Les émetteurs de chaleur

Les émetteurs de chaleur
Étude comparée
Jean-Jacques BÉZIAN, Pierre BARLES,
Claude FRANçOIS et Christian INARD
sous la coordination de J-J BÉZIAN
du centre d’Énergétique de l’École des Mines de Paris
Les Presses de l’École des Mines
Paris

Cet ouvrage est le fruit d’un travail collectif coordonné par Jean-Jacques
Bézian du centre d’Énergétique de l’École des Mines de Paris, à Sophia
Antipolis.
Y ont participé!:
Pierre Barles du département Ventilation et Climatisation du CETIAT à
Villeurbanne!;
Claude François du service Énergie, Environnement intérieur et
Automatismes du CSTB à Champs-sur-Marne!;
Christian Inard de l’équipe Équipement de l’Habitat du centre de
Thermique de l’INSA de Lyon, à Villeurbanne.
Il a été discuté, relu et corrigé par un comité de lecture, représentant
l’ensemble de la profession impliquée, tant dans le domaine de la
production d’énergie que de la climatique du bâtiment.
© École des Mines de Paris, 1996
60, Boulevard Saint-Michel, 75272 Paris cedex 06 FRANCE
email!: [email protected]
http://www.ensmp.fr/Presses
ISBN!: 2-911762-03-7
Dépôt légal!: janvier!1997
Achevé d’imprimer en janvier!1997 (imprimerie Durand, Luisant)
Tous droits de reproduction, de traduction, d’adaptation et d’exécution
réservés pour tous les pays

AVANT PROPOS
UN TRAVAIL COLLECTIF
Cet ouvrage fait le point sur l’état des connaissances actuellement disponibles
au sujet des émetteurs de chaleur les plus répandus sur le marché du
bâtiment, tels que les convecteurs électriques, les radiateurs à eau, les
planchers et les plafonds chauffants...
Ces connaissances ont été acquises au sein du Groupe de Recherche sur les
Émetteurs de Chaleur (GREC) qui a agi, de manière concertée, pendant plus
de trois années, sous l’égide de l’Agence de l’Environnement et de la
Maîtrise de l’Énergie, (ADEME, ex!AFME, Agence Française pour la
Maîtrise de l’Énergie).
Les résultats qui y sont présentés sont le fruit d’un travail collectif, mené par
8 équipes de recherche françaises, qui, à des titres divers, ont contribué, après
une analyse des informations disponibles, à développer des méthodes de
calculs et d’essais innovantes, à analyser le fonctionnement des systèmes, et à
émettre des recommandations d’usage.
Ces équipes dépendent d’organismes aux pôles d’intérêts parfois divergents,
représentant à la fois la recherche universitaire, des laboratoires, des centres
d’essais, des organismes professionnels ou gouvernementaux.
Il s’agit!:
• du CETIAT, Centre Technique des Industries Aérauliques et Thermiques,
«!Centre Technologique Industriel!» selon la loi du 22!juillet 1948, dont
les ressortissants sont les entreprises qui construisent, en France, les
matériels de chauffage, ventilation... C’est le département Ventilation et
Climatisation, basé à Villeurbanne, qui a participé aux travaux du GREC.
• du CoSTIC, Comité Scientifique et Technique des Industries Climatiques,
association selon la loi 1901, dépendant de la Fédération Nationale du
Bâtiment, qui regroupe l’ensemble des professions de ce domaine en
France. Son établissement de Digne les Bains a été acteur au sein du
GREC.
• du CSTB, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, Établissement
Public à caractère Industriel et Commercial, qui mène, dans le domaine du

