Calcul plancher chauffant électrique

Avec le calcul du plancher chauffant, il s'agit de trouver la meilleure équation possible entre le confort attendu et la limitation de température à 28°C au niveau du sol fini.

Le calcul du plancher chauffant électrique est une étape indispensable avant son installation.

Pour être conforme aux prescriptions du CPT (Cahier des prescriptions techniques) applicables au plancher rayonnant électrique, le calcul du plancher chauffant électrique ou dimensionnement s'appuie sur une procédure en trois points.

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Calcul plancher chauffant : la puissance minimale

Le calcul du plancher chauffant électrique s'appuie sur cette première valeur destinée à compenser les déperditions thermiques du local.

Les déperditions thermiques se mesurent selon des règles de calcul fondées sur la température extérieure de base, réglementaire.

• La température extérieure de base est une moyenne mesurée en hiver pour chaque région.
• Pour l'existant, on leur accole le suffixe « Ex ».

3 types de règles thermiques : Th-C, Th-E, Th-U

Ces règles établies par le CSTB s'adressent :

• D'une part, aux bâtiments neufs.
• D'autre part, aux bâtiments existants (construits après 1948).

Pour l'existant, les règles Th s'accompagnent du suffixe « Ex ».

Les règles Th-C et Th-E servent à calculer, respectivement :

• La consommation d'énergie hivernale (consommation conventionnelle).
• La température maximale d'été.

Les règles Th-U, entérinées par la commission Th-Bât, se composent de 5 fascicules :

• 1/5 : Fournit les modalités de calcul du coefficient moyen des déperditions (coefficient U-bât) à travers l'enveloppe des bâtiments. Ce coefficient permet de déterminer les caractéristiques thermiques (conductivité, résistance) des éléments constructifs visés dans les fascicules suivants.
• 2/5 : Matériaux de construction.
• 3/5 : Parois vitrées.
• 4/5 : Parois opaques (murs, planchers).
• 5/5 : Ponts thermiques.

Ces calculs prennent en compte différents paramètres :

• Flux de chaleur ascendants, horizontaux, descendants...
• Conditions moyennes d'humidité...

Puissance minimale à installer

Une fois les déperditions connues, on peut définir la puissance minimale de plancher à installer.

La puissance minimale se calcule de manière à assurer une montée rapide de la température de confort.

Elle doit au moins correspondre à 1,2 fois les déperditions de base (en W).

Formule de calcul : Pi (W) ≥ D × 1,2

• Pi : puissance minimale ou puissance intérieure
• D : déperditions de base
• W : Watt (unité de puissance)
• ≥ : égal ou supérieur

À noter : Dans la pratique, les calculs thermiques sont quasiment impossibles à effectuer par le particulier. Ils sont d'ailleurs tellement complexes que les installateurs utilisent désormais des logiciels dédiés.

• Les règles de calcul Règles TH-C-E pour les bâtiments neufs.
• Règles TH-U pour les bâtiments anciens.

Afin d'assurer une montée rapide de la température de confort, la puissance minimale à installer (Pi) doit au minimum correspondre à 1,2 fois les déperditions de base (D) :

Pi (W) ≥ D (W) × 1,2

Calcul plancher chauffant : la puissance équipable

Pour déterminer cette valeur essentielle au calcul du plancher chauffant, il faut d'abord déterminer la surface utile de plancher chauffant électrique ou surface équipable (Se).

Calcul plancher chauffant : quelle surface équipable ?

La surface équipable (Se) s'obtient en déduisant l'encombrement des éléments fixes de la superficie de la pièce.

On entend par élément fixe tout équipement ou mobilier installé de façon permanente. Par exemple :

• baignoire, douche, meuble vasque d'une salle-de-bains,
• éléments bas dont îlot et comptoir d'une cuisine,
• placard-penderie intégré à la construction d'une chambre ou d'un hall d'entrée...

La solution de simplicité consiste à exécuter sur papier quadrillé un plan à l'échelle de la pièce, en incluant l'encombrement des éléments fixes.

Ce croquis est utile à plus d'un titre, en particulier pour connaître la longueur de câble à poser et réaliser le calepinage.

Important : Il faut également soustraire de la surface équipable une bande périphérique, dite de retrait. Large de 10 cm au moins, elle se situe le long des murs porteurs ou de refend, des cloisons, d'une cheminée à foyer ouvert, d'une trémie d'escalier...

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Calcul plancher chauffant : la puissance équipable (Pe)

Exprimée en Watt, la puissance équipable (Pe) est la puissance maximale pouvant être installée sur la surface équipable (Se).

Le mode de calcul intègre une valeur maximale réglementaire en Watt par mètre carré.

Pe (W) = 106 (W/m²) × Se (m²)

• Puissance par mètre carré à ne pas dépasser : 106 W/m² : Formule : 106(W/m²) × Se(m²) = Pe(W)
• Puissance maximale pour une surface équipable de 12 m²: 106 × 12 = 1590 W
• Puissance maximale pour une surface équipable de 25 m²: 106 × 25 = 2650 W

Prévoir ou non des joints de fractionnement pour le plancher chauffant

Il existe, dans certains cas, des risques de fissuration de l'enrobage du plancher chauffant lors de la chauffe. Les joints de fractionnement servent à les éviter.

La configuration de la pièce dicte la nécessité ou non de fractionner le plancher chauffant électrique. Les joints s'imposent dans les cas suivants :

• superficie supérieure à 40 m²,
• longueur supérieure à 8 m linéaires,
• forme en L,
• présence de points singuliers (angle rentrant, trémie d'escalier...).

À noter : L'emplacement des joints de fractionnement se décide en concertation avec le poseur du revêtement de sol.

Calcul plancher chauffant : puissance maximale autorisée

Ce dernier point est déterminant pour choisir la puissance de câble chauffant à poser.

La puissance surfacique maximale autorisée est le quotient de la puissance linéique du câble chauffant divisé par son pas de pose.

• La puissance linéique (Pl) est l'énergie délivrée par un mètre de câble chauffant : son unité de mesure est le Watt/mètre (W/m).
• Le pas de pose est l'espacement des spires du câble chauffant (en m) : il doit être 1,5 fois inférieur à la puissance linéique.
• Espacement nécessaire à un câble chauffant de 17 W/m : 17 : 1,5 = 0,113 m (soit 11,3 cm)

Le CPT (Cahier des Prescriptions techniques) précise les rapports à respecter entre les puissances surfacique et linéique maximales des éléments chauffants :

Il est possible d'augmenter la puissance surfacique de 25% sous certaines conditions :

• Une puissance de plancher rayonnant électrique répartie de manière homogène sur au moins 80% de la surface équipable.
• Une régulation par thermostat d'ambiance titulaire de la certification EUBAC basée sur la norme européenne EN 15500 « régulateur électronique de zone pour le chauffage ». À défaut, les appareils portant au moins la marque NF Electricité Performance de catégorie B peuvent convenir.
• Une émission linéique limitée à 18 W/m.

À noter : Si la puissance à installer s'avère insuffisante pour un bon confort d'utilisation, des aménagements sont à prévoir, tels le renforcement de l'isolation thermique ou l'installation d'un chauffage d'appoint. Ces cas se rencontrent dans les pièces très hautes de plafond ou les salles-de-bains dont la surface équipable est trop faible.

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