avec son environnement.

Pour se sentir « bien », en confort il faut que le corps produise autant de chaleur qu’il en perd. La production naturelle de chaleur de notre organisme se fait majoritairement grâce aux fonctionnements de nos muscles. C’est pourquoi plus nous sommes actifs et plus nous sommes résistants au froid. Lorsque la production naturelle de chaleur ne compense plus les déperditions, le corps peux s’adapter de plusieurs manières :

– La vasodilatation ou vasoconstriction permet d’adapter la circulation sanguine des extrémités afin de modifier l’échange de chaleur entre le corps et l’air ambiant. Elle peut ainsi aider au refroidissement du corps ou,au contraire, concentrer la chaleur vers les organes vitaux.

-Le frissonnement permet de faire fonctionner les muscles afin qu’ils produisent de la chaleur. Il faut savoir qu’un muscle transforme 90 % de l’énergie chimique (nutriments) en énergie thermique.

-La transpiration permet de rafraîchir le corps grâce à l’évaporation de sueur.

Cependant notre corps à des limites d’adaptation, C’est pour cela que nous devons l’aider notamment en adaptant la température de nos logements et bureaux. Pour cela nous pouvons agir sur les échanges thermiques, aussi appelé transferts thermiques ou tout simplement « chaleur ».

Cette chaleur peut être régulée par 3 vecteurs : la conduction, la convection et le rayonnement.

L’influence de la conduction sur le confort thermique

L’échange de chaleur par conduction est directement lié à la température de l’air. En effet plus la différence de température entre l’air et le corps est importante plus l’échange est conséquent.

Comme nous venons de le voir, pour se sentir bien il faut réduire cet échange. Nos ancêtres l’ont bien compris et on ainsi créé les vêtements pour se protéger du froid, bien avant les préoccupations de pudeur ou d’esthétique. En effet, le rôle principal des habits est d’isoler le corps (de la même manière qu’un isolant de maison). Le fait d’être habillé permet de piéger la chaleur proche de notre corps et d’atténuer la sensation de froid. Il est donc naturel que l’on adapte ses vêtements à la température de l’air (techniquement on adapte la résistance de l’isolant que l’on porte).

Sur le même principe, pour bénéficier d’un confort thermique dans les bâtiments il faut les isoler de l’extérieur. Cela permet de limiter les échanges de chaleur, de la même manière que nous le faisons avec notre corps, et réduit le besoin de chauffage . Enfin, pour faire des économies d’énergie, vous pouvez adapter la température des pièces à votre activité .

Tableau de température de confort selon l'activité
Température de confort d’une pièce selon l’activité

Le rôle de la convection sur la sensation de chaleur

Comme nous venons de le voir, la température de l’air influence notre confort thermique. Cependant il arrive régulièrement que notre sensation de chaleur ne soit pas la même malgré une température constante. En effet, nous pouvons ressentir des effets de courants d’air. Notre corps est très sensible à ces derniers car il est capable de détecter un mouvement d’air d’une vitesse de 0,15m/s soit 0,5km/h. Bien sur, plus le courant d’air sera froid et plus il sera perceptible mais même à température ambiante il procurera une sensation d’inconfort.

Pour limiter ces désagréments dans les bâtiments, il faut :

-Installer une ventilation mécanique contrôlée (VMC). Cette dernière est chargée de gérer le débit d’air qui entre dans l’habitation. Vous pouvez retrouver plus d’informations dans mes articles sur l’importance de la ventilation et quelle VMC choisir.

– Vérifier l’étanchéité du bâtiment. Une fois la VMC installée il faut veiller à limiter les fuites d’air qui entraîneraient une sur-ventilation et donc des courants d’air. Sinon , la sensation d ‘inconfort resterait la même et la consommation d’énergie (chauffage) pourrait, en plus, augmenter.

