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Quelles sont les caractéristiques du radiateur idéal ? Principes techniques et comparatif de performances

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Sommaire

  1. Les grands principes du chauffage résidentiel : chauffage par convection ou par rayonnement
  2. Les caractéristiques attendues d’un radiateur idéal
  3. Comparatif des différents modes de chauffage
  4. Tableau de synthèse des différentes technologies de radiateurs : avantages et inconvénients

Les grands principes du chauffage résidentiel : convection ou rayonnement ?

Quelque soit la technologie d’émission de chaleur employée (chauffage électrique ou à eau chaude), il existe 3 modes d’émission de chaleur pour le chauffage :

  • le chauffage par conduction (ex : plancher chauffant basse température. Les pieds sont en contact le sol)
  • le chauffage par convection (d’où le nom de convecteurs)
  • le chauffage par rayonnement (d’où le nom radiateurs = radiant / radiation utilisé à tort pour n’importe quoi)
Chauffage idéal basse consommation

Confort thermique et basse consommation

Un chauffage par convection va chauffer l’air directement. L’air froid se réchauffe au contact de l’émetteur (grille, plaque, résistance) de chaleur, puis monte au plafond à mesure qu’il se réchauffe. Ensuite il se refroidit progressivement du fait des déperditions de la pièce. Cela créé un flux d’air (brassant les poussières brûlées au contact de l’émetteur) et un cycle de refroidissement et de réchauffement.

Le chauffage par rayonnement ne chauffe pas l’air directement, il chauffe les surfaces des masses (sol, mur, plafond, objets) qui vont absorber puis restituer cette chaleur à l’air ambiant de la pièce. Contrairement aux convecteurs avec lesquels l’air chaud est stratifié (sol à 15°C, mi-hauteur à 19°C, plafond à 25°C), avec un radiateur rayonnant la température de l’air est presque homogène du sol au plafond. Cette nuance est essentielle car, d’une part l’air n’est pas brassé (avec ses allergènes et poussières) d’autre part le confort thermique ressenti est largement supérieur (comparable à celui du soleil), évitant ainsi d’augmenter la température du thermostat (et donc la consommation).

>> Le choix du chauffage par rayonnement ne fait plus débat aujourd’hui : c’est la technologie de chauffage que l’on doit rechercher pour un radiateur !

Quelles sont les caractéristiques attendues d’un radiateur idéal ?

Cet article s’intéresse à l’efficacité des différents émetteurs de chaleur et non à comparer les différentes technologies de chauffage (pompe à chaleur, poêle à bois/granulés, etc.).

Ne perdez pas de vue que le radiateur ne fait pas tout ! Les 3 règles d’or pour optimiser facture et confort sont :

  1. Une isolation performante des murs, du sol, du plafond et des vitrages. Une bonne étanchéité à l’air.
  2. Une bonne orientation des pièces pour profiter des apports énergétiques extérieurs.
  3. Un radiateur performant c’est à dire :
    • qui émet le plus de rayonnement possible (et donc le moins de convection). Aujourd’hui aucune législation n’impose un taux de rayonnement minimum pour “utiliser” l’appellation radiateur rayonnant. Un radiateur émettant au moins 50% de rayonnant est le minimum. A noter, les radiateurs rayonnants à moins de 500€ ne dépassent pas 40% de taux de rayonnement. Parmi les meilleurs marques de radiateurs rayonnants du marché : DEGXEL, CAMPA, CINIER, HEAT4ALL, etc. L’émissivité du matériau de surface du radiateur (ou sa capacité à émettre le plus de rayonnement possible) est un paramètre clé.
    • doté d’une grande surface d’émission de chaleur en fonction de sa puissance.
    • avec peu d’inertie (de par sa conception) et qui est associé à une régulation thermique très performante. Le radiateur ayant peu d’inertie (peu épais, pas de corps de chauffe en fonte) associé à un thermostat très performant délivrera rapidement la chaleur à la pièce en évitant les vagues de chaleur. En effet, plus le radiateur aura d’inertie, plus il sera long à se charger en énergie et donc à la restituer. D’autre part, lorsque dans la journée la température extérieure remonte du fait des apports solaires, le radiateur continuera à fournir l’énergie emmagasinée quitte à dépasser la consigne de température fixée et donc à créer des vagues de chaleur et des consommations superflues. Pour répondre avec souplesse aux changements de consigne (confort, éco, absence, hors gel), le radiateur doit être réactif.
    • doté de la bonne puissance. Demandez un bilan de puissance au fabricant ou à l’installateur. Un électricien utilise le plus souvent 100W par m2 pour du chauffage électrique (1000W pour une chambre de 10 m2). Pour les radiateurs électriques rayonnants les plus performants (infrarouges), 60W par m2 suffisent. Il est inutile de surdimensionner quand on peut connaitre facilement les paramètres thermiques de la pièce (surface, hauteur sous plafond, isolation, orientation, température souhaitée) et en déduire les déperditions thermiques et la puissance nécessaire du radiateur.
    • bien positionné dans la pièce. Les radiateurs rayonnants sont d’autant plus performants qu’ils sont bien positionnés, c’est à dire de manière à ce que le rayonnement puisse atteindre toutes les zones de la pièce (sol, mur, plafond). Ne surtout pas le placer derrière du mobilier qui bloquerait le rayonnement. Seul les radiateurs haute performance auront la possibilité de rayonnement à 3-4 mètres de distance afin de toucher toutes les zones de la pièce.