2Les émetteurs de chaleur
bâtiment, trois types d’activité!: la recherche, l’ingénierie de pointe et
l’évaluation de la qualité des produits de construction. Il assure aussi une
mission de diffusion des connaissances ainsi qu’une action de conseil
technique auprès des pouvoirs publics dans le domaine du bâtiment. Deux
de ses établissements, ont collaboré à ce travail, celui de Sophia Antipolis,
pendant les deux premières années, et de Champs sur Marne, tout au long
de la vie du GREC.
• de l’École des Mines de Paris, École Nationale Supérieure d’Ingénieurs,
Établissement Public à caractère Administratif dépendant du ministère de
l’Industrie, dont la mission est de former des ingénieurs, dont une partie
de l’enseignement est enrichi par la recherche menée dans ses
laboratoires. C’est le centre d’Énergétique, par son établissement de
Sophia Antipolis, qui a été l’interlocuteur du GREC et en a coordonné les
actions.
• de l’INSA de Lyon, Institut National des Sciences Appliquées, École
Nationale Supérieure d’Ingénieurs, dépendant du ministère de
l’Éducation Nationale, qui possède lui aussi de nombreux laboratoires
participant à la formation des étudiants par la recherche. Le centre de
Thermique de l’INSA de Lyon a participé, à travers son équipe
Équipement de l’Habitat, à l’ensemble des actions du GREC.
• du LCIE, Laboratoire Central des Industries Électriques et du LNE,
Laboratoire National d’Essais, Établissements Publics à caractère
Industriel et Commercial ont, quant à eux, une mission principalement
axée sur la métrologie et les essais de sécurité, avec émission d’avis
normalisés sur la qualité des produits testés. Les interlocuteurs du GREC
étaient basés à Fontenay aux Roses (LCIE) et à Trappes (LNE).
Les actions de ces différents acteurs, définies de manière concertée,
approuvées par un comité scientifique, et un comité de suivi, ont été, pour la
plupart, cofinancées par l’AFME, puis par l’ADEME. Cependant, de
nombreux résultats utilisés, notamment sur les émetteurs électriques, sont
issus plus ou moins directement de travaux financés par la direction des
études et des recherches d’Électricité de France.
UNE ETAPE INDISPENSABLE
Cet ouvrage n’est pas le seul résultat concret des travaux du GREC. Ceux-ci
pourront aussi être valorisés par!:
• la mise à disposition d’un outil de conception permettant d’améliorer les
performances des divers émetteurs, tiré du modèle de simulation
développé!;

Avant propos 3
• une information des milieux professionnels, grâce à des articles
spécialisés, des ouvrages didactiques pour les enseignants et les élèves!;
• la révision de méthodes de calcul normatives ou réglementaires...
Il n’appartient pas aux laboratoires d’initier ces actions, qui devront être
prises en main par la profession, au sens large.
Cependant, cet ouvrage a été rédigé pour que tous les résultats capitalisés
après ces années de travail puissent être mis à la disposition de l’ensemble des
professionnels du bâtiment et du génie climatique, et, en particulier, des
bureaux d’études chargés de concevoir et de calculer les systèmes de
chauffage.
Il n’est pas définitif, car, dans un domaine aussi complexe et atypique qu’est
la thermique du bâtiment, on ne pourra jamais annoncer «!la vérité
universelle!».
Par contre, il est indispensable, car de nombreux enseignements positifs ont
pu être tirés des trois années de recherche concertée, tant sur le
comportement des émetteurs eux-mêmes, que sur les interactions avec la
pièce et les écoulements d’air y régnant.
Si de nombreuses recommandations pratiques, à l’usage des concepteurs et
des installateurs, émaillent cet ouvrage, il n’est pas possible d’en tirer des
conclusions autres que celles qui y sont transcrites. Il faut notamment se
garder d’effectuer certaines comparaisons brutales, toujours réductrices, que
d’aucuns seraient tentés de faire entre tel et tel émetteur, en dehors du
contexte décrit ici.
De toutes façons, il n’existe pas, à l’heure actuelle, de critère pertinent et
universel de comparaison, mais le GREC, de la manière la plus objective
possible, dans la limite de ses moyens, a essayé de dégager des tendances, et
de «!caractériser dans des conditions réalistes de fonctionnement,
l’efficacité énergétique de divers systèmes d’émission de chaleur!».
Ce document veut rester fidèle à cet objectif.