L’impact du rayonnement sur le confort thermique

Le rayonnement est le facteur plus important de tous. C’est ce qui nous fait nous sentir bien lors d’une ballade au soleil en plein hiver ou au contraire avoir froid lors d’une journée de printemps nuageuse. Notre corps peut recevoir de la chaleur par rayonnement infrarouge et ces rayons peuvent nous réchauffer sans modifier la température de l’air. En effet, ce n’est qu’au moment où les rayons infrarouges  atteignent la peau, qu’ils mettent en mouvement les atomes et libèrent de l’énergie, ressentie sous la forme de chaleur.

A l’extérieur, la principale source d’infrarouge est le soleil. Cependant tous les objets dégagent un rayonnement. L’intensité de ce celui-ci est directement liée à la chaleur de l’objet.

Dans un bâtiment, si une paroi n’est pas isolée elle sera proche de la température extérieure et donc paraîtra froide en hiver. Votre corps détectera l’absence de rayonnement du mur et vous aurez une sensation de froid qu’il faudra compenser en augmentant la température de l’air par l’utilisation de système de chauffage. Cela occasionne une sur-consommation d’énergie.

La solution pour optimiser son confort thermique est donc d’isoler les parois par l’intérieur ou par l’extérieur afin que la température de surface soit proche de celle de l’air ambiant. De manière générale, l’inconfort par manque de rayonnement se fait sentir lorsque les murs ont une température de surface inférieure de 5°C par rapport à l’air ambiant. Pour les fenêtres, la différence de température doit être inférieur à 8°C. Enfin la température du sol doit être supérieur à 17°C

température de surface  minimum des parois

L’ humidité relative et le gradient de température

En plus de ces 3 effets thermiques notre corps est sensible à l’humidité relative ( vapeur d’eau contenue dans l’air) et aux variations de température entre les différentes parties de son habitat.

Dans un logement ou un bureau, l’humidité relative doit se situer entre 40 % et 70 % pour garantir un bon confort thermique. En deçà, notre corps se déshydrate  et nous ressentons des sensations inconfortables. A l’inverse, au delà de 70 % la transpiration devient plus difficile et il est plus compliqué de se rafraîchir naturellement. Cependant un excès d’humidité peut aussi être préjudiciable pour votre logement car il augmente le risque de condensation s’il y a des ponts thermiques ( zones où l’isolation est insuffisante ). Cela pose également des problèmes sanitaires avec le développement de moisissures qui sont la première cause de dégradation des bâtiments.

Dans une pièce calme, l’air à tendance à s’organiser en couche selon sa température, c’est ce que l’on appelle la stratification. Pour garder un bon niveau de confort, il vous est recommandé d’avoir une différence de température entre le sol et le plafond inférieure à 1 °C par mètre . Cette différence de température n’est pas respectée lorsque la pièce est chauffée par des convecteurs électrique (l’air chaud, par convection, s’envole directement au plafond ) ou par des planchers chauffants haute température. Pour limiter l’inconfort thermique (jambes lourdes, maux de tête,…) il faut limiter la température du sol à 28°C (pour les plancher chauffants) et favoriser des chauffages par rayonnements. De plus, pour les pièces avec de grandes hauteurs sous plafond, vous pouvez installer un déstratificateur. C’est un ventilateur accroché au plafond qui repousse l’air chaud vers le sol.

En résumé :

Le confort thermique correspond au ressenti de chaleur résultant de plusieurs phénomènes physiques. Chacun de nous est différent et les perceptions ne sont pas identiques d’une personne à l’autre. Cependant, des règles générales permettent d’optimiser le confort thermique dans son logement. Je vous invite donc à analyser ce qui peut-être une source d’inconfort dans votre habitat. Si vous souhaitez obtenir des mesures précises (thermographie, hygrométrie) ou des conseils spécifiques à votre logement et à vos besoins, n’hésitez pas à me contacter. Je peux me déplacer à votre domicile afin que nous étudions ensemble les pistes d’amélioration de votre confort thermique.

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