Comparatif des différents modes de chauffage, avantages et inconvénients…

Vous hésitez entre différentes technologies de radiateurs ? Cet article est fait pour vous.

Les convecteurs sont la version de base qui a popularisé le chauffage électrique dans les années 80. Sur le plan technologique, il a peu évolué. Comptez un besoin de puissance (donc de consommation) qui varie de 100 à 150 Watts par m2 ! Il ne fonctionne que sur le principe de la convection en réchauffant l’air ambiant qui se stratifie dans la pièce (15°C au niveau du sol, 27°C au plafond). Le plus souvent il assèche l’air et entraîne des vagues de chaleur (courant d’air chaud) parfois ressenties comme désagréables. Cette technologie dépassée est à bannir.

convecteur électrique

Convecteur électrique

chauffage caniveau

Les caniveaux chauffants

Les plinthes chauffantes électriques fonctionnent sur le principe des convecteurs. Leur grande longueur permet d’atténuer l’effet convectif par une bonne répartition de la chaleur dans la pièce. Elles chauffent l’air froid immédiatement situé au sol. Il faut compter 300 € par mètre linéaire. Une déclinaison est le ventilo-convecteur en caniveau pour encore plus de gain d’espace.

Le radiateur à inertie est composé d’un corps de chauffe en céramique, en fonte, en stéatite, en verre, en brique, ou en pierre. Ce dernier a des propriétés d’accumulation thermique importantes via une résistance électrique située en son cœur  (radiateur à inertie sèche) ou grâce à un fluide caloporteur qui le parcoure (radiateur dit à inertie fluide). L’énergie est ensuite transmise à la carcasse du radiateur (à forte émissivité – aluminium) qui émet lentement par rayonnement basse température et par convection, même lorsque le radiateur n’est plus alimenté électriquement. Le concept est séduisant.

radiateur inertie

Radiateur à inertie sèche ou fluide – Crédit photos Thermor

On parle de “chaleur douce” (souvent à tort) seulement si le radiateur a la capacité de rayonner la chaleur accumulée sous forme d’infrarouge (à l’image du soleil). Les radiateurs à inertie fluide ont une meilleur sensation de chaleur douce (que l’inertie à chaleur sèche) du fait d’une température de surface plus homogène et d’une meilleure efficacité thermique. Le principal problème est le manque de réactivité du radiateur (du fait de son inertie) pour coller strictement aux consignes de température afin d’éviter surconsommation et vagues de chaleur. La régulation intégrée du radiateur doit être très performante pour “maîtriser” l’inertie.

Les radiateurs à eau chaude raccordés au chauffage central (chaudière gaz, bois, fioul, enr, etc.) offrent généralement un bon confort thermique s’ils sont à basse température.

radiateur à chauffage central eau chaude

Radiateur chauffage central à boucle d’eau

plancher chauffant

Plancher chauffant rayonnant (hydraulique ou électrique)

Le plancher chauffant (hydraulique basse température ou rayonnant électrique) est un investissement qui doit être murement réfléchi. En effet, sauf à rénover intégralement le plancher, il ne sera pas interchangeable comme l’est un radiateur. Il présente l’avantage d’une bonne répartition de la chaleur (pas de zone froide) sur l’ensemble de la pièce et un très bon confort. Cependant, son inertie peut entraîner surconsommation et inconfort sur les modèles de moyenne gamme. Le plancher rayonnant hydraulique présente l’avantage d’aider au refroidissement l’été (circulation d’eau froide).

Les radiateurs rayonnants avec grille ajourée frontale émettent de la chaleur par rayonnement (entre 10% et 30%) et par convection. La portée du rayonnement est de l’ordre de 1 mètre. Seules les surfaces à proximité seront chauffées par le rayonnement, le reste du volume étant chauffé comme un convecteur. On distingue les panneaux rayonnants de première génération (dits ouverts) dont l’émetteur de chaleur est visible à travers les grilles ajourées, et les panneaux fermés (dits panneaux chauffants). Les panneaux fermés sont plus efficaces d’un point de vue confort et énergétique. La plupart du temps il s’agit de radiateurs infrarouges (voir plus bas).

radiateur rayonnant radiant

Radiateur rayonnant simple avec grille frontale

radiateur électrique infrarouge

Radiateur électrique infrarouge lointains à haute performance – Crédit photos HeatGood

Les radiateurs infrarouges haute performance sont des radiateurs rayonnants dont les performances de rayonnement sont > 50% (donc 50% de convection seulement). Ce sont les radiateurs qui se rapprochent le plus de la notion de radiateur idéal car ils répondent à toutes les caractéristiques requises (voir plus haut) pour optimiser confort et basse consommation : panneau fermé, température de surface homogène sur l’ensemble du panneau, faible inertie, régulation électronique au choix car non embarquée (d’où la possibilité de choisir une régulation performante), forte composante rayonnante (donc chaleur douce), grande surface du panneau.

Attention ! L’absence de réglementation sur les radiateurs infrarouges doit amener les acheteurs à être particulièrement vigilants. En effet, on retrouve dans cette catégorie des radiateurs extrêmement performants comme de simple radiateurs plats fonctionnant comme des convecteurs. Les prix varient de 100€ à plus de 1500€ pour la même puissance. En savoir plus sur le radiateur infrarouge.

Tableau de synthèse des différentes technologies de radiateurs

L’efficacité thermique d’un radiateur correspond à la capacité de l’émetteur de chaleur à produire une chaleur homogène dans l’espace (du sol au plafond), constante dans le temps et confortable (pas de vagues de chaleur et d’assèchement de l’air).  Pour cela sa régulation électronique doit prendre en compte avec efficacité les variations de température extérieure (et apports solaires) et la présence variable des occupants (changements de consigne (éco, confort)). C’est donc bien le couple radiateur – régulation qui défini l’aptitude d’un radiateur à sa fonction (son coefficient d’aptitude).

Technologie
AvantagesInconvénients
Convecteur électrique
LES – :

  • Stratification de l’air (froid au sol, chaud au plafond). Sensation de courants d’air chaud et d’air froid. Confort très difficile à atteindre. Tendance à augmenter beaucoup la température de la pièce pour compenser l’absence de réchauffement des murs. Assèchement de l’air sous les niveaux conseillés.
  • Très grosse consommation liée au principe de convection. Il est souvent nécessaire de chauffer à 2-3°C de plus qu’avec d’autres technologies.

Plinthes électriques

LES + :

  • Bonne couverture grâce aux grandes longueurs, placements en zone complexes
LES – :

  • Grosse consommation.

Chauffage caniveau encastré

LES + :

  • Bonne couverture grâce aux grandes longueurs, placements en zone complexes, gain de place significatif. Effet rideau de chaleur pour les vitrages.
LES – :

  • Grosse consommation, selon technologie.

+++ Radiateur à inertie (sèche ou fluide)

LES + pour les meilleurs modèles :

  • Chaleur douce sous condition d’une partie rayonnante importante (meilleurs modèles)
  • Basse consommation, meilleurs modèles : Norme NF électricité performance 3 étoiles (environ 30-40% de rayonnement).
  • La qualité de l’air n’est pas modifiée
LES – :

  • Montée en température initiale lente (de l’ordre de 45 mn) sauf avec les radiateurs double cœur (ou double corps) qui intègrent en plus un film rayonnant de type radiateur infrarouge. Globalement ne convient pas aux pièces à chauffer rapidement sur des périodes courtes. L’inertie fluide est plus lente que l’inertie sèche.
  • Le radiateur diffusant sa chaleur des 2 côtés du radiateur, le mur de fixation doit être bien isolé.
  • Plus la surface du radiateur est importante meilleur est le rayonnement.
  • Compter 100 Watts par m2 pour une pièce moyennement isolée. 80 Watts par m2 pour une pièce bien isolée.

+++ Radiateur à eau chaude (chauffage central)

LES + pour les meilleurs modèles :

  • Chaleur douce à basse température.
  • Montée en température assez rapide.
  • Compatible multi source d’énergie (gaz, solaire, géothermie, pac, bois, etc.).
  • Émission de chaleur à basse température.
LES – :

  • Le radiateur diffusant sa chaleur des 2 côtés du radiateur, le mur de fixation doit être bien isolé.
  • Déperditions au niveau du circuit de distribution.
  • Plus la surface du radiateur est importante meilleur est le rayonnement.
  • Nécessité d’un thermostat (robinet thermostatique) pour éviter les vagues de chaleur.
  • Maintenance (chaudière et radiateur).

Plancher chauffant (chauffage au sol)

LES + :

  • Très bon confort d’utilisation : bonne répartition de la chaleur sur l’ensemble de la surface, possibilité de se déplacer pieds nus.
  • Libère de l’espace (pas de radiateur).
  • Compatible multi source d’énergie (électrique direct, pompe à chaleur, gaz, solaire, géothermie, bois, etc.).
  • Préférer les planchers chauffants hydrauliques aux planchers électriques.
LES – :

  • Attention à la gestion de l’inertie peu réactive : montée en température initiale ou redescente en température lente. Une bonne régulation est essentielle pour que le plancher chauffant s’adapte en permanence aux besoins variables des usagers et aux conditions climatiques extérieures (dont apports solaires).
  • Le rayonnement se faisant des 2 côtés, la dalle de support doit être bien isolée pour éviter les pertes.
  • Investissement initial élevé. Maintenance. Complexe en rénovation.
  • Certaines contraintes d’aménagement (limiter les tapis, revêtements à éviter, meubles sans pieds).

Radiateur électrique rayonnant

LES + :

  • Chaleur douce sous condition d’une puissance rayonnante importante (quelques rares modèles)
  • Diffusion de chaleur rapide
  • Meilleurs modèles : Norme NF électricité performance 3 étoiles. Taux de rayonnement d’au moins 40% pour les logements mal isolés.
LES – :

  • Impératif de choisir des modèles haut de gamme, car les performances chutent très vite (rayonnement intermittent et peu puissant).
  • Le radiateur diffusant sa chaleur des 2 côtés du radiateur, le mur de fixation doit être bien isolé.
  • Plus la surface du radiateur est importante meilleur est le rayonnement.
  • L’air est en contact avec l’émetteur de chaleur très chaud, entraînant de la convection et dégradant l’air.

+++ Radiateur à infrarouge lointain

LES + pour les meilleurs modèles :

  • Chaleur douce sous condition d’une puissance rayonnante importante. Température ressentie supérieure aux autres technologies =  chauffer à une température plus basse.
  • Diffusion de chaleur rapide (si matériau de surface à forte émissivité).
  • L’air n’est jamais en contact avec l’élément chauffant noyé dans la structure complètement fermée du radiateur. Il n’y a donc pas de dégradation d’air et peu de convection.
  • Particulièrement adapté aux grandes hauteurs sous plafond.
  • Basse consommation. Ne peuvent pas être certifiés NF car le thermostat est séparé du radiateur (à acheter séparément). Or la certification ne peut s’obtenir que pour une régulation donnée. En l’absence de données sur le coefficient d’aptitude il convient de demander au fabricant les documents qui attestent du taux de rayonnement de ses radiateurs (min > 50%, 70% est le maximum connu en Europe).
  • Pose murale ou plafond.
  • Absence de maintenance. Risque de panne proche de 0 sur les modèles haut de gamme.
LES – :

  • Le radiateur diffusant sa chaleur des 2 côtés du radiateur, le mur de fixation doit être bien isolé. Sauf pour les modèles haut de gamme construits avec un isolant haute performance sur l’arrière. La faible épaisseur de cette technologie permet cet ajout.
  • La température de surface élevée si on veut obtenir de la très basse consommation (50W par m2).
  • L’espace devant le radiateur doit être dégagé pour permettre le rayonnement dans toutes les directions.
  • Le prix des modèles haut de gamme.

Sources : Etudes Foxof – Appelations selon norme européenne CEI 675

Conclusion : à ce jour, nous estimons que les meilleurs radiateurs (modèles haut de gamme) sont les radiateurs à inertie fluide et les radiateurs électriques à infrarouge lointains. Notez qu’à puissance égale, il est toujours plus performant d’un point de vue thermique (confort et consommation) de multiplier le nombre de points chauds (radiateurs) dans la pièce. Par exemple, pour un besoin de 2100W on préfèrera 3 radiateurs de 700W plûtot que 2 de 1000W. Ceci est une constante quelque soit la technologie du radiateur.

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Résumé
Quelles sont les caractéristiques du chauffage idéal ? Comparatif …
Titre de l'article
Quelles sont les caractéristiques du chauffage idéal ? Comparatif …
Description
Comment identifier le radiateur idéal pour votre logement ? Liste des caractéristiques essentielles pour conjuguer confort et basse consommation : chauffage par rayonnement infrarouge performant, à enveloppe fermée, avec peu d'inertie, associé à une régulation de température (thermostat) efficace. Guide d'achat radiateur électrique.
Auteur
Foxof
FOXOF